桥梁工程运营维护方法论

凤懋润，赵正松



桥梁工程运营维护方法论

凤懋润1，赵正松2

(1. 交通运输部，北京100736；2. 交通运输部科学研究院，北京 100029)

工程全寿命周期包括规划、建造和运营维护三个主要阶段。桥梁工程竣工验收之后进入运营阶段，该阶段工作主要包括工程维护与工程运行。本文以我国跨江海桥梁工程为典型案例，通过案例研究法系统阐述了桥梁工程运营阶段的主要问题、方法和方法论。本文认为，为了达到桥梁百年“养生”维护的目的，“预防性养生”涵盖健康性检查、预防性养护、延续性再造，是保障桥梁工程长期处于良好使用状况的系统性维护方法；桥梁工程灾祸风险防治，需要加强运用“社会管理”方法以保障“人-车-桥”系统安全有序的运行；“工程评估”是对工程价值的再认识，是提升工程认知与再实践的经验源泉。最终，工程对民生的贡献要由社会和百姓做出评判。

桥梁；工程；方法论；运营；养生维护；社会管理；工程评估

引言

桥梁工程竣工验收（一般在交工验收后2年）标志着工程正式投入运营，国际标准一般要求特大型桥梁工程有百年使用寿命，重要工程则提升至120年、150年，愿景的研究目标则瞄准了200年。工程的服务期一般都远远长于其规划与建造期，工程的效益是在百年服务期中发挥、积累和显现出来的。从这一层面出发而言，以维护和管理为主要任务的工程“运营”实质上是工程建造的延续过程。

1 百年“养生”维护

——“预防性养生”涵盖健康性检查、预防性养护、延续性再造，是保障桥梁工程长期处于良好使用状况的系统性维护方法。

大桥建成通车只是发挥其生命价值的起点，只有保证大桥的健康与安全，才能充分发挥其应有的作用。服役期内的长大型桥梁在载荷疲劳效应、环境腐蚀和材料老化等因素的耦合作用下，将不可避免地出现桥梁结构损伤积累和抗力衰减，从而降低其抵抗灾变的能力。这些损伤若不能得到及时的发现和修复，轻则影响行车安全和缩短桥梁使用寿命，重则导致桥梁突然破坏和倒塌。

桥梁工程养生观的重要体现是“健康性检查”、“预防性养护”、“延续性再造”。

“健康性检查”的核心是掌握桥梁的健康状况，确保桥梁的安全运行，是正常开展桥梁养护工作的基础，是保证桥梁养护得以科学开展的前提。

“预防性养护”的核心是采用“最佳成本效益”的养护措施，强调养护管理的主动性、计划性、合理性。适时开展“预防性养护”，延长工程使用寿命，能够提高资金使用效益，保持桥梁较高的服务水平。

“延续性再造”的核心是循环经济与可持续发展理念。桥梁工程面临复杂的自然条件和地质环境，创新技术首次在工程中应用也会暴露出一些新问题（建造的隐患或认识之外的新挑战），这些情况需要采用对应的再建造技术与方法予以解决，继续保障和提升工程的服务水准。

传统上，健康性检查通过人工目测检查或借助便携式仪器测量得到的信息而进行，通常可分为经常检查、定期检查和特殊检查。经常检查主要以目测方式配合简单工具进行；定期检查主要以目测结合仪器检查方式进行；特殊检查应采用专业仪器设备，检查周期视检查内容而定，通过检测或试验的方法，结合理论分析，对桥梁的缺损状况、病害成因、承载能力或抗灾能力做出科学明确的判定，并根据检测结果提出针对性的维修处置措施建议。

实例1黄埔大桥养护管理实践

黄埔大桥在养护管理实践中，充分整合了各方资源，在预防性管理理论指导下，推行了主体结构“一站式”养护总承包管理模式。“一站式”的综合养护是按照“建、养、运一体”的管理思路，围绕养护质量和安全责任终身制目标，在管理单位的统筹下，由养护主体单位牵头、联合相关专业生产单位形成养护联合体，实现养护检查、评估、设计、施工、监理、验收等业务过程资源共享的管理模式。[1]另一方面，日常养护检查、定期质量检测、长期健康监测是落实桥梁养护质量与安全管理的三项并行并相互补充的措施。黄埔大桥综合集成各类养护管理的手段与方法，定期对桥梁养护质量及运行状况进行综合评估与反馈，形成开展专项桥梁养护决策的基础性依据，从而构建起了“三位一体”养护质量管理模式（如图1所示）。

