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发表于 2007-07-27 08:51
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江苏省交通厅工程质量监督站杨国忠站长赴日本考察总结报告 |  | | 2007-07-26 来源：江苏省交通厅工程质量监督站供稿 | | | 为学习日本大跨径桥梁研究成果和技术管理经验，为我省桥梁建设和维护提供技术支持，江苏省交通厅于2007年6月10日至19日组团赴日本进行了考察和技术交流，考察团由江苏省交通厅质量监督站杨国忠站长任团长，省交通科学研究院有限公司王军华院长、河海大学桥梁系副主任吉伯海教授、省交通厅科技处杨桂新以及省公路桥梁工程技术研究中心3位技术人员参加了考察。考察团访问了日本国土交通省土木研究所、东京工业大学、名古屋大学、爱知工业大学、京都大学、PASCO株式会社等高等院校和研究机构，以及东京湾大桥管理事务所、中日本高速道路株式会社丰田保全事务所、名古屋高速道路公社，参观了东京湾彩虹大桥、名港大桥、木曾川大桥和揖斐川大桥等大跨径桥梁，并与其工程技术人员进行了交流，较好地完成了预定目标。现将考察情况总结如下：
一、日本大跨径桥梁建设、养护技术
考察团在日本西松建设株式会社技术人员的陪同下访问了东京湾大桥管理事务所，参观了东京湾大桥。东京湾彩虹大桥是横跨束京港的悬式结构桥，于1987年动工修建，1993年建成通车。大桥全长918米，跨距570米。大桥为双层结构，桥面上层为4车道高速公路，下层包括2车道干线公路和2条轻轨铁道。该桥位于东京湾航道上，是进出东京湾地区的重要门户。考虑到东京湾大桥边跨长度相对较短这一特点，设计中还在主索鞍中的两条索股间加设了水平板以加大安装后主缆与塔顶间的摩擦力。
在名古屋，我们访问了中日本高速道路株式会社名古屋支社——丰田保全事务所，与事务所技术人员座谈，并参观了名港大桥、木曾川桥和揖斐川桥，了解了日本大跨径桥梁的养护技术和管理模式。
日本大跨径桥梁的建设水平处于世界领先水平，它的发展依赖于施工技术的发展和轻型材料的应用。日本在大跨径桥梁的建设中特别重视桥梁的抗风、抗灾问题和材料耐久性和防护问题，注重桥梁与周边景观的协调。他们从保护环境、节约资源的角度来研究桥梁健康监测，通过严格的检查、评估来确定桥梁的拆除重建还是维修加固。日本是多地震国家，为了获取各种地震数据以及对桥梁结构进行及时判断，以维持正常交通和保证应急救援车辆物资的运输，他们计划全国主要公路的桥梁都要布设光纤传感器（目前东京地区三个主要出入口桥梁已完成了贴片布设），监测的主要内容为桥结构的疲劳程度。对于荷载计算，将通常的车辆荷载改为车道荷载，重型车辆也从汽20改为汽25。
经过了几十年的建设和不断总结，日本已形成了较为完善的基于可靠度的桥梁建设规范体系。相对而言，我国特大桥设计现在没有专门的设计规范，许多大桥都是属于边研究边设计，尤其是关于桥梁抗震、防撞设计问题，必须引起我们足够的重视。对大跨径桥梁的维修养护方面，日本也没有全国性的统一规范，与我国一样，由各桥梁管理单位编制自己的养护手册。
二、日本桥梁结构检测与评估技术
