百年基建的沉淀与创新——英国交通基础设施建设与运维的探索发现

Hammersmith-Flyover-外部预应力的修复措施

英国是世界上第六大经济实体，欧洲第二大经济实体，经济南重北轻，大的基建项目基本都在南部，政府致力于改善这种局面，近几年在北方发动了几个较大项目，北方能量屋、曼彻斯特空港城和轻轨等，高铁二期也考虑连接南北方几个大城市伦敦、伯明翰、利物浦、曼彻斯特和利兹等。

私有制下的交通基建公有化

英国的施工企业占全国就业量的7%左右，基本是私有或上市公司，自负盈亏，所以企业间的收购、兼并和倒闭是常态。英国施工行业机械化程度较高，施工单位分类细，供应链长，成本高，形成一个金字塔式利润链：大型企业在顶端占1%-5%左右甚至负利润，设计咨询公司和一般施工单位在中间占10%左右，最低端的公司根据商业模式或行业不同可达20%-40%。

英国的施工行业长期面临一个很大的问题是，低技术含量工人和高技术工程设计人员短缺，由于政治体制等多方面原因对工程的要求，大型基建项目延期和超支是很常见的事情。

目前，英国所有公路、铁路均处在养护维修阶段，新建项目并不多，大多是旧的基础设施更新辅以新建，来提供新的交通基建设施以满足需要。英国的财政年从每年的三月底到来年四月初，财政部长每年三月公布国家预算，其中包括基础建设预算，该预算从交通部下达至基建管理部门和各级政府部门用于交通基础设施的养护。

尽管私有化在英国根深蒂固，英国的公路（高速和主干路）和铁路还是公有化，分别由交通部下属的HIGHWAYS ENGLAND（HE）和NETWORK RAIL（NR）管理。英国的高速公路、桥梁和隧道几乎全是免费使用，目前铁路线的长度约3.3万公里，沿线有约40000座桥梁隧道和2500个车站。

政府对于公路的管理相对比较散。HE只负责英国境内约6000公里的战略路网，以及附属桥梁隧道和其他设施的运营与维修。据不完全统计，全国路网和公路桥梁约20万公里和7万多座，大多由地方政府管理，2020～2025的五年公路预算支出为270亿英镑。

整体式桥梁的桥墩和大梁整体接缝的现浇

走进英国基建的建设与运维

英国的基础设施建设起步早，有一定的建设和运维经验，和我国的情况对比，有许多可借鉴之处。

养护维修规范化

英国目前很大一部分基础建设已经服役超过70年，甚至部分超过120年。在这期间，除了初级阶段的设计和施工规范，还总结发展出了一套比较完整的英式养护维修规范。以公路桥梁为例，HE桥梁道路设计手册第三卷，提供了一系列桥梁检查、养护、评估和修缮的规范。有关检查的规范详细规定了类型、频率、记录和入档的要求。HE雇佣了本国最好的工程咨询公司研发了一套应用广泛的桥梁状况指标，以便于桥梁检查记录标准化。目前，桥梁的情况需要通过检查提供专门的数据，以进行现有承载能力的评估计算。评估的规范包括了评估技术要求、荷载的转变、现存高危结构形式和疲劳，以及常见桥梁病害的评估。一些常见的桥梁加强和维护也包括在规范的修缮部分里，比如后张法桥梁的加强，修缮和监测以及金属桥梁的养护，等等。养护维修的规范化提供了有效的质量保证和一致性，从而降低了基建管理的成本和风险。

全寿命周期理念的落实

寿命周期是指项目从立项、设计、施工到养护，再到最后的拆除。老化的基础建设使英国工程行业更清醒地认识到基建项目全寿命周期的重要性，这种认识导致了从立项初期的方案选择阶段设计和施工观念的改变。比如，大约每二十年左右，桥梁的支座和伸缩缝便需要更换。因为交通导流成本和人工成本（大部分需要在深夜或国假期间进行）是非常昂贵的。为了减少这部分支出，英国要求所有公路桥梁如果跨径小于60米和斜度小于30度的情况下（BA42/96），需要设计成整体式桥梁。所谓整体式桥梁，就是桥面板和桥墩设计成连续状。英国60米以下的桥梁占据全国公路桥梁的很大一部分，所有新建和改建桥梁均遵守这个要求，从全寿命周期角度来看，节约大量的资金成本。

英国在基建高峰期很多桥梁都使用了后张法预应力梁，但随着后期车流以及车载的增加，部分桥梁不能满足荷载要求而加固或拆除重建。后张法本身不可避免地造成了许多隐蔽性，预应力钢筋、管道和锚栓之类的细节基本不可见，这给检测、评估和加固增加了难度。英国最早的高架桥是伦敦市内连接国际机场的HAMMERSMITH FLYOVER，该桥为16孔622米节段预制加后张法施工，1961年通车。2000年前后的年检已经检查出大量钢筋腐蚀造成的预应力损失，2009年使用听力传感器进一步检查，发现几乎每天有一根钢丝断掉。2011年发现灌浆中大量空洞和钢绞线腐蚀，不得不紧急关闭进行修缮，花费近一亿英镑，使用外部预应力加固，确保了2012年伦敦奥林匹克运动会不受影响。现在的设计中，在选用后张法时非常谨慎，尤其慎重考虑寿命周期后半段的维护问题。