依据检查结果，桥梁技术状况等级评定分为一至五类。一类桥的技术状况处于完好或良好状态，仅需对桥梁进行保养维护；而五类桥的技术状况处于危险状态，部分重要构件出现严重缺损，桥梁承载能力明显降低并直接危及桥梁安全。[2]通过预防性管理理论和“三位一体”养护技术的有效执行，黄埔大桥桥梁结构本体和养护工作的质量问题得到了很好的解决，大桥自运营以来长期处于一类桥梁技术等级，同时其养护成本明显低于地方和全国的平均水平。

随着近年来传感、通讯和计算机技术的迅猛发展，结构健康监测技术在桥梁，尤其是大型桥梁中得到了广泛的应用，已成为对传统人工检查方式有益和必要的补充。结构健康监测系统利用布设于桥梁上的传感设备获取相关数据，通过对包括结构响应在内的结构系统特性分析，达到监测、检测结构损伤或退化的目的。这相当于为桥梁增加了一套神经系统。在桥上布设的各类传感器类似于神经末梢，感知各种信息，再通过有线、无线的传输方式（类似于神经网络）传回后方计算机（相当于大脑），通过分析来得到结论。

据不完全统计，当今，结构健康监测技术已在全世界超过300座大型桥梁上得到应用，仅在中国就已有超过100座大桥建有规模各异的桥梁结构健康监测系统。

实例2 杭州湾跨海大桥的维护管理探索与实践

杭州湾跨海大桥全长36公里，设计使用寿命100年，大桥于2008年5月建成通车，总投资134亿元。通车以来，大桥共通行各类车辆超过6000万辆次，日均通行约3.4万辆次，未发生重大安全事故，交通事故发生率、伤亡率、直接经济损失等指标达到了发达国家高速公路运营管理水平（如图2所示）。[3]

杭州湾大桥的维护工作针对实际情况，按照《公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南》对地震、风灾、船撞、火灾、暴雨、冰雪、大雾、基础冲刷、地下水采集导致地面沉降、无节制围涂、车辆超载、危险品运输等十几种风险导致的21 类事件的风险等级进行评估。

杭州湾大桥所处的自然环境恶劣。杭州湾是世界三大强潮海域之一，潮差大、流速快，北岸记载的最大潮差为7.57米，桥轴线附近2001年实测最大流速为4.25米/秒；海水、海风腐蚀性极强，海水盐度平均为23.5‰；海域多台风、大风、暴雨、大雾、团雾、冰冻等恶劣天气，对桥梁结构耐久性损害极大。经过对大桥各主要构件的易损点进行分析研究，杭州湾大桥制定了养护重点，除去常规的典型易损点，将大桥独有的、易于发生的预制墩湿接头开裂、钢管桩承台开裂、钢管桩锈蚀、海中平台桩基冲刷等现象置于重中之重的监控之中。

杭州湾跨海大桥的养护在“技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理”的理念引领下，实施了“预防性养护、智能化管理、高科技应用”“三管齐下”的方法：

第一，在大桥检查、检测、保养、维修等方面积极吸取先进的技术手段，提高大桥养护的质量和效率。积极落实预防性养护，将“事后被动式”检测、维修、加固的传统管养技术提升为“主动、预防式”的养护维修管理方式，节约了管养成本，保障大桥达到预期的使用寿命。

第二，大桥建立了四套大型智能化管理系统，除了健康与安全监测系统外，还有桥梁养护管理系统、平台匝道桥智能化实时监测系统和特大型桥梁智能化机电管理系统。系统基本覆盖了全桥所有设施设备，极大地提升了大桥的养护管理监控水平。

第三，研究开发了“恶劣天气下特大型桥梁交通安全事件智能分析及预警系统”，从而弥补了人工监管和传统监控系统的缺陷，将传统的道路视频监控技术提升到了新的层次，真正实现了主动监控和自动管理。

目前，杭州湾跨海大桥的维护基本实现了全覆盖、全方位、全时段的监控管理，养护管理的信息通过智能化系统得到统一整合，管理机构可以方便、快捷、实时地掌握大桥的运营状况，养护与管理的技术水准得到了提升。