为了解日本在钢结构桥梁的检测、评价与维修加固方面的情况，我们重点访问了日本钢结构领域技术权威－东京工业大学副校长三木千寿教授。三木教授向我们介绍了日本在钢桥疲劳问题研究中所取得的最新成果，其针对大阪地区部分桥梁重型货车通过量较多的问题，对大阪桥（单跨简支梁桥）、荒川桥（三跨连续梁桥）等三座桥建立了健康监测系统，主要对其应变、挠度和腐蚀电流情况进行监测，其中，以应力监测评价结构疲劳为主。该项工作前期日本政府投入了5亿日元的开发资助，通过监测证明这三座桥虽然桥面破损严重，但主体结构性能尚较为完好，从而改变了原先计划的拆除重建方案，而改为采用对桥面铺装进行大修的方式来进行桥梁使用性能的修复，从而节省了20～50亿日元（考虑直接和间接经济效益）。该技术目前已在日本横滨虹桥、神田桥等桥上进行了进一步推广应用。日本现正在全国开展桥梁调查，通过桥梁健康监测、检查、评价后决定加固方案，现在有的项目正在等研究结果来确定是否拆除重建或采取维修、补强等措施。有的桥梁由于补强加固方法不对，措施不当，不仅起不到应有作用，甚至产生破坏作用。对桥梁的许多问题，只要静下心来研究，就可以得到好的成果，就可以节约大量财富和资源。
会后，三木千寿教授还将其自2000年以来所发表的钢结构桥梁相关论文（计8篇）赠送访问团各成员。
通过交流，我们认为日方在健康监测领域的一些理念方面颇为值得我们借鉴。
1、健康监测的目的中很重要一条在于发现规范中所没有意识到的结构潜力或荷载危险性，从而对现行规范进行改进，避免由于规范认识不足所带来的危险性，也减少规范荷载变化所带来的大量桥梁补强和加固工作量。国内目前更多关注健康监测系统在结构损伤预警中所发挥的作用，即仅注重于对结构危险性的监测，而不注重利用监测充分发挥结构潜力，从而减少维修费用，也不注重通过监测所获得的宝贵数据来对规范修订提供支持。
2、健康监测技术应努力向中小桥应用拓展。国内健康监测系统通常大而全，且由于由此带来的高额费用而只能在特大跨径的桥梁工程中应用，而未能重视针对单一问题建立简单监测系统并在中小跨径桥梁中予以应用拓展。
3、健康监测系统要优化方案、降低造价、保证质量。健康监测系统是利用光纤传感技术对桥梁结构进行监测，在日本一座桥梁的健康监测系统需3000万日元（折合人民币184.5万），而我国往往是其造价的10多倍，在这方面应该说降低造价的空间较大。由于我们造价高，往往对大、中桥梁就不设健康监测系统，仅靠人工检查，可能就会产生隐患。如常州武进运村大桥，5月11日有关人员才去检查，还被判定为二类桥，结果5月13日凌晨就被超载车辆致使垮塌。我们的跨江大桥及特大型桥梁建设中都设有健康监测系统，而其监测的数据在运营管理中又能发挥多大的作用？这都成了大家所关心的问题。
交流会后，考察团一行参观了日本东京工业大学结构工程实验室，主要了解了该校在钢桥疲劳领域的一些最新研究内容。
此次我们还访问了日本名古屋高速道路公社。名古屋高速道路公社已成立36年,负责名古屋都市圈的高速公路的建设和管理,由名古屋市出资设立。通车的已有62．2公里,正在建设的高速6号线清州线,长7公里,计划今年12月建成通车,规划中的高速4号线,长12公里,将在2010年建成通车。
名古屋高速道路桥梁的主要结构形式为：上部主要采用钢结构,一期的下部结构是混凝土结构,目前下部主要采用钢结构；目前部分桥梁也采用下部混凝土,上部钢结构,且之间不设支座,类似于国内的刚结构形式，增加了桥梁的通透感，非常适合在城市内建设。
名古屋高速道路公社对于构造物检测种类主要分为四类：初期检测、日常检查、定期检测和临时检测。
初期检测主要是对构造物初期状态的检查，主要以目视为主。
日常检查为日常的巡回检查，路面检查主要以在检测车上目测以及在检测车上的行车感觉舒适度等，一般周期为1～3次/周；对于高架下部的检测，一般周期为1～4次/年，一般采取在高架下徒步目测的方法，主要是检查排水设施、伸缩装置、有无漏水情况等。