职业工程师培养与专业人才管理

除了基础教育，英国的高等教育在工程师培养方面非常实用和有效。工程类学生本科设置三年学期，硕士一年。学科的设置非常简洁，无须学过于理论的东西。学生所学的东西能保证加入工程咨询公司后可以很快开始参与工作。高校和施工行业的联系非常紧密，大部分在校生只要愿意，都可以找到暑期实习或者参加一年实习的机会再回校继续学习。参加工作后一般加入土木工程师(Institution of Civil Engineers - ICE成立于1818) 或结构工程师协会(Institution of Structural Engineers 成立于1908)，在系统的体系内发展成为一名特许工程师，基本需要五到七年的时间，最后通过面试或考试可以成为各相关协会的会员和特许工程师。这两个协会均拥有皇家特许，在世界上（尤其是英联邦）有一定的通用度和知名度。总体来讲，这种体系式的培训比较科学和公平，保证了英国培养出的工程师的质量。

以ICE为例：一般情况下，工程咨询公司会跟ICE签订公司培训项目协议书，公司接受ICE对工程师的属性要求，并可自主推出一些适合本公司的指导性意见来帮助公司员工达到这种要求。协议中会对公司要求提供专门的管理人员，代表ICE对员工的初期职业发展提供引导和各种他们所需要的工作和培训机会，最终帮助员工拿到特许工程师资格，特许工程师可以说是英国施工行业的中流砥柱。对公司来讲，如何管理和保留人才是一个很大的挑战，每个人的要求不一样，所以管理者有一系列的因素要考虑：薪酬、激励办法、特大项目机会、未来发展空间、职业发展途径、工作生活平衡，等等。成功的工程咨询公司都承认人才是公司最大的财富，所以管理者很重要的一个任务就是留住这些人才，给他们提供展示和深造才华的舞台。

左侧：RUNCORN RAILWAY VIADUCT，3孔90米铁路桥，1868年建成通车

右侧：RUNCORN JUBILEE BRIDGE-单跨480米钢拱桥，1961年建成通车

大临设施行业以及企业管理

调查显示，施工行业的事故大部分跟大临设施相关。英国拥有世界上最安全的施工行业，除了安全健康法之外，很大原因是临时设施的技术规范的发展和业内的共同努力。英国的大临设施基本已形成施工行业内一个公认的特殊行业。1975年英国出版了一个报告叫BRAGG REPORT，该报告总结了近代大型临建的事故，最后提出了26条建议。在这些建议的基础上英国编纂发行了临时设施的设计规范BS5975，并在2019年做了更新。这部规范不仅保留了最直观的允许应力设计方法，更提出一套大临设施的程序管理，后者是导致大临设施事故的重点因素。欧规也有少数临时设施设计的规范，但没有形成系统化，完全无法和这部规范相提并论。另外一个值得一提的是，英国施工行业意识到大临设施的重要性，在2009年成立了大临设施论坛平台（Temporary Works Forum），基本上所有施工行业的大临设施公司和人员都加入了这个论坛，成员之间共享和鼓励业内最好的实践经验，共同推动大临设施的健康发展。不可否认，英国社会多年来共同认可的志愿者行为或慈善行为，和源远流长的行业协会历史，在推动英国规范发展和行业进步方面起到了非常积极的作用。

英国的大临设施行业很推崇模块化设备的使用，很多企业在设备模块化的过程中投入了大量资金和人员，确保模块的兼容性、易用性、可运输性，更重要的是安全性。企业把自己的模块产品绘制成二维CAD模块或三维REVIT 模块，方便于临时方案的设计，并可以被永久性建筑的设计吸收作为施工设计的一部分。模块化设备的使用可以最小化现场施工人员的介入，进而缩短施工周期。同时又能保证施工质量，许多设备都可以重复使用，具有很好的经济性和可持续性。

企业对大临设施的管理非常讲究科技的应用和创新，行业龙头企业有自己的程序员编写适合公司的内部软件，各部门的管理软件都是互通的，可以产生大量的原数据，管理者可通过数据分析和定性分析辅助作决定。有的公司会有自己的产品研发队伍，积极寻求市场需要的产品，具备在短期内开发新产品，通过试验推向市场的能力。有的企业拥有严密的研发制度，很早便开始使用3D 打印技术，并能够推出动画模式的安全使用说明。大临设施行业和其他施工行业一样竞争很激烈，只有科学管理和不断创新，才能保持企业的生存和不断发展壮大，同时也能为施工领域的其他行业作出更多贡献。

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