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好桥的创造、存在与发展

桥梁界在不断的研究中取得成效,但大部分解决的是建设中考虑不到位的结构质量问题,或者是使用安全问题,这仅仅是桥梁存在的基本要求。要实现普遍长寿命的目标,还应该有理论、方法和技术体系的突破,并在实践中实现知行合一,将桥梁建好和管养好,这是百年、千年好桥之基,也是桥梁强国需要的内容和本质。

责任主体在桥梁建设和运维过程的不足和问题,应该通过深入实践,客观、全面、发展地认识并予以解决。这是桥梁大国、桥梁强国必要的修养和气质。

桥梁的哲学认识

桥梁从哪里来

桥梁是指人类为跨越障碍而修建的构筑物。桥梁从人类生活的需求和实践中来,从科学家、工程师、工匠技师的劳动创造中来,是主观见之于客观,“天”与“人”和意、象、情、景的统一及道法之自然。

桥梁作为兼具美观的人类造物,是主体与客体、主观与客观 “两主两客”的和谐,是科学与美学、技术与艺术的统一。

桥梁到哪里去

桥梁因人类而修造,因其本体的主观物质性而存在。桥梁本体是具体对象物质性的完好构成和多维主体的精神存在,桥梁本体表现于功用性、自然性和社会性在使用价值上的统一。

桥梁从人类实践中来,到人类使用中去,它的生命回归于人类造桥的初心和发挥其服务功能的使命。

桥梁功毕一生

桥梁因人而造、因人而生,因此,需要从人类主体活动的视角来认识桥梁。桥梁一生分为建设期和运营期两个阶段,通常情况,国家或地方交通主管部门负责规划,地方交通部门或经营单位负责建设和运营。桥梁整体及其部件使用达到设计规定寿命年限,称为全寿命,超过全寿命年限则称为长寿命。按现行标准,设计寿命100年的桥梁,一般建设期控制在5年以内,则运营期在95年以上。长寿命是衡量好桥的重要参照,也是桥梁界应该追求之功业。

国人有追功好利而重建设、轻运营养护之习惯。从管理学角度:以建设为主线,将桥梁的一生对应划分为前建设期(或称筹建期)、建设期、后建设期(或称运营期)。在筹建期是工程建造的前期准备阶段,包括项目许可、设计等;建设期是指工程建造阶段,从项目开工至交工验收;运营期延续建设期大部分工作,包括竣工决算、竣工验收和工程全寿命周期养护维修等工作。以运营期为主线,桥梁的一生可对应划分为前运营期(筹建建设期)、运营期、后运营期(长寿命周期)。前运营期重点围绕功能论证、投资融资谋划、设计施工,运营期以及后运营期重点关注功能发挥开展经营管理、养护工作等。故建设、运营(包含资产管理和养护)在桥梁的一生中交叉并存,每一项业务管理均贯穿于全生命周期,不能简单划分某一阶段(图1)。

图1 桥梁寿命图

我国在役桥梁的现状

2015年,国家对国省县道397151座在役桥梁使用寿命进行调查,如图2。

图2 2015年国省县道桥龄统计

2016年对现存危桥调查,平均桥龄约为31年。数据统计,我国公路混凝土桥梁平均寿命约30年,而缆索体系桥梁的拉吊索平均使用11年需大修或者重建,桥梁实际使用远远不能达到设计使用寿命。在病害调查中,约占一半的桥梁上部承载结构存在病害(图3)。

图3 梁式桥主要病害位置

总体上,我国桥梁建设规模大、速度快,成绩很大,问题也不小,而很多问题是在用与养的过程中暴露。因此,我们应该承认责任主体在建设和运维过程中的不足,避免武断、片面、推诿他人与自然的做法。同时,必须在建设和运营实践中深入其中,陪伴它、直面它,客观、全面、发展地认识和解决它。

关于好桥标准的界定

基于对桥梁问题的认识提出好桥标准:从桥梁本体的标准性、功能性、审美性、社会性多维度,提出好桥应兼具的最优组合。

一是作为构筑物本体标准性的优良桥。根据建设质量标准和养护质量标准的分类,建设质量标准处于优良状态,需分部、分项工程≥75分,单位工程≥90分,建设项目≥90分;养护质量标准不得低于二类。

