巍巍德夯大峽谷上，矮寨大橋似一道騰空而起的彩虹，矗立在群山之巔，龍騰峽谷，恢宏沉穩的氣勢與峽谷山澗一脈相融。矮寨大橋不僅是包茂高速上連接重慶與長沙的交通紐帶，現在還是國家4A級旅遊景點，是譜寫在群山之間的傳奇，是世界級的人類工程奇蹟。被認定為中國“圓月亮”的矮寨大橋是如何進行管養呢？每天在大橋上凌雲飛渡，在如此美麗壯觀之處工作，究竟是一種怎樣的感受呢？“矮寨大橋養護在自豪中深感責任重大，任重而道遠”——這是矮寨大橋養護人給出的回答。
2012年3月31日，世界上跨峽谷跨徑最大的鋼桁梁懸索橋——矮寨大橋建成通車。隨著大橋的建成，在保證大橋安全運營的同時，最大限度地實現和延長橋樑的設計使用壽命，是對矮寨大橋養護管理提出的新要求。
矮寨特大懸索橋是吉茶高速公路的控制性工程，距吉首市約20公里，在矮寨鎮上空355米處跨越德夯大峽谷，右側為著名風景旅遊區——德夯，左側是中國著名的“公路奇觀”——G209國道矮寨盤山公路。大橋採用塔梁分離式懸索橋方案，主跨為單跨1176m簡支鋼桁加勁梁，主纜佈置為242+1176+116m，主纜的矢跨比為1/9.6，兩根主纜橫橋間距為27m。大橋主纜直徑約85cm，由169根索股組成，每根主纜包含21463根Φ5.25mm的高強鍍鋅鋼絲，主纜總重1.2萬噸。大橋鋼桁加勁梁高7.5m、寬27m，標準節段長14.5m，共分69個節間，鋼桁梁總長1000.5m，重約8000噸。橋面系採用縱向工字梁與混凝土橋面結合的鋼混組合形式。橋面用鋼約2100噸。大橋採用騎跨式吊索，共設71對，除巖錨吊索、端吊索及中央扣吊斜拉索採用Φ88mm鋼絲繩外，其他吊索均採用Φ62mm鋼絲繩。
大橋養護工作內容和方法
由於矮寨大橋採用鋼桁梁懸索橋結構，加之大橋施工、運營處在石灰石岩溶峽谷地貌和高山氣候的環境下，大橋的養護管理工作除按照《公路橋樑養護規範》《公路橋樑技術狀況評定標準》等一般橋樑結構的普遍內容和規律進行外，還需考慮大橋的結構、環境特點，以及長期健康監測數據的運用等養護管理要求。為此，大橋管養單位專門組織橋樑施工、設計、檢測、養護等方面的專家，編寫了《矮寨大橋管理養護維修手冊》，全面貫徹“預防為主，安全至上”的養護工作方針，努力提高橋樑結構的安全性和耐久性，全面落實橋樑養護工程師制度。
管理所與工程師聯動
為切實做好矮寨大橋養護管理工作，大橋管養單位成立了矮寨大橋橋隧管理所，負責矮寨大橋的結構及機電系統的安全檢查等工作，以確保大橋的運營安全。同時，為認真貫徹落實交通運輸部關於大橋養護管理的各項具體任務，大橋養護單位建立大橋養護責任制，做到制度嚴明、職責明確、責任落實。根據《公路橋樑養護管理工作制度》（交公路發〔2007〕336號），實行橋樑養護工程師制度。矮寨橋隧所編制15人，目前在崗高級工程師1人、工程師2人、本科學歷7人，配備4名橋樑工程師專職負責橋樑的日常巡查和經常檢查工作。同時專門與小修單位、機電外維簽訂養護管理合同，採用預防、養護和整治相結合，日常保養和綜合維修相結合。以橋面養護為中心，以承重部件為重點，開展大橋的日常管理、檢查、橋樑健康監測、冬季抗冰特殊養護等工作。
矮寨大橋採用騎跨式吊索
巡查管養 齊頭並進
在大橋日常養護管理上,矮寨大橋橋隧管理所根據檢查頻次及檢查深度要求,把大橋養護管理分為日常巡查、經常檢查、定期檢查、專項檢查及特殊檢查。其中,每天進行日常巡查；每月進行經常檢查；每年委託檢測單位開展定期檢查；惡劣天氣或者發生重大交通事故之後,對大橋易損構件進行特殊檢查。根據矮寨大橋地處山區峽谷、岩溶發育地帶、常年處於雨霧潮溼地形環境的特點和結構特點,確定錨碇、主塔、主纜、鋼桁梁、吊索、鋼混凝土組合橋面板、改性瀝青混凝土鋪裝、健康監測系統、山體錨碇系統監測、防雷系統正常運行等,為日常養護工作重點。
