預防性維護保養(yǎng)在美國的應用
2017-03-13
橋梁的維護保養(yǎng)作為保證橋梁安全運行、延長壽命的重要環(huán)節(jié)，越來越受到業(yè)主和公共管理部門的重視。中國是一個新興的橋梁大國，近年來新建了很多大橋。有的在跨度、長度和難度上開創(chuàng)了世界之最；有的在復雜地型、惡劣氣候水流條件下進行施工，累積了寶貴的經(jīng)驗。為了使這些橋梁發(fā)揮更好的作用，維護保養(yǎng)應適時地提到議事日程上來。
美國有這方面的教訓，也積累了一定的經(jīng)驗?，F(xiàn)代意義上的美國高速公路系統(tǒng)始于上世紀50年代, 六七十年代忙于建橋，疏于保養(yǎng)、檢查，也缺乏有效的管理。直到80年代，接連發(fā)生的垮橋事故給工程技術界、安全管理及政府職能部門敲響了警鐘，而后采取了一系列設計規(guī)范和施工技術措施，確立了嚴格的常規(guī)健康檢查制度以防患于未然。健康檢查的頻率有每1、2、5年一次不等。近年來，美國更加注重橋梁的預防性維護保養(yǎng)，以提高橋梁使用壽命。
案例：紐約四橋的新保養(yǎng)計劃
上世紀末，美國制定了一個橋梁維護保養(yǎng)、修理的綜合工作計劃，其目的就是要把預防性納入健康檢查和修理的工作中。該計劃歷時14年(1997-2010)，耗資28億美元，涵蓋東河上四座百年老橋。紐約市交通局管理著市區(qū)內700多座橋梁，東河上的四座大橋是其管轄下最大也是最重要的城市交通大橋，擔負著曼哈頓島、皇后區(qū)、布碌侖區(qū)之間的交通重任，每天要承擔高達52萬輛機動車以及35萬地鐵人流的通過。這四座橋沿東河由南向北依次為布魯克林橋、曼哈頓大橋、威廉斯堡大橋和皇后大橋。
始建于1889年的布魯克林橋是一座混凝土加石材橋塔、以懸索為主結合斜拉的鋼桁架懸索橋，是東河上最老的橋，也是紐約市的一座地標型建筑物。大橋設有機動車道、自行車道和人行道；曼哈頓大橋是一座上下雙層的鋼塔懸索橋，除機動車道外還載有地鐵；威廉斯堡大橋是一座鋼塔鋼桁架懸索橋，橋上通行機動車輛、地鐵和行人；建于1900年的皇后大橋是一座上下兩層懸臂式鋼板桁架橋。
這四座橋是自由通行不收費的，所有資金都依靠撥款。要維護好橋梁首先要解決資金的來源問題，按慣例橋梁建設和修理經(jīng)費的主要來源是聯(lián)邦政府撥款，地方政府一般只承擔10%左右的建設資金。雖然建和修有了資金來源，但是保養(yǎng)資金的來源并不明確。解決資金問題的責任落到地方上，然而由于技術上的原因，在保養(yǎng)資金上需求較多，市交通局原有的團隊和經(jīng)費不能滿足要求。
1996年聯(lián)邦政府修改了規(guī)范，據(jù)此四座大橋可以申請保養(yǎng)項目，于是一個歷時14年的工作計劃就這樣成型了。當時曼哈頓橋和威廉斯堡橋正在大修、改建的過程中，預防性保養(yǎng)計劃就平行植入了正進行的工程中。預防性保養(yǎng)計劃是單獨專一的工作計劃，每三年一個合同。在制定工作計劃和合同時充分考慮這些目標：確保交通；進程緊湊綜合；加強人員素質；維持長期投資。
紐約市交通局專門設立了一個機構（圖5），由管理人員、工程技術人員和一般操作人員組成，由他們來執(zhí)行、管理這個計劃。通過招聘和內部調劑選拔這些人員，并一直隨工作的進程對人員作相應調整。
詳解：預防性保養(yǎng)工作計劃的內容
預防性保養(yǎng)工作計劃分成三個方面：專職養(yǎng)護機構的工作，外包合同，冬季養(yǎng)護。
專職養(yǎng)護機構的職責
