市政桥梁工程全生命周期管理的关键要点
陈俊强
中国水利水电第十四工程局有限公司
一、引言
市政桥梁是城市交通网络的关键节点,对城市的经济发展、居民生活和社会稳定起着不可或缺的支撑作用。随着城市化进程的加速,桥梁建设规模和数量不断增长,传统的分段式、分散化管理模式已难以满足现代市政桥梁工程管理的需求。全生命周期管理理念的引入,强调从桥梁的规划构思开始,贯穿设计、施工、运营维护直至拆除报废的全过程,进行系统、集成化的管理,综合考虑技术、经济、环境和社会等多方面因素,以实现桥梁全生命周期内的最佳效益。深入研究市政桥梁工程全生命周期管理的关键要点,对于提升桥梁工程质量、保障城市交通安全、促进城市可持续发展具有重要的现实意义。
二、规划设计阶段的关键要点
2.1 需求分析与功能定位
在市政桥梁规划设计之初,精准的需求分析和明确的功能定位是基础。需综合考虑城市发展规划、交通流量预测、周边土地利用现状及未来规划等因素。例如,对于位于城市核心商业区的桥梁,应重点考虑其承载能力满足高峰时段大量机动车、行人通行需求,同时兼顾与周边商业设施的衔接便利性;而位于城市景观区域的桥梁,则在满足交通功能的基础上,更注重景观协调性,可能需要融入独特的设计元素以提升城市形象。交通流量预测需运用科学的方法,结合历史交通数据、城市发展趋势以及区域经济发展规划等进行,确保桥梁设计通行能力能够适应未来一定时期内的交通增长,避免出现交通拥堵或通行能力闲置的情况。
2.2 结构选型与设计优化
结构选型直接关系到桥梁的安全性、经济性和耐久性。常见的桥梁结构形式如梁式桥、拱式桥、斜拉桥和悬索桥等,各有其适用条件和优缺点。在选型过程中,需综合考虑桥梁跨度、地质条件、建筑材料供应、施工技术水平以及维护管理要求等因素。例如,在软土地基上建造大跨度桥梁时,斜拉桥或悬索桥可能因基础要求较高而增加建设成本和施工难度,此时梁式桥结合合适的地基处理方式可能更为经济合理。
设计优化是在确定结构选型后进一步提升桥梁性能的重要手段。运用有限元分析等先进技术,对桥梁结构在不同荷载工况下的力学性能进行模拟分析,优化结构尺寸、配筋率等设计参数,在保证结构安全的前提下,降低工程造价。同时,考虑结构的可施工性和可维护性,如合理设置施工缝、预留检查通道和维修空间等,减少施工难度和后期维护成本。
2.3 耐久性设计
耐久性是市政桥梁长期稳定运行的关键。在设计阶段,应充分考虑桥梁所处的环境因素,如气候条件、土壤酸碱度、空气中腐蚀性气体含量等,采取针对性的耐久性设计措施。对于处于海洋环境或工业污染区的桥梁,混凝土结构易受到氯离子侵蚀和化学腐蚀,可采用高性能混凝土,提高混凝土的密实性和抗渗性;增加混凝土保护层厚度,减缓钢筋锈蚀速度;对钢筋表面进行防腐处理,如采用环氧涂层钢筋等。此外,合理设计桥梁的排水系统,避免雨水积聚对结构造成侵蚀;对暴露在外的钢结构部件,采用热浸镀锌、喷涂防腐涂料等防腐措施,延长钢结构的使用寿命。
三、施工建设阶段的关键要点
3.1 施工质量管理
施工质量是市政桥梁工程的核心与灵魂,直接关系到桥梁的安全性、耐久性以及使用寿命,对城市交通的正常运转和人民生命财产安全起着决定性作用。因此,建立一套全面、科学、有效的质量管理体系势在必行。
在这个体系中,明确施工单位、监理单位和建设单位各方的质量责任是基础。施工单位作为工程建设的直接实施者,肩负着严格按照设计要求和施工规范进行施工的重任,必须对每一道施工工序、每一个施工环节的质量负责;监理单位则需秉持公正、专业的态度,对施工全过程进行监督和管理,及时发现并纠正质量问题;建设单位要做好统筹协调工作,确保各方在质量管控上协同配合,共同推进工程质量目标的实现。为保障质量管理体系的有效运行,还需严格执行工程质量检验制度,从原材料进入施工现场,到每一项分部分项工程的完成,都要进行严格的质量检验。
原材料和构配件的质量是工程质量的根基。在施工过程中,对于钢筋、水泥等主要材料,仅仅检查其质量证明文件是远远不够的,还必须进行抽样检验。抽样检验应遵循科学合理的原则,按照规定的抽样比例和检验标准进行操作。例如,钢筋的抽样检验不仅要检测其力学性能,如屈服强度、抗拉强度等指标,还要检查其外观质量、尺寸偏差等;水泥的检验则需涵盖安定性、凝结时间、强度等关键性能。只有检验合格的原材料和构配件,才能被允许在工程中使用,从源头上把控工程质量。
加强对施工过程的质量控制是确保工程质量的关键环节。对桥梁基础施工、混凝土浇筑、预应力张拉等关键工序和重要部位,实行旁站监理是行之有效的质量管控手段。旁站监理人员需具备丰富的专业知识和实践经验,在施工现场对施工过程进行全过程监督,确保施工工艺严格符合设计和规范要求。以混凝土浇筑为例,旁站监理人员要密切关注混凝土的配合比、坍落度,检查浇筑顺序、振捣方式是否正确,及时发现并处理可能出现的漏振、过振等问题,保证混凝土的浇筑质量,避免出现蜂窝、麻面、孔洞等质量缺陷。
市政桥梁工程全生命周期管理涵盖规划设计、施工建设、运营维护和拆除报废等多个阶段,每个阶段都有其关键要点和管理重点。在规划设计阶段,注重需求分析、结构选型和耐久性设计;施工建设阶段,强化质量管理、安全管理和进度管理;运营维护阶段,加强结构检测评估、养护维修和交通管理;拆除报废阶段,科学决策、规范施工并做好资源回收与环境修复。通过对这些关键要点的有效管理,实现市政桥梁工程全生命周期内的安全、可靠、经济和环保目标,为城市的可持续发展提供坚实的基础设施保障。随着科技的不断进步和管理理念的创新,市政桥梁工程全生命周期管理将不断完善和发展,未来应进一步加强新技术在桥梁管理中的应用,如智能化监测技术、绿色环保材料在养护维修中的应用等,同时加强全生命周期管理各阶段之间的协同配合,提高管理效率和效益,推动市政桥梁工程管理水平迈向新的台阶。
参考文献:
[1]马保国,王信刚,董荣珍等。桥梁全寿命周期的可持续性设计与评估[J].土木工程学报,2015,48(06):71-81.
[2]王先铁,孙玉萍,吴刚。基于 BIM 技术的桥梁工程全生命周期一体化管理研究[J].施工技术,2018,47(07):113-117.