巡查人員每天穿戴反光背心上橋巡查，對橋樑結構及其附屬設施進行簡單的外觀巡視，查看橋面鋪裝層是否出現裂縫、坑槽、車轍等病害，伸縮縫是否堵塞，橋面排水設施是否通暢，防撞護欄是否有撞壞、缺損、裂縫、腐蝕等病害，照明設施是否正常；橋面伸縮縫處是否出現異常響聲，伸縮縫旁橋面板是否出現晃動；吊索是否有過大振動及大橋設施是否被盜等情況，同時注意掌控道路技術狀況的變化，並填寫日巡查記錄表。發現路面有坑槽等影響行車安全的病害，及時採取安全疏導措施，並組織養護工區進行修復，確保行車安全。
另外,巡查人員每個月必須對矮寨大橋進行一次全面的檢查,包括2個主塔外觀檢查、2個橋臺外觀檢查、4個錨碇錨室外觀檢查、1000多米鋼桁梁(包括縱梁)、混凝土橋面板外觀檢查、2根主纜系統檢查、71對吊索及6對中央扣拉索系統外觀檢查、4套鞍座與散索鞍檢查、412套主纜預應力錨固系統目視檢查及錨頭防腐油脂面檢查,以及主鞍室4套除溼系統、觀光通道、檢修車、除溼機、景觀照明、健康監測系統、伸縮縫組件完好情況檢查。對於人員無法到達的地方,還需藉助高倍望遠鏡進行操作。每3個月,巡查人員會對全橋支座、伸縮縫進行一次專項檢查。
國家道路及橋樑質量監督檢測中心對大橋開展定期檢查
從2015年到2018年，大橋管理單位每年委託交通部公路研究院國家道路及橋樑質量監督檢測中心對矮寨大橋開展定期檢查，瞭解大橋的技術狀況、缺陷和損傷的性質、部位、嚴重程度、發展趨勢；判斷出現缺陷和損傷的主要原因，分析和評價既存缺陷和損傷對大橋質量和使用承載能力的影響；為橋樑維修和加固設計提供可靠的技術數據和依據。通過定檢，按照分層綜合評定與單項指標控制相結合的方法，矮寨大橋的全橋技術狀況評定結果為2類，處於“有輕微缺損，對橋樑使用功能無影響”。結合橋樑健康監測數據，各項實測數據均較為正常，索力、變位和伸縮縫位移均未達到系統設置的一級閥值。綜合判斷，矮寨特大橋目前可以滿足設計使用荷載的需要。通過對比2015年、2017年定期檢查結論，2018定期檢查的技術狀況評定等級維持在2類，個別部件由於養護維修及時到位，評定等級較2015年、2017年升高。部分構件由於有新增病害的產生及病害情況進一步發展，評定等級較2015年、2017年度下降。
對於日常巡查和定檢中發現的問題,大橋管養單位組織專業隊伍,進行缺陷、病害問題的修復。對於加勁梁斷裂的高栓,隨時發現隨時增補,發生表面鏽蝕的螺桿及鋼桁梁表面塗層已除鏽上漆；更換輕微開裂錨面保護罩出油閥防塵罩；每日有專業機電人員對鞍室、錨室除溼設備進行檢查修復；塔柱、錨室出現的裂紋進行修復處置,確保大橋的結構安全,落實了“預防為主,安全第一”的工作方針。
健康監測 確保穩定
為保障大橋安全運營，除人工巡檢外，大橋在建設期就安裝佈設了健康監測系統，主要包括索塔、鋼桁梁、吊索的位移、應力及振動情況的監測。共佈設了112個傳感器，全天候監測大橋各構件工作狀態。大橋結構健康監測系統測點佈置如表1所示。
表1 矮寨大橋結構健康監測系統測點佈置彙總
為隨時監測大橋的運行情況，大橋管養單位自橋隧所成立開始就建立了健康監測系統，24小時監控，派專人負責，及時實現損傷與異常情況報警，保障結構安全運營，掌控橋樑在使用狀態的變化，為橋樑養護決策提供支持。定期委託湖南省科研所的專業技術人員進行維護和培訓，每月給出大橋數據分析和評估報告。截至目前，橋樑運營期間各參數實測值均在預警值範圍內，橋樑結構運營安全、正常。
由於大橋兩岸索塔均靠近懸崖陡坡，為確保大橋基礎穩定，在大橋交工後繼續委託長江水利委員會長江科學院進行了兩岸邊坡的監控工作。根據目前的監控數據顯示，兩岸邊坡穩定。
湘西地區年平均雷暴天數為52天，屬於多雷區。大橋管養單位每年委託湘西州氣象部門對大橋進行防雷裝置安全檢測，對矮寨大橋兩岸索塔及錨碇、主纜和吊索、橋面護欄和立柱、觀光通道鋼桁梁、橋隧所辦公樓、大橋等電位連接及屏蔽系統等進行全面檢測。目前，大橋防雷設施基本符合規範要求，沒有發生因雷擊而造成的安全事故。
特殊天氣 多管齊下