專職養(yǎng)護機構負責資金籌集、經(jīng)費運用和工程管理。編制內的工程人員有監(jiān)理職責，并負責組建專業(yè)隊伍執(zhí)行特殊的養(yǎng)護作業(yè)。管理團隊的工作包括控制預算、進程安排、現(xiàn)場監(jiān)理和質量保證。
其中管理方面涉及：計量和確定合同工作量（以布魯克林和皇后大橋為例，他們均采用單獨的預防性保養(yǎng)計劃，不包含于結構改建、修理合同）簽發(fā)合同款，起草合約，準備工程設計圖紙，招標發(fā)標和造冊后續(xù)的合約，并確保進行中的合約和后續(xù)的合約銜接良好順暢，批準合約變更，監(jiān)督管理現(xiàn)場的工程師和質量檢查人員，對承包商承包合約中的所有工程負有質量控制責任，協(xié)調與其他責任機構（如聯(lián)邦交通署，州交通局等）的聯(lián)絡，簽署竣工報告和所有報送上級主管機構的文件，監(jiān)督承包商執(zhí)行安全施工計劃，準備月度付款文件，準備竣工報告。
有些保養(yǎng)項目較為特殊，需要專職養(yǎng)護機構派專門的技術人員執(zhí)行。譬如懸索、懸索錨碇、橋面下維修用的行車和一些機電設備等。鑒于局內原有維護人員長年來已訓練有素，積累了豐富的經(jīng)驗，再加上招聘補充的人員，由此組成了一個特殊的專職工作隊。工作隊確定需特殊保養(yǎng)的構件，制定保養(yǎng)手冊并執(zhí)行保養(yǎng)。列入這類保養(yǎng)的有：潤滑布魯克林橋的懸索主纜及吊桿，潤滑威廉斯堡橋的懸索主纜，潤滑布魯克林橋和威廉斯堡橋的懸索鞍座，保養(yǎng)布魯克林橋、威廉斯堡橋和皇后大橋的機械及電器。
專職養(yǎng)護機構需協(xié)助開發(fā)和管理計算機化的預防性養(yǎng)護管理系統(tǒng)。系統(tǒng)的綜合數(shù)據(jù)庫列出所有需要進行預防性保養(yǎng)的構件單元，在預防性養(yǎng)護的日程監(jiān)督、跟綜數(shù)據(jù)庫中可提供選擇性數(shù)據(jù)報告和進程報告，可輸入有關預防性養(yǎng)護的投訴，指定有關方面解決投訴并追蹤解決情況。系統(tǒng)提供CADD和數(shù)碼照相合成資料，也提供狀況報告系統(tǒng)等。
外包合約與冬季養(yǎng)護
外包合約指除了上面提到的專項特殊養(yǎng)護外，大量養(yǎng)護工作以合約的形式外包給了承包商。
紐約冬天冰雪較多，要靠路面撒鹽來減緩冰凍,以保障車輛行駛安全。由于鹽對路面、鋼結構、混凝土結構的破壞力比較大，因此研究尋找替代品的工作一直在進行中。交通局的工程技術人員還研制了專用的噴撒防凍設備，并改裝了12臺卡車用于運送防凍化學品和搬運積雪。
實施：具體預防性養(yǎng)護的措施
下面這些保養(yǎng)操作，在規(guī)劃和制定預防性保養(yǎng)系統(tǒng)中作為主要元素來考慮。圖片是實際操作時的情形：
◆過冬計劃包括除雪、防冰凍、化冰（圖6）。
◆拉圾清除包括清掃路面（圖7）,清理排水系統(tǒng)（圖8）,清理下水道格柵蓋（圖9）,清理橋面伸縮縫(圖10）,清潔和沖冼橋體(圖11）。
◆鋼橋油漆包括鋼構件斑點油漆，濺鹽區(qū)油漆(圖12）。
◆行人道補坑洼，裂縫填補。
◆電氣保養(yǎng)，機械保養(yǎng)（圖13）。
◆替換抗磨表層路面，潤滑支承（圖14），潤滑懸索主纜（圖15），潤滑吊桿（圖16）。
預防性保養(yǎng)被證明是一個行之有效的措施，可以延長大橋的使用壽命，從長遠看也降低了造價，增強了行車安全和通車效率。而要實現(xiàn)這個計劃，關鍵是要有落實的經(jīng)費、專職的團隊、可行的計劃和計算機文檔管理系統(tǒng)。
（作者單位：美國哈特斯蒂漢諾威國際工程公司)