基础理论、数值仿真与模型试验是现代桥梁工程技术进步的三大推动力。大型桥梁的力学特性和结构特点，以及所处的特定环境在设计阶段难于被完全掌控。健康监测技术的应用，相当于在桥梁现场建立了现场实验室，可提供有关结构行为与环境规律的最真实的信息，可对检验理论、仿真和模型试验结果的准确性，以及修正和优化结构分析理论与构造设计发挥重要作用。健康监测技术正逐步成为桥梁工程进步的第四大推动力。

实例3 江阴长江大桥“延续性再造”实例——破解常规检测无法发现的病因

江阴大桥于1999年建成，2003年发现主桥伸缩缝存在运动障碍（此为特大型索桥的常见病、多发病），尽管采用了设置标尺定期观测伸缩量的方式进行人工检查，但病因一直未能找到。2005年大桥健康监测系统升级改造时增设了梁端拉绳式位移计，通过该传感器的实测数据与其他桥梁监测数据的对比发现：大跨悬索桥与斜拉桥的梁体纵桥向运动形态上具有很大差异，江阴大桥（悬索桥）的1385米长钢箱梁体在纵向上不仅随温度变化而伸缩，而且由于车辆、风的激励作用产生每天累积达到近百米的往复震荡位移和较大的冲击加速度。大约两年的累积位移就能消耗完伸缩缝滑块的磨耗层，使滑块失灵，造成伸缩缝损坏。作为首座超千米大桥，上述情况是当初设计时未能预见的，亦是国外伸缩缝厂家未遇到过的。2006年，江阴大桥实施伸缩缝更换时改进了滑块材料，同时安装梁端纵向阻尼器等技术措施，使得大桥至今运行状态良好。这一“延续性再造”的经验有效指导了随后建造的特大型索桥的体系设计和伸缩缝技术标准要求。

主缆是悬索桥的“生命线”，作用是承担桥面荷载和将其传递给置身于地基的锚锭。两根直径近1米粗的主缆一般由2-3万根5毫米粗细的高强度钢丝捆绑而成。主缆钢丝的防腐成为世界性的难题。虽然采用了多层防腐措施，但运行了几十年的国外桥梁局部“解剖”（开缆检查）检测发现，钢丝锈蚀情况十分严重。日前，江阴大桥在自主研发的除湿系统基础上完成了对主缆的防腐改造，通过在封闭的主缆内部输送干空气以进行除湿，为保证主缆永久性的干燥环境作了新的实践探索。

众所周知，我国400米以上跨径的特大型桥梁建设只有20多年的历史，首座跨径超千米的江阴长江公路大桥只有15周岁。因此，桥梁维护期的养护与管理工作还在探索中前行，一批跨江海桥梁正在不断创造着新的经验。

实例4 特大型桥梁工程规范化、制度化建设是优化养护管理的基础性工作

江阴大桥养管单位15年来始终致力于探索与构建特大桥梁的维护制度和维护规范，编制了《江阴大桥维护手册》，建立了一套维护“法案”。根据悬索桥的特点，主桥被分成缆索、钢箱梁、锚固系统、塔及附属结构五大部位，各部位的检查频率和要求按照《维护手册》的规定执行，并根据每次的检查结果和构件的维修或更新反馈，不断对手册进行更新，现已更新至第3版。通过对检查频率及部分内容的调整，既没有增加新的资源消耗，又能全面动态地把握桥梁结构各部件的技术状况，确保了桥梁的安全运营。

2009年建成通车的西堠门海峡大桥创造了世界钢箱梁悬索桥的跨越新纪录（跨径1650米），而且创制了分体式钢箱梁结构新型式，2015年该桥获得了国际咨询工程师联合会（FIDIC）“杰出项目奖”和国际桥梁协会（IABSE）“国际杰出结构奖”。大桥的维护工作从最基础的制度建设入手，针对舟山跨海五座大桥（含西堠门桥）各桥特点，先后编制了《大桥巡检养护手册》、《舟山跨海大桥突发事件应急预案》、《舟山跨海大桥营运安全生产操作规程》、《舟山跨海大桥施工安全作业手册》、《舟山跨海大桥重要部位安全管理制度》和《大桥内部管理制度汇编》等多项管理制度，为特大跨径跨海大桥管养提供了扎实的基础。

2012年舟山跨海大桥组建了全国首个大桥管养专家技术委员会，30余名桥梁专家通过定期召开专家咨询会的形式，为大桥维护工作提供权威、专业、前沿的技术支撑，对运营维护中重大技术方案、关键技术难题、质量控制标准、科研课题等进行咨询指导。