由於湘西段地處高寒山區，海拔高、長坡路段多、橋樑多，抗冰保暢壓力很大。通常情況下，矮寨大橋冬天經常是零下3-4度、加之車流量大、鋼桁架結構不能使用工業鹽、融雪劑（環保型融雪劑目前尚未通過安全使用論證）。綜合考慮安全及效果，目前只能採用物理方法除冰。為了保證矮寨大橋冰凍時期行車安全，大橋管養單位組織矮寨大橋橋隧管理所、養護工區提前做好抗冰人員、物資、設備準備。
專用破冰車給大橋除冰
自通車以來，矮寨大橋先後嘗試採用過鋪設麻袋、草墊、棕墊的防滑方案，但是效果都不理想。目前主要使用專用破冰車，結合人工剷雪除冰對大橋橋面進行物理方式除冰。同時與路政、交警開展聯勤聯動工作，建立微信群，及時發佈路況信息，方便各個部門及時掌握第一手路面信息，以確保矮寨大橋冬季的安全通行。目前，針對矮寨大橋的氣候特點和結構特點，湖南省交通運輸廳、大橋管養單位正在聯合有關科研機構，積極探索解決南方氣候條件下矮寨大橋的抗冰難題。
矮寨大橋所處位置雨霧天氣非常頻繁，且晝夜溫差較大，加上空氣溼度大，空氣中的水汽微粒非常容易凝結，對大橋各種零部件造成腐蝕，甚至造成一些控制線路的短路。為此，在大雨、冰凍天氣，養護人員除了日常加強巡查外，對一些關鍵點，還依據天氣變化隨時增加巡查頻率。同時，在矮寨大橋橋隧所監控室，派專人進行24小時視頻監控，一旦發現異常情況，及時通知機電部門維修，以確保大橋正常運營。
重大事故 應急搶險
結合氣候和大橋特點，大橋管養單位研究制定了《矮寨特大橋重大事故應急》《矮寨大橋惡劣氣象條件下交通應急處置預案》等應急預案，做到了重大事故發生時有方案、有對策。並組織應急搶險人員進行相關知識和技能培訓。2014年底還舉行了貨車橋上自燃事故應急演練，提高了應對重大事故的處理能力。湘西管理處還與地方政府及職能部門、高速交警建立了聯動聯勤機制，形成了重大事故應急搶險合力。
2018年3月，公路研究院國家道路及橋樑質量監督檢測中心根據現場對橋樑上部結構、下部結構、橋面系檢查，以及《公路橋樑技術狀況評定標準》的評定方法，矮寨大橋的橋樑技術狀況評定結果如下：上部結構技術狀況評分82.4，下部結構評分88.4，橋面系評分94.5，該單元總體技術狀況評分為87.2分，最終評定均為2類，處於“有輕微缺損，對橋樑使用功能無影響”狀態。主纜、吊索、鋼桁梁防腐系統完好，未見明顯鏽蝕，各鋼結構杆件未見缺損破壞情況；鋼桁梁各杆件之間的連接高強螺栓未見明顯鏽蝕、鬆動、斷裂等情況，焊縫未見明顯鏽蝕、開裂；支座、伸縮縫、防撞護欄等工作正常；主塔、錨碇等混凝土未見明顯受力裂縫；橋面瀝青鋪裝平整，未出現明顯孔洞、車轍、擁包等情況。
大橋養護任重而道遠
矮寨大橋結構形式複雜，環境惡劣，對結構耐久性影響極大，而我國山區高速跨峽谷懸索橋的科學養護經驗幾乎還是空白。矮寨大橋的管養正面臨環境惡劣、技術複雜、規模巨大、交通繁重的現實條件，“百年大橋”養護管理從一開始就註定是一條探索之路，任重而道遠。
一是目前國內還沒有一套系統的關於懸索橋養護管理制度和養護規劃，許多管養技術需要在實踐中不斷摸索。二是由於沒有專門的養護定額，無法對大橋小修、中修費用進行合理定價，導致養護費用超支或不足，無法及時安排足夠的資金進行維修，影響結構的耐久性。三是由於缺乏對管養輔助系統（健康監測系統、山體穩定系統）的維護、改造、升級的規劃，導致系統技術落後甚至癱瘓。四是大橋技術資料、結構信息、檔案信息無法及時、連續、準確地採集和保存，遺失了大量的有效數據。
未來,隨著通車年限的增加,車流量的加大,大橋養護的任務將越來越重。加之目前養護技術人員業務技能水平參差不齊,養護單位工資收入和福利待遇普遍不高導致人員流動頻繁,大橋養護工作將任重而道遠。如何做好矮寨大橋的養護規劃,建立完善的養護制度體系和先進的信息化平臺,努力提高大橋養護、檢測、新材料、新工藝等技術水平,把養護運營管理中每一項細微的事情管好、做好,是擺在大橋養護人面前一項長期而艱鉅的任務。《論語·泰伯章》中曾子曰:“士不可以不弘毅,任重而道遠。”
作者 / 陳臨安
作者單位 / 湖南省高速公路建設開發總公司湘西管理處
閱讀更多 橋樑網 的文章