【注:桥梁建设质量标准分为优良、合格、不合格三个等级:其中,分部、分项工程合格≥75分,不合格<75分;单位工程优良≥90分,合格≥75分、<90分;不合格<75分;建设项目优良≥90分,合格≥75分、<90分,不合格<75分。桥梁养护质量标准分为一类、二类、三类、四类、五类。其中,一类桥梁为全新状态,功能完备;二类桥梁为有轻微缺损,对桥梁使用功能无影响;三类桥梁为有中等缺损,尚能维持正常使用功能;四类桥梁为主要构件有大的缺损,严重影响桥梁使用功能,或影响承载能力,不能保证正常使用;五类桥梁为主要构件存在严重缺损,不能正常使用,危及桥梁安全,桥梁处于危险状态。】

二是发挥桥梁本体功能作用的安全桥。安全是保障桥梁之所以为桥梁的根本,是作为桥梁建设、管理、养护业务的最终成果反映。包括:基于质量保证的建造安全;符合功能性发挥并满足国标、行标的设施安全;满足运营要求、安全可控的风险区域、致灾危险的环境安全;有抗疲劳储备,能承受一定限度突发风险的负荷安全。

三是具有桥梁本体审美性和谐的桥。桥梁除了作为提供社会公共服务功能的构筑物之外,还应该将其作为艺术品,在设计和建设管理中,从内外和谐、路车和谐、景观和谐、节能环保等方面提供高标准的工程硬件设施水平,从而最终实现桥与人车谐和之美、桥与天文谐和之美、桥与人文谐和之美。

四是具有桥梁本体社会性的长寿桥。桥梁建成通车只是发挥其生命价值的起点,桥梁真正的使命是在服务期中发挥、累积而显现出来的。保证桥梁的质量与运营的安全,将造桥人初心和桥梁使命合二为一,真正发挥其应有的效益和价值,与城乡发展和社会发展形成紧密的联系,成为延续和丰富人类精神家园的重要载体。

如何建好管好养好桥梁

需要科学地认识管理

“好桥”是建出来、养出来,更是管出来的!这里的“管”是指贯彻于桥梁全寿命周期的系统管理,管理是主体主观能动性的实践体现,是确保工程建养技术及一切物质、生产要素有效应用的关键。

关于管理,最主要的认识问题是:为什么要管?管什么?如何管?“为什么要管”是初心导向、责任导向,“管什么”是问题导向、目标导向,两者均是主体对实践、内容和目标的认识问题,属世界观范畴;而“如何管”则是目标实现从规划、设计,到组织、执行、绩效过程的技术应用问题,属方法论范畴。另外,管理的本质就是如何在实践中用好管理理论、方法集成生产要素、工程条件、外部资源去实现目标。要解决“管理本质”这一核心问题,一是理论,是认识本质、解决问题的一般原理,具有普遍适用性和科学性,理论的运用,应依照规律、特征,将复杂、深奥的问题简单化,将零散、混沌的问题系统化。二是方法,是运用理论、解决问题的具体做法,具有特定针对性和技术性,方法运用应做到易懂、易做、易用。三是对象,就是要充分考虑应用理论、方法的主体和客体。故以为,管理是世界观和方法论在实践中的统一。

需要科学的知识体系

桥梁知识体系是全寿命周期工程创造、生存和发展的方法论,是一种能够引领工程实践,并受到行为主体普遍认同、活化了的科学知识体系。桥梁工程管理知识体系包括管理理论、管理方法、专业性技术、现代性手段等(图4)。

图4 桥梁知识体系框架

在桥梁知识体系中提出了预防性管理理论及原理和基于工程社会化、工业化与全域性动态预防与管控的全寿命周期“建管养一体化”方法,有机关联集成桥梁本体构成要素实现建好管好的养护目标。

需要管理理论的指导

管理的本质就是如何在实践中用好管理理论和方法集成生产要素、工程条件、外部资源去实现目标,桥梁知识体系中系统提出了具有普遍适用性的预防性管理理论。

预防性管理是人类在实践中分析总结(辩证归纳法)、推导(逻辑推理、科学实验)、认知(格物致知)的思维过程,预知事件不同行为的结果(目标),排查并消除不良诱导因素,有计划、有组织、有执行、有管控、有效益的管理活动(主观能动性)。预防性管理理论是利用现代性技术,多维度考虑管理要素本体条件的人、事、物、时、空、势等信息预知,依据目标实现原理建立全要素数据关联关系的因果逻辑推断体系,是一种控制风险、避免危机、保证常态化高质高效的最大可靠度理论。

预防性管理包含了事前谋划、事中控制、事后评价的全过程控制的管理理念,其管理过程依赖于科学的制度法则(法)、有效的执行方法(术)和完善的保障机制(势)。通过目标单元、因缘耦合、点线面等实现原理,建立管理主体和客体与因果条件的时间、空间、环境等多维度的关联关系,精准实现管理目标。