2 灾祸风险防治

——“社会管理”是保障“人-车-桥”系统安全有序运行的方法。

工程投入服务后，运营管理成为保障工程构造物可持续服务的重要内容。公路交通运输系统（共路、多车行、多人行）有别于铁路交通运输系统（专轨、专车行），前者的系统开放性高于后者，熵增引致的复杂度更高，必须引入社会系统运行管理方法，才能有序的引导运行。近些年来，严重超载车辆压垮桥梁、违规行驶密集重车压翻桥梁、危险品运输车辆桥上爆炸摧毁桥梁，以及船舶偏航撞塌非通航孔桥梁、非法采砂挖空桥墩基础导致坍塌等恶性安全事故不断出现。各类事故的深刻教训是：无论是路桥的使用者，还是运输管理的执法者，若有法不依、有章不循，法规将成为一纸空文，运输将处于“无序”状态，最终导致“乱象”丛生，基础设施的“生存”环境恶化（如图3所示）。

按照维护管理工作制度，当出现“突发事件”时（桥梁损毁中断交通；大型、特大型桥梁出现严重病害危及桥梁安全；车辆或船舶与桥梁设施相撞，造成严重后果），桥梁管养单位和交通主管部门在接获有关信息后要立即上报上级机关直至交通运输部，同时启动应急预案，组织开展应急处置管理。

桥梁工程投入运营后就进入了“人（使用者）-车（辆）-桥（梁）”的工程系统活动，这一活动中加入了桥梁工程本体之外的使用者驾驶的车辆，这就使得工程维护管理工作要涵盖社会人在内。没有对“人-车-桥”工程系统的特定管理，这一工程系统的活动就会陷于混乱状态，不可能顺利延续其职能。服务于使用者的交通工程社会管理被视为该类工程的“斡件”。

发展中国家的发展实践表明，在交通基础设施不断完善，并对经济社会发展发挥越来越大的支撑作用的同时，加强“社会管理”这一斡件建设以创造有序环境，是交通安全畅通、社会长治久安的根本保障。人这一因素是斡件建设的核心，提高社会人的科学素养、守法意识、社会责任感等综合素质已经成为构建“人-车-桥”工程系统的基础。

从“安全交通”的理念与需求出发，开展“防御性监控”是维护和管理的新内涵。“防御性监控”的核心思想是利用现代科技手段实时监控和预警风险。实时监控对大桥有可能造成危害的风险源（如超载车辆、危险品运输、违规行驶行为、偏航行船、桥区挖沙行为等），有利于尽早发现和消除风险威胁。桥梁工程的安全预警系统和应急机制建设也正在研制中，确立“点-线-面”的空间联防理念，桥梁“点”的安全保障要由“线、面”来保障，利用现代信息技术实现区域性安全管控，有助于保障桥梁工程“点”安全的万无一失。

实例5 黄埔大桥运营安全管理——“三巡两检一控制”

黄埔大桥运营安全管理中的“三巡”包括：（1）管养单位的监控应急中心和安全监管部门利用高清视频和流媒体技术，对道路安全风险点和危险源进行不间断巡查和监管；（2）路政部门根据工作规程规定频率不定时地对现场交通安全、周边环境安全、养护作业安全等进行现场巡查，发现隐患及时排除；（3）养护作业单位根据养护规范和养护手册规定频率不定时地对运营环境、养护质量、构建设施等进行现场巡查，发现隐患及时排除。“两检”指管养单位的养护工程部门对养护作业单位的养护质量和运营安全进行经常性的管理检查，以及管养单位或监督部门定期组织对养护质量和运营安全的考核监督检查。“一控制”指管养单位根据安全风险评估内容及责任要求，对工程重点结构、关键部位、风险区域、重大危险源等按照“查原因、立整改、追责任、受教育、促提升”的“五不放过”原则，建立“一事一档”进行管理，同时对关键结构部位采取专项技术和安全保障设施，确保结构主体运营的高度安全。

“三巡两检一控制”管理技术有效地解决了桥梁运营环境的安全问题。黄埔大桥通过“三巡两检一控制”和“三位一体”管理及其具体技术内容和联系，构建了桥梁运营安全管理技术体系，并开发了桥梁运营安全应急调度管理系统，实施以预防为主、与快速救援相结合的防灾、减灾、治灾方法和技术对策。

