由交通大国向交通强国 勿以“缝”小而不为

每年冬季大雪来临,除雪除冰保障高速公路畅通,都是高速公路公司最为紧迫的任务,而养护科还有一项额外的负担,同样显得迫在眉睫:高速公路公路管段内的两条桥梁伸缩装置需要进行整体更换。桥梁伸缩装置,被业内俗称为“伸缩缝”。对于普通公众来说,车辆驶过公路桥端位置,会有明显感觉到车子跳了一下,这就是伸缩缝在作怪。

伸缩缝:高速梦魇 每年吞噬养护资金10亿

2018年元旦前后的两场大雪,使得内蒙古高速公路公司呼和浩特分公司养护科显得异常忙碌。每年冬季大雪来临,除雪除冰保障高速公路畅通,都是高速公路公司最为紧迫的任务,而养护科还有一项额外的负担,同样显得迫在眉睫:高速公路公路管段内的两条桥梁伸缩装置需要进行整体更换。

桥梁伸缩装置,被业内俗称为“伸缩缝”。对于普通公众来说,车辆驶过公路桥端位置,会有明显感觉到车子跳了一下,这就是伸缩缝在作怪。

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在内蒙古的寒冬腊月更换伸缩装置,对养护施工人员无疑是一项重大的挑战。如果按照正常的施工周期,更换一条桥梁伸缩装置至少要12天时间。首先要将固定伸缩装置与桥梁主体结构连接处的混凝土凿开清掉,重新更换焊接伸缩装置后再重新灌注混凝土,混凝土完成养护凝固后才可通车放行。

伸缩装置更换作业时,高速公路只能是半幅封闭,半幅通车。作业时间长,施工难度大,造成车辆拥堵、社会公众不理解,施工作业人身安全更让人担忧。2008年,某省高速公路养护人员更换桥梁伸缩装置时,发生事故导致8名人员死亡,至今仍让人心有余悸。

冬季严寒地区混凝土作业养护难度大,如何保证更换伸缩装置时混凝土的养护质量,更让施工人员极为头疼。在采取半幅通车、半幅作业更换桥梁伸缩装置时,重载车通过引起桥面振动,混凝土养护质量难以达标,混凝土早期损坏概率增加,会加速伸缩装置钢结构的损坏,这也就意味着桥梁伸缩装置一旦进行更换,往往会频繁维修,甚至在一两年后再次进行更换。

更换桥梁伸缩装置不仅施工难度大,工程预算更是几倍于新建工程。例如,新建高速公路桥梁安装80型伸缩装置,工程概预算约为3000元/延米,而更换伸缩装置工程造价约为5000~6000元/延米,造价是新建工程的两倍。如果采用快速养护混凝土,造价更高,至少在1万元/延米以上。以双向四车道高速公路为例,更换一次伸缩装置造价在21~36万元之间,造价高于新建工程四倍。

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内蒙古高速公路桥梁占比不高,更换伸缩装置比例相对较低,在内地和山区等高速公路桥梁占比高的地区,伸缩装置密度成倍增加,更换压力也就更大。据了解,广深高速公路刚通车几个月,就开始更换维修所有桥梁伸缩装置,极大地影响了该路正常使用,深圳市梅林至观澜高速公路通车不到一年,且交通量远远没到设计要求,而全线伸缩装置不同程度都遭到破坏,面临着全部更换和维修。

截至目前,我国高速公路通车里程超过13万公里,其中桥梁超过80万座,另外有多少桥涵,多少桥梁伸缩装置需要维修乃至整体更换,行业并没有过类似统计。

如果从伸缩装置生产供应角度来分析,得出的数据却是令人震惊。全国每年桥梁伸缩装置产销总量在200万延米左右,据伸缩装置制造业内人士测算,其中约有十分之一用于公路和市政道路维修更换,并且这个比例还在逐年上升。如果按照更换伸缩装置5000元/延米工程造价测算,国内每年用于更换桥梁伸缩装置的支出费用约在10亿元左右。