定期检查检查的周期为5～8年一次，检测的方法主要是目测结合仪器观测进行，必须接近各部件仔细检查其缺损情况，必要时可进行试验和非破损检查。 定期检查的分类：一般构造物、钢构造物、桥面铺装、路上构造物（标识、隔音壁等）、土工构造物、隧道、半地下构造物、构造物下沉检测。
三、相关公益性研究机构及其研究方向
为了解日本在交通基础设施工程中重大、共性技术问题的研究机构、研究组织及研究方向等情况，我们重点访问了日本土木研究所。
日本土木研究所（PWRI）是日本土木领域的国家级研究单位，由中央研究所、寒地研究所和灾害防治研究所组成，主要任务是土木建设工程的调查、试验、研究开发、技术指导、成果推广和技术标准、规范的制定等，技术力量雄厚。考察团一行考察了位于日本东京郊外筑波的中央土木研究所，并受到该所理事长坂本忠彦先生的接见。双方就大型桥梁结构、新型传感及检测技术、桥梁抗震、加固维修等领域进行了技术交流。考察团一行在该所主席研究员萩原良二先生的陪同下，参观该所振动台试验室、力学研究室、结构试验室液化工承载力三维模型以及阪神大地震后相关照片。 目前该所在桥梁工程方面的主要研究方向为：
1、公路桥梁的抗震性能的评估，加固技术的开发；
2、桥梁在地震后损伤的早期检查与应急修复技术的开发；
3、研究经济的抗震加固方案；
4、混凝土盐害分析与处理技术；
5、混凝土修复、加固等材料的耐久性评价方法的开发；
6、桥梁结构耐久性研究。
在交通基础设施建设中，日本国土交通省也非常注重发挥高等院校、建设株式会社、行业协会等研究机构的作用，采用“产、学、研”相结合的方式，多渠道、多种方式进行技术合作与交流，有效地提高了其建设水平。这次考察中，我们还特地拜访了爱知工业大学教授、日本泥土协会会长大根义男（也是日本坝工学会前主席）和名古屋大学葛汉彬教授。葛汉彬教授针对目前桥梁设计规范中的问题，讲解了基于性能设计的规范新理念，并演示其在抗震加固中的成功案例。
四、感想与启发
通过这次考察和交流，我们认为日本桥梁建设经验及桥梁结构、新材料领域的研究成果值得我们学习和借鉴；在桥梁健康监测技术、光纤传感器、数据采集等方面的新技术研究成果可以引用并作进一步探讨合作。此次考察中了解到的关于日本桥梁建设、维护中的一些新技术信息，对提升我省大型桥梁结构健康监测技术、旧桥改造技术水平，具有积极的意义，他们一些做法和理念值得我们借鉴：
1、综合运输体系：日本的经济发达，综合运输体系较为完善，各种运输方式的比例结构合理，交通运输的安全性、可靠性和交通公共服务保障能力很强，特别是轨道交通的便捷给大家留下了深刻的印象，我们这一段在日本考察时期，基本都是乘坐其轨道交通出行，感觉既方便、准点，又舒适、环保。 我省人多地少，环境承载力脆弱，同时经济又较为发达，能源、原材料、市场、劳动力“四头在外”，国民经济对交通发展具有极高的依存度，这些与日本都有相似之处。因此加快发展服务高效的现代综合运输体系，走集约交通发展之路，是江苏交通发展的最优选择，目前省委、省政府已决定从管理体制入手，逐步破除体制性、机制性障碍，建立与综合交通运输格局相适应的大交通规划管理体制，完善综合交通运输规划管理制度我们要把握好这一机遇，认真构建分工协作、优势互补、衔接顺畅的现代综合运输体系。