实例6 江苏省长大桥梁健康监测“数据中心”发挥“防御性监控”作用

国际桥协（IABSE）的调查研究表明，尽管科技进步使得船舶的装备水平、安全监督管理水平，以及桥梁的建设与管理水平等有了长足的进步，但历年来船撞桥事故仍不断发生，且自20世纪80年代以来事故次数甚至还呈增长态势。近130年世界各地发生了143例桥梁垮塌事故。统计表明，船舶撞击是导致各类桥梁垮塌事故的第三大因素。但更多时候，船舶的撞击只是使桥梁受损而非垮塌（例如，武汉长江大桥自1957年建成至1999年，40年间被撞70余次），但这些损伤仍需得到及时检测，同时应及时判定是否限制桥上交通、进行整修维护，并及时追查肇事船只。

江苏省建立了全国首个区域桥梁数据中心——江苏省长大桥梁健康监测数据中心，该中心利用梁端水平转角幅值、报警启动后首周期峰谷值和横桥1阶自功率谱密度幅值三个指标构建了船撞主梁报警指标体系，可以很好地识别出船舶所带来的异常结构响应。该体系经江阴大桥和润扬大桥的实际数据检验，效果良好。此外，该中心利用江阴长江大桥、苏通长江大桥等多座跨江大桥实测的2005~2012年15次台风数据，建立了基于长期实测的华东地区强/台风谱模型，能够更加准确地进行跨江大桥在强/台风作用下的影响分析与可能损伤分析，并对未来类似桥梁的抗风设计起到了重要的指导作用。

综上所述，路桥设施安全管理应该包括基础设施硬件建设、软件建设和运营秩序斡件建设三方面，对于维护工程方法的整体结构来说，硬件、软件和斡件都是不可或缺的，三者互相渗透，互相影响，因此必须将三者相互配合、相互作用、相互整合。人-车-桥交通系统的集成管理、路桥使用者与管理者的集成管理、社会人科学认知与规则意识的集成教育等构成了交通现代化建设的新的严峻的挑战。

3 工程后期评估

——“工程评估”是对工程价值的再认识，是提升工程认知与再实践的经验源泉。工程对民生的贡献最终要由社会和百姓做出评判。

桥梁百年服务期交通运输的安全畅行是实现桥梁工程造物的最大效益。地球不会永无止境地给予人类“造物”的机会，所以，每个工程机会都极其宝贵。只有人类工程活动真正符合自然规律，实现与自然环境、社会环境的和谐发展，工程才能根本地、长远地造福于人类和社会。工程后评价是对工程论证决策的检验和对工程实践成果的再认识。科学公正的后评估是推动工程进步最有价值的总结。

实例7 江阴大桥全面体检——大桥建设质量与工程效益的后评估

江阴大桥在通车15周年之际，对全桥结构状况进行了一次全面的检测与评估。动力特性测试数据与成桥荷载试验对比结果表明，主桥振型、频率数据良好，大桥整体性能未发生明显变化；由静载试验数据可知，主梁应力、主缆变形、主梁变形和吊索力未见异常。新获取的关键参数与通车初期的相关参数高度吻合。检测表明主桥结构整体受力处于良好状况，整个桥梁结构安全可靠。

江阴大桥运营的15年，正是我国经济快速发展的黄金15年。大桥刚刚开通时，每天的交通流量约为1.4万辆。如今，江阴大桥平均每天的交通流量达到7万辆，是开通初期的5倍。特别是国家实行节假日小客车免费放行以后，高峰日流量达到了14万辆，已经超出了大桥的设计标准。15年来，大桥累计通行的车辆已经达到了2.2亿辆，通过大桥的客车和货车比例约为3︰1。按每辆车载客6人粗略统计，15年内有13.2亿人次通过大桥，几乎相当于每个中国人都在江阴大桥上通过一次。

大桥的建设使得两岸经济得到了快速的发展。通车初期，江苏省委、省政府就做出了两岸联动开发的战略决策，将不同的地域经济融合在一起，促进区域社会发展。1999年江阴、靖江两地的国民生产总值（GDP）合计是396亿元；截至2013年，两地的GDP合计已达4360亿元，整整增长了10倍，这与大桥对改善投资环境、拉动经济发展的贡献密不可分。