每年10亿元,对于并不宽裕的我国高速公路养护资金来说,实在是一项无法忽视的开销。如何提高伸缩装置整体质量和安装技术水平?如何改变养护部门频繁更换伸缩装置的窘况?不仅关系到我国公路桥梁建设养护大计,更关系到我国能否真正意义上从桥梁大国、交通大国迈向桥梁强国、交通强国。

伸缩缝:本该长寿命 为何却只有两三年

桥梁伸缩装置是指为满足桥面变形的要求,在两梁端之间、梁端与桥台之间或桥梁的铰接位置上设置的伸缩装置。伸缩装置一方面保护桥梁主体结构不受破坏,另一方面保证车辆行驶安全性和舒适感。

桥面伸缩装置的破坏,不但造成桥上行车遇缝必跳,行车舒适性大大降低,也导致支座、梁体的破坏,结构耐久性降低,为此不得不在后期投入大量的人力和财力进行养护和维修,给正常交通带来干扰和危害。


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伸缩装置直接承受车轮荷载的反复冲击和桥梁结构变形的作用,使用环境比较恶劣,是桥梁结构最易遭到破坏而又较难以修补的部位。按照我国工程建造和公路领域相关标准法规,中桥设计使用年限为50年,大桥及以上桥梁设计使用年限为100年,高级沥青路面设计使用年限在15年以上。作为主体结构重要保护装置的桥梁伸缩装置,究竟应该有多长时间的设计使用年限?是与路面结构相一致,还是作为一项低值易耗品,两、三年更换一次呢?

有专家认为,桥梁伸缩装置重要作用是保护主体结构不被破坏,其设计使用寿命,不应低于路面结构设计使用寿命,应避免早期维修和提前更换。然而记者走访调研了多家高速公路建设单位、施工单位,甚至包括养护企业在内,普遍认为桥梁伸缩装置属于桥梁结构中的易损件、易耗品,使用寿命在三年左右属于正常情况。

可以看得出来,目前在公路桥梁建造养护管理领域,专家学者的观点属于少数派。认为桥梁伸缩装置属于低值易耗品的观点,已经成为普遍,甚至是固化的思想观念。

更让人感到惊愕的是,公路桥梁两年缺陷责任期过后,桥梁伸缩装置往往开始集中出现问题,轻则是混凝土结构破坏,伸缩装置止水带老化破损,型钢局部断裂破损;更严重的则是整体结构破坏变形,梳齿板螺栓松动、整体脱落,出现危及桥梁主体结构和车辆行驶安全的严重状况。


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记者1月上旬在呼和浩特市二环快速路北段万通路桥上看到,梳齿板式桥梁伸缩装置已经有两块缺损,另外一块在车辆快速通过时发出“啪啪”的弹跳声,随着车轮碾过,弹跳高度接近3cm,梳齿板随时有螺栓脱落、整体被甩出的可能。

专业人士介绍说,梳齿板式伸缩缝原本主要优势是车辆通过性能和舒适性好,拆换方便,最近这些年在城市快速路和主干道上应用比例逐渐增加,但这些优势现在却成了弊端。由于梳齿板脱落往往伴随着螺栓脱扣,需要整体移除,养护部门往往是凑活事儿的心态,等着几块板子全部脱落之后再进行整体更换,随之而来的是行车舒适性大大降低,安全风险却不断加大。


桥梁伸缩装置易损坏,使用年限短,更换频繁,究其原因问题主要出在以下几个方面。

首先是伸缩装置本身结构设计方面存在缺陷,先天不足。

我国桥梁建造设计领域重视桥梁整体结构设计,轻视桥梁附件设计的思想有所存在。桥梁伸缩装置自上世纪90年代引进德国毛勒伸缩缝和日本梳齿板式伸缩缝设计,并无太多改进,难以适应我国高速公路重载车辆多的现实状况。尤其在伸缩装置设计方面,公路桥梁设计单位,伸缩装置研发生产企业,缺乏工程全寿命周期设计理念,一定程度上在统筹考虑工程建设施工和运营维护方面有所欠缺;

第二是工程总承包体制下,部分招标单位在招标环节忽视质量要求,唯价格论,造成中标价低于甚至远低于成本价。

这些以低于成本价中标的企业,为获取利润,只能在原材料采购、生产制造等方面压缩成本,以牺牲产品质量来弥补亏损,从而出现劣币驱逐良币现象。

例如80型桥梁伸缩装置的工程概预算原本约为3000元/延米,而实际中却是千差万别,有的甚至低至不足千元,造成伸缩装置主要部件的材质不达标,以次充好现象较为普遍;