2、工程建设理念方面：日本非常注重桥梁的实用性和简洁美，是以结构为主辅助适当的修饰，从结构上不要有赘余的东西，不贪大求洋。我们参观的名古屋高速道路公社办公楼处，建有一个“8”字型大型高架桥立交枢纽，它采用的桥墩、梁体都是钢结构，便于在狭小的现场施工拼装，同时大大缩短了工期。为最大限度地提高地面道路利用率，其桥墩采用独柱墩，上面建2～4层的桥面系，向纵向要空间，在车道数不变的情况下减少了桥梁宽度，在墩旁还设有维修、检测用的工作爬梯和通道，细节之处考虑非常周到。在节约的同时他们也对桥梁美学、环保和景观问题十分重视，尤其是城市桥梁，在规划、设计和建设中，往往会对桥梁线型、颜色与城市文化做调查民意，关注民心民意，公路在穿越居民点、学校等噪音敏感区域时都设有声屏障。
相比我们而言，日本在工程建设中也非常注重“节约”。象高速公路安全设施，他们只是在高路堤、急转弯路段设置防撞护栏，其他一般路段只是通过放缓边坡、或通过自然的土埂进行引导，而且防撞护栏大多采用柔性，减轻事故损害的同时节省了材料。城市道路的路缘石也只是普通的水泥混凝土浇筑而成，但其施工工艺很精良，混凝土的外观质量很好，与人行道、车道、下水道的衔接非常平整，朴素中透出精致，丝毫不比我国有些地方的花岗岩、大理石逊色。
3、桥梁建设和养护管理制度方面：日本是一个非常注重制度管理和流程的国家，特别是参观过程中，感觉到对于不同类型的工作及事务都有十分详细明确的规定。我们参观的名古屋高速6号线清州线桥梁工地，施工场地布设科学、材料堆放整齐、施工秩序井然，特别是施工围档，既防止了无关人员的误入，又较好地解决了施工粉尘和噪声污染等问题。实验室内部井然有序，环境洁净、各类标识、标牌根据对象内容不同形式也相应变化，显得清晰配目，针对性强。同样，日本公司员工对于企业的规定严格执行、按部就班，有很强的敬业精神，非常值得我们学习。
4、工程科技普及教育方面：日本非常注重工程科技普及教育，通过科普宣传组画、图片展、摄影展、发放宣传材料、实物解剖以及采用声光电结合的大型沙盘模型方式，宣传基础设施建设中的基本知识、科技创新等，营造了有利于工程建设的良好氛围，取得了显著成效。我们访问的名古屋高速道路公社，在其一楼大厅内设置了向公众开放的一个展厅，布设了名古屋高速道路平面图、高架桥施工流程模型、隧道开挖模型、“8”字型立交枢纽模型、所用新材料样品，以及市民可直接查询、互动的多媒体触摸屏、驾驶舱。象高架桥施工流程模型从桥梁灌注桩钻孔、钢筋笼吊放、水下砼灌注、桥墩立模浇筑、钢箱梁拼装、桥面铺装、养生以及交通管制等环节进行形象展示。
我们还参观了伊势湾地区高速公路的一处服务区。区内环境优美，而且有专门的观景台供游人眺望远处大桥的雄姿、公路川流不息的繁忙。其中有一个观景台为一块预制箱梁的截断缩尺模型，直观地显示了箱梁构造，还配以文字说明，记载了该桥梁建设的历史和相关情况，使人一目了然。
5、在知识管理方面：日本非常注重知识积累和成果共享，很大程度上实现了资源和成果的全国性共享，使得研究工作的效率和效益得到极大提高，有利于技术的进步和发展。其开展的科研项目目标明确、计划周密，分工合理，许多项目都经历8-10年的研究、应用、反馈、再研究总结，真正做到“十年磨一剑。”，试验方案合理、模型仿真度高，数据保存和分析工作做的非常仔细、科学，研究人员治学严谨、研究团队力量很强。相对而言，我们的许多研究项目往往存在过多地追求“短、平、快”，用少量的数据来描述规律，研究人员对基础数据的采集和分析不够等弊端，研究成果的后续跟踪和修正也乏人问津。因此，如何对研究课题进行统筹规划、确定合理的研究目标任务和研究周期、对阶段成果的补充修正以及成果的跟踪问效等问题值得我们深思。（该报告由杨国忠、杨桂新撰写） |
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