实例8 苏通大桥经济社会效益后评估

连接苏州与南通两市的苏通大桥于2008年建成通车，结束了“南通南不通”的历史。大桥将长江南北两岸原本割离、独立的公路网络紧密联结在一起，改变了南通一直以来受长江天堑阻隔的不利条件，缩短了南通与上海、苏南之间的时空距离，使南通融入了上海“一小时都市圈”，并逐步成为整个华东路网的南北交通要冲。

苏通大桥建成通车后的五年间（2008年～2013年），南通的区位条件得到了巨大的改善，大桥对南通经济社会发展产生了一系列积极的影响。南通经济总量迅速跃升，在全国大中城市的排位前移了2位；地方公共财政预算收入提升2.6倍，位居全国地级市第5位。上海、苏南庞大的市场需求也促进了南通农业的产业化进程，南通源源不断地向上海和苏南提供优质农副产品，每年销往上海的农产品年均成交额达60多亿元。与此同时，上海、苏南等先进地区的产业也发生了跨江向北的梯度转移，特别是在合作共建园区方面成效显著。上海、苏南在南通落户的企业和项目累计达322个。这一地区先后建设了苏通科技产业园、锡通科技产业园、上海市北高新（南通）科技城等12个跨江合作园区（如图6所示）。[4]

由此可见，一座桥，不仅可以改变一座城市，更可以带动一个区域的经济发展、人文交流，实现区域经济社会的“一体化”。交通关键结点的工程建设，有效地解决了江河湖海、峡谷沟壑等阻断交通所带来的瓶颈制约，加快疏通了我国交通路网的血脉。

苏通长江大桥和杭州湾跨海大桥通车后，公路沿海大通道（Ｇ15沈阳－海口公路）将长江三角洲与环渤海区域、珠江三角洲这三个全国最发达的经济区域连通起来，长三角地区的经济发展和区域联动产生了质的飞跃。舟山连岛工程使舟山本岛与陆地连通，使得该地区不但融入了长三角都市圈，还成为了首个以海洋经济为主题的国家级新区。这一工程不仅促成了当地从交通末梢到交通枢纽的飞跃，更通过物流、资金流、信息流的汇聚和扩散影响了经济社会发展的各个领域，促进了苏浙沪经济圈的协同发展。这也印证了，“科学技术在当今世界作为第一生产力的作用愈益凸显，工程科技进步和创新对经济社会发展的主导作用更加突出，不仅成为推动社会生产力发展和劳动生产率提升的决定性因素，而且成为推动教育、文化、体育、卫生、艺术等事业发展的重要力量。”[5]

从这些案例中可以清楚地认识到交通基础设施建设与经济发展之间相辅相成的关系。作为高速公路网节点的桥梁工程建设为国家经济社会发展、政治稳定起到了重要的支撑作用，同时，中国经济的持续快速发展，也为桥梁工程的进步提供了历史机遇。

4 结语

桥梁开通运营后，工程就开始履行社会服务职能。无论何种不安全因素导致交通中断，不仅会严重影响工程的服务水平，而且会造成社会经济效益的直接损失。因此，必须建立起工程“社会成本”和“全寿命成本”的概念，树立起“建造是生产力，维护管理也是生产力；建造是发展，维护管理同样是发展”的哲学思维与工程理念。

伴随大量新桥逐年投入运营，我国桥梁维护高峰期日渐到来，发达国家“基础设施在老化，维护与更换的速度已经跟不上它们的劣化速度”的状况近在眼前。“重建设轻维护管理”会导致服役桥梁“肌体后天失养”而折寿。维护与管理已成为继大规模建设之后的全新课题。

今天，构建“数字桥梁”已经变成现实。桥梁信息系统（BrIM）就是以工程项目的各项相关信息数据作为基础，构建起工程全生命数字仿真模拟模型。这一“数字化”平台将支撑起“智慧桥梁”的发展。应该说，作为复杂工程系统的桥梁全寿命周期的方法论在认识上有了革命性的提升，被置入了“智能化”的特质。

“互联网+”时代的数字桥梁工程建设已经启动，展现出了如下特征（图7）：

在规划阶段，以经济社会、综合交通等基础性“海量数据”为基础，通过大数据和建模计算，为交通量预测得出准确度更高的预测和分析结果，是需求预测方法的革命性创新。

在设计阶段，工程师可以运用高度发展的计算机辅助手段，进行精准的整体与局部的结构力学仿真计算，模拟工程在地震和台风袭击下的表现。虚拟现实（VR）技术的应用可以预先逼真地呈现桥梁建成后的外形、功能、对环境的影响和形成的昼夜景观等，便于设计的修改完善和方案决策。