第三则是桥梁伸缩装置的安装质量把控不严。

特别是桥梁伸缩装置的安装时间通常在桥梁主体结构施工完成,临近交工验收的末期,压缩工期赶工等造成安装质量难以保障,尤其是混凝土结构养护不到位,交工验收时看似光鲜,一旦交工通车,问题就会集中暴露;

第四项原因与公路车辆超载严重有很大关系。

当有重车高速行驶时,对桥面伸缩装置的损害尤为严重,在车辆荷载的反复作用下,引起的车辆冲击力和梁板振动十分严重,从而加速了接缝处的进一步破坏。

此外,桥面渗水也是导致桥梁接缝和构件破坏的一个主要原因。

尤其在北方地区,因采用除雪剂除雪造成桥面冰雪融化后的水具有一定的腐蚀性,而桥梁伸缩装置普遍采用单层止水带,止水带破损,养护更换不及时,桥面水通过接缝处渗入,进而造成伸缩装置的型钢、支座、墩台帽的腐蚀和损坏。

桥梁伸缩装置使用年限短,包括多方面的原因,而生产企业质量不过关更难脱其咎。企业靠偷工减料、假冒仿制也能同台竞技,甚至竞争成功。在工程领域,有人将这一现象戏称为“饿死同行、累死自己、坑死业主”。不仅严重扰乱了市场经营秩序,对整个制造业也是一个打击。

让行业感到慰藉的是,中央大力倡导质量强国、交通强国,大力弘扬工匠精神。靠偷工减料甚至假冒伪劣来获利,空间正日益逼仄。

质量是企业的立身之本,桥梁伸缩装置行业同样如此,竞争将更加激烈,对质量和品牌的要求会更高,只有坚持以创新为核心,以质量为本,把质量问题上升到价值观和现代企业理念的层面来认识,才可能在竞争中的确立优势。

伸缩缝:品质工程 让中国桥梁健康成长

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我国公路桥梁超过80万座,曾有业内泰斗级人物在公开场合表示,我国公路桥梁目前有10万座属于危桥范畴,有些桥梁建成没多久就出现大修,有些通车几年就重新进行桥面铺装。

埋藏在桥梁主体结构下面的安全隐患更不容忽视。桥梁伸缩装置的问题在表面还可以看得到,而桥梁支座、预应力钢绞线等隐蔽附件出现问题,不仅难以发现,更难处置,维修更换费用更加高昂,对桥梁主体的破坏更具威胁。

交通运输部相关负责人此前表示,我国公路桥梁工程技术发展面临以“建设为主”向“建养并重”转型,如何让桥梁健健康康地“出生”、少灾少病地“成长”,直至“高寿”?两个重要文件的出台指明了方向。

《交通运输部关于公路水运品质工程的指导意见》提出以工程质量安全耐久为核心,强化工程全寿命周期设计。

《关于实施绿色公路建设的指导意见》也重点提到突出全寿命周期成本理念。将公路运营和维护纳入工程设计与建设一并考虑,突出全寿命,强调系统性,强化结构设计与养护设施的统一。

“安全耐久”,“全寿命周期设计”,“全寿命周期成本”,“结构与养护统一”,几组关键词为桥梁伸缩装置发展指明了方向。交通运输部和地方交通主管部门合力推动,新型桥梁伸缩装置的推出也在近几年引发行业关注。

2017年7月31日,中国技术市场协会交通委员会对万亿集团完成的“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”项目成果进行了评价。多位业界专家组成的评价委员会最终确定该项目研究成果总体上达到国际先进水平。

2017年12月25日,《交通运输部2017年度交通运输建设科技成果推广目录》将万亿集团申报的“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”,作为《推广目录》中唯一一项桥梁伸缩装置科技成果赫然在列。

2018年1月5日,新疆维吾尔族自治区交通建设行业协会召开“整体加强型模数式多向变位伸缩装置技术交流大会”,多位设计和建设领域专家对该项技术赞赏有加。1月10日,在《2017年度内蒙古交通运输科技成果推广目录》中,同样将“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”列入其中......