需要有针对性的方法

认识到桥梁业务管理均贯穿于全生命周期,以及管理理论、方法在桥梁专业演化过程与生产要素、工程条件、外部资源的有机集成,提出解决桥梁全寿命周期内质量、安全、效能等系列问题的“集建设、资管、养护一体化”的管理方法。

“建管养一体化”是指在“整体规划思维”和“四个一体化”模式下,将落实质量“四位一体”查控方法与保障安全“三巡两检一控制”管控手段有机结合,对桥梁及其部件质量和安全等核心业务与指标进行综合分析、评价、反馈,并以此为基础开展业务管控计划的决策与实施。

需要具体的技术措施

基于知识体系、管理理论、落实方法提出具体执行的技术措施,重点内容包括:一是做好“整体规划”,明确解决管理模式、管理标准、管理主体、物质构成、重点攻关等核心问题。其中,管理模式执行:提倡全寿命周期建管养主体一体、技术资料数据一体、重要主体结构设计施工维养执行主体一体和维养检测、设计、监理、施工资源一体的模式。管理标准统一:划分全周期管理的基本结构单元,建立起基于分项部件对应的三级结构清单管理执行标准。管理主体行动:选择优秀参建主体和执行主体,解决生产要素主观能动问题。本体物质构成:选择优秀设计方案和关键材料,解决生产要素核心物质因素问题。重点攻关计划:通过调查研究、总结提升与技术攻关解决工程长寿命问题。二是统编“专业技术执行规范”,系统解决本体构成要素与理论方法融合与高效率执行问题。包括,前建设期的《建设规划与管理》,建设期的《工程技术实施细则》,后建设期的《养护规划管理》《养护技术执行细则》《养护维修手册》。

【注:《建设规划与管理》是桥梁建设总纲,主要包括整体规划内容,还包括技术路线和管理方法、管理流程、桥梁结构单元划分,及质量、安全、环保、计划、成本等的规划标准与合同关系标准等内容。《工程技术实施细则》涵盖“设计技术文件、项目标准化、承包合同技术标准、施工技术标准、监理工作规划、检查检测验收标准”等内容。全面实现合同化、程序化、格式化(CFP)管理,高质效统一工程的技术活动,是包含合同关系的桥梁制造说明书。《养护规划管理》是养护业务总纲,主要包括管理模式、方法,技术路线、流程、与建设规划对于桥梁结构单元划分及养护质量、安全、环保、计划、成本等的规划、标准、指标等内容。《养护技术执行细则》落实“四个一体化管理”思路,是养护招标和养护合同的主要构成部分,是基于桥梁结构三级单元清单内容所必须达到的质量、安全、环保等目标要求和具体养护作业规格、标准、验收、支付等内容的统称。《养护维修手册》依据项目的地质、环境、结构等特点和难点,对桥梁具体的分项工程或部件的保养及维修操作的工艺标准和流程顺序等进行详细的规定和说明,是“工程保养维修说明书”。】

三是打通内容和形式的逻辑关系,“专业技术执行规范”打通了全生命周期内集建设、资管、养护的业务技术及其管理和以质量、安全、环保、耐久等目标表现形式之间的逻辑关联,基于不同阶段相同的结构单元划分建立统一编码,通过专业数字化平台,实现对全过程目标的统计、分析、追溯(图5)。

图5 业务管理内容与目标形式逻辑关系

需要智能高效的平台

基于桥梁知识体系中管理理论、方法和具体执行措施,利用互联网技术手段,建立全资产、全寿命、全信息、全要素的动态关联关系的桥梁“全资产建管养平台”和“资产运行安全数字化平台”( 图6、图7)。

图6 全资产建管养平台框架

图7 资产运行安全数字化平台

智能平台以预防性管理理论体系与前置目标体系为支撑,基于动态修正法规划和设计的资产库,集成监督、管理、服务等信息的人、事、物全要素动态关联于一体,将全要素内容、格式、程序规范化、标准化、数字化,实现全资产、全信息、全要素的“事前、事中、事后”全过程管理。

按照好桥标准建好、管好、养好桥梁,必须牢记初心使命。在认识上做到“格物致良知”,路线正确、理论正确;在实践中坚持做好人、选好人,选好材、用好料;在实施执行过程中,通过建管养数字化平台将技术、工法、规定等有形之法和术,与管控、监督等无形之术和道有机合一。相信可以达到长寿命好桥的预定目标。

本文刊载 /《大桥养护与运营》杂志

2020年 第2期 总第10

作者 / 张少锦

作者单位 / 广州珠江黄埔大桥建设有限公司

编辑 / 陈晨

美编 / 赵雯

责编 / 王硕

审校 / 盛超 廖玲

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