在桥梁的制造和架设阶段，可以运用智能化的制造系统在工厂完成部件的加工，采用全球定位系统（GPS）和遥控技术，由建设和管理者监督、指挥、操控桥梁的施工。

在桥梁建成交付使用后，可通过日常养护管理系统、健康监测系统和资产管理系统保证桥梁安全和正常运行。一旦出现故障和损伤，健康诊断和专家系统会自动报告损伤部位并提出养护对策。

方法论是认识、分析、解决一类问题所规定的思路与原则。当然，在这一思路与原则之下，要解决具体问题，还得要有具体的技术、工具和程序，这就是方法论“规定”下的方法。可以预见，桥梁工程建设方法将随着科学技术的进步而与时俱进，逐步完成由量变到质变的提升，而桥梁工程方法论的核心内涵——“系统工程思想指导下的技术与非技术要素集成辩证统筹论、实践观指导下的需求与问题导向的渐进式创新论、可持续发展观指导下的价值工程认识论”也将随之不断丰富和完善。

我国已成为世界桥梁大国，桥梁工程实践者秉承唯物主义世界观，坚持工程实践与工程哲学、工程演化论、工程本体论、工程方法论等理论相统一，不断地探索与应用先进的辩证统筹决策、综合集成构建、养生增寿维护和系统社会管理方法，并促使“智能化”决策、建造、维护等工程方法逐步成为现实。在桥梁发展的征程中，桥梁工作者保持着在实践中再认识的热情，践行着探索并适应新环境的精神，对桥梁工程方法进行着不懈的完善与创新。

致谢

本文的论述依托我国特大型桥梁工程的建设实践，特别是江阴大桥、苏通大桥、泰州大桥、西堠门大桥、杭州湾跨海大桥、广州黄埔大桥和港珠澳大桥，以及中国企业参与建设的美国旧金山新海湾大桥等的技术成果和建设经验，在此一并致谢。

[1] 张少锦. 大跨度桥梁建设与养护技术[M]. 北京人民交通出版社，2012.

[2] 李昌铸，张劲泉等. JTG/T H21-2011公路桥梁技术状况评定标准[S]. 北京：交通运输部，2011：5.

[3] 朱国金，沈翔. 七连冠是怎样养成的—“三解”杭州湾跨海大桥养护管理精髓[N]. 中国交通报，2015-5-11（8）.

[4] 黄镇东. 路桥建设释放中国发展的潜力[J]. 桥梁，2015, 63(1): 15-16.

[5] 习近平. 我亲历过杭州湾跨海大桥修建全过程[EB/OL]. (2014-06-04 ). [2016-04-15] http://m.thepaper.cn/newsDetail_ forward_1248929.

Operation and Maintenance Methodology in Bridge Engineering

Feng Maorun1, Zhao Zhengsong2

(1. Ministry of Transport of the People’s Republic of China, Beijing 100736, China;2. China Academy of Transportation Sciences, Beijing 100029, China)

Life cycle of an engineering project consists of three main stages, including planning, construction and operation. After completion approval, a bridge project moves to operation stage, including project maintenance and safety operation. This paper takes Chinese sea-crossing bridge projects as typical cases, and systematically illustrates main problems, methods, and methodology in the period of bridge operation and maintenance. This paper argues that to achieve 100 years’ safety operation, “Preventive Maintenance” is the process of bridge project health inspection, preventive maintenance and sustainability rebuilding, and is a system maintenance method to guarantee the long-term good service condition of a project. “Disaster risk prevention” needs the social management method to guarantee the safety and order operation of “people-vehicle-bridge” system. “Project Assessment” is a re-understanding of project value, and is the experience source of engineering understanding improvement and re-practice. The contribution to a society from a project shall be made by the society and people eventually.

bridge; engineering; methodology; operation;maintenance; social management;project assessment

10.3724/SP.J.1224.2016.00644

U445

A

1674-4969(2016)06-0644-10

2016-09-05;

2016-09-15

凤懋润（1941-），男，研究生学历，教授级高级工程师，研究方向为桥梁工程与工程管理。E-mail: fengmr@mot.gov.cn赵正松（1977-），男，双硕士学历，高级工程师，研究方向为交通工程经济与管理。E-mail: zhaozhengsong@tsinghua.org.cn