“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”究竟有何魔力让各方推崇,在实际工程中应用状况又如何?带着这些疑问,记者来到京藏高速呼和浩特至包头段、京新高速临白段实地调研采访。

呼市至包头段高速公路是京藏高速公路与京新高速公路的共线部分,是连接华北和西北地区的重要干线,也是首都北京通往大西北的公路大动脉,2013年“四改八”工程竣工时,成为内蒙古自治区第一条双向八车道的高速公路,有效改善了京藏高速公路的交通压力。

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1月9日,记者来到位于京藏高速471km处的毫沁营大桥,在内蒙古高速公路公司呼和浩特分公司养护科同志的陪同下,考察了桥梁伸缩装置使用情况。

毫沁营大桥安装的是“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”早期产品,尽管相比进入推广目录的定型产品在结构设计上略有逊色,但是据呼和浩特分公司养护科同志介绍,伸缩装置止水带从未出现渗水漏水,钢结构件未破损断裂,仅是混凝土连接结构出现了些许破损,养护工人也及时进行了填补处置,伸缩装置整体结构安装使用至今未出现过其他问题。

京新高速公路临白段全长930公里,总投资370亿元,是迄今为止内蒙古自治区、我国乃至亚洲最大的交通单体项目。该路段全线穿越中国四大沙漠之一的巴丹吉林沙漠和戈壁滩,多次经过无人区,施工环境异常恶劣。2016年9月25日,京新高速临白段全线贯通。

京新高速临白段安装了2万延米 “整体加强型模数式多向变位伸缩装置”。据项目建设指挥部质检部门介绍,新型桥梁伸缩装置结合了模数式和梳齿板式伸缩缝的双重优势,相比传统产品重量增加,直观感觉很结实耐用,在结构设计上也有很多可圈可点之处,在结构耐久性能、多向变位性能、止水排水性能、均匀变位性能等方面解决了传统模数式和梳齿板伸缩装置的难题。京新高速临白段正式通车之后,司机大多反映这种新型伸缩装置相比传统伸缩缝,跳车程度明显减小。

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万亿集团负责人介绍,万亿集团多年来致力于在内蒙古自治区推动桥梁伸缩装置的应用升级,内蒙古已经完成安装6.5万延米,加上辽宁、宁夏、青海、陕西、云南等地区已安装完成超过12万延米。目前为止,已通车的项目无一条伸缩装置因装置本身出现任何质量问题。

万亿集团对于新型桥梁伸缩装置的探索始于2005年。经过几年的研发试制,2009年在内蒙古锡桑高速公路及多蓝一级公路第一次设计采用新型伸缩装置以来,产品经过不断改进和完善,先后获得21项国家知识产权,其中3项发明、15项实用新型,5项外观专利。除3项发明专利处于受理公开阶段外,其它均已授权获证。

2016年,万亿集团以提高工程质量耐久性为核心,以降低工程全寿命周期成本为发展目标,推出"整体加强型模数式多向变位伸缩装置"。目前,万亿集团已经对外发布,"整体加强型模数式多向变位伸缩装置"通过技术创新,将桥梁伸缩缝使用年限提高到三十年,万亿集团对行业承诺十年质保。

万亿集团负责人表示,下一步万亿集团将与权威检测机构合作,在全国范围内开展桥梁伸缩装置检测和普查工作,配合养护管理单位摸清家底,系统地制定桥梁伸缩装置的养护管理方案,让"整体加强型模数式多向变位伸缩装置"这一专利成果更多惠及公路行业。


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万亿集团在"整体加强型模数式多向变位伸缩装置"上打上了企业名称和标识,目的就是提高辨识度,向行业兑现质保十年的承诺。


“整体加强型模数式多向变位伸缩装置”已经获得部、省、行业的认可和积极推广,正在以十年质保的承诺,颠覆行业内对桥梁伸缩装置只有两、三年使用年限的固化思想,推动桥梁伸缩装置发展进步,打造更多优质工程,品质工程,为我国从交通大国迈向交通强国做出积极贡献。