全美23萬座結構缺陷橋梁待修

2020-12-05 橋梁雜誌

在新冠疫情暴發之前,美國交通工程領域已面臨約1萬億美元的維修需求缺口。如今,雖然受到疫情的影響,美國交通運輸業收入在短期內急劇下降,但美國國會仍將推出基礎設施投資計劃。從本質上來說,投資基礎設施,就是在創造就業機會、促進商業發展,對經濟具有長期且積極的影響。

至關重要的投資法案

據美國土木工程師學會(ASCE)主席K.N. Gunalan博士介紹,2020年推出的《美國投資法案》(全稱為「Investing in a New Vision for the Environment and Surface Transportation in America Act」或簡稱「INVEST in America Act」),有希望通過國會審議。此法案被描述為一項至關重要的國會提案,是各州和地方機構賴以維持基建管理運營的緊急投資,將使美國的公路、鐵路、橋梁、隧道和客運系統的硬體、軟體,重新回到一個良性的循環。一方面,該提案可以消化各地方堆積的基建維修項目,繼續降低基建結構病害比例;另一方面,對交通基礎設施的投資是經濟復甦最有效的方式之一,這將增加數百萬個工作崗位,有利於美國製造業回歸本土發展。目前,美國年人均可支配收入已經損失了3400美元,美國對製造業回歸的期望比歷史上任何一個時期都顯得更加迫切。

據了解,該提案第一期投資為期5年,總金額達到4940億美元,3190億美元將用於聯邦高速公路項目。其中,650億美元用於公路、鐵路橋梁的檢測與維修加固。2021財年將為全美各州和地方政府提供831億美元的資金。

650億美元夠嗎?

根據美國道路與運輸建造商協會(ARTBA)對美國交通部剛剛發布的2019年全美橋譜(NBI)的分析,美國有23.1萬座橋梁需要大修或更換部件。這個數字佔美國橋梁總數的37%,超過三分之一。如果將這些「結構缺陷」橋梁首尾相連,其長度將超過一萬一千公裡,相當於從上海到倫敦的直線距離。

ARTBA還報導,全美有46000多座橋梁是存在「嚴重結構缺陷」的病害橋,但每天依然要肩負1.8億次車流量。ARTBA的首席經濟學家Alison Black表示,需儘快完成修繕的橋梁有8萬座(嚴重結構缺陷+部分中度結構缺陷),但只有1/3的州際公路橋梁(18177座)完成了修繕工程的報批審核,還有大量的橋梁需要實地評估並制定修繕計劃。

圖1 全美公路橋梁總數62.5萬座

據估計,美國23.1萬座「結構缺陷」橋梁的總維修費用將近1640億美元,若只考慮需要緊急修復的8萬座橋梁,也至少需要800億美元。

在這份報告出爐之際,美國國會和川普政府正忙於應對COVID-19的疫情。ARTBA對交通基建的前景表示樂觀,只要疫情減輕,加上基建投資法案通過,8萬座橋梁的修繕工作就會快速展開,而強勁的交通基礎設施投資也將為美國工商業帶來全面而深遠的利益。

截至2019年底,存在「結構缺陷」橋梁比例最嚴重的州分別是:羅德島州(22.3%)、西維吉尼亞州(21%)、愛荷華州(19%)、南達科塔州(17%)、賓夕法尼亞州(15.3%)、路易斯安那州(13.2%)、緬因州(12.8%)、波多黎各(12.3%)、密西根(10.8%)、北達科他州(10.7%)。

從絕對存量上看,存在「結構缺陷」橋梁數量最大的州依次是:愛荷華州(4575座橋梁)、賓夕法尼亞州(3501)、伊利諾州(2407)、俄克拉何馬州(2352)、密蘇裡州(2147)、加州(1797)、紐約州(1745)、北卡羅來納州(1714)、路易斯安那州(1701)、西維吉尼亞州(1531)。

圖2 美國各州「結構缺陷」橋梁數量(單位:座)

密西西比州——D+

密西西比州在2020年基礎設施報告中獲得了一個糟糕的D+。該報告強調,龍捲風、洪水、颶風、乾旱等惡劣天氣事件,給該州的基礎設施帶來了巨大的壓力。此外,該州的基礎設施正在老化,有些超過了使用壽命,不僅影響了密西西比州居民的生活質量,也抑制了經濟增長。

自2018年以來,在密西西比州的17072座橋梁中,已經有400多座木樁橋對公眾關閉,原因是FHWA認為,這些橋梁結構不安全,而且沒有得到充分的檢查。這一問題幾乎影響到該州的每個縣。2018年,該州橋梁被評為D-,有1603座(9.4%)存在結構缺陷,超過了同年全美的平均值(7.6%)。

同樣,在報告中,該州的道路等級也是D-,近40%的主要城市道路狀況較差。由於道路狀況不佳,普通駕車者要額外花費820美元用於車輛維修和運營成本。此外,該州2018年的交通事故死亡率也是全美最高的。

相比之下,密西西比州的港口和鐵路處於相當良好的狀態,均被評為B-。在過去的10年裡,該州與鐵路有關的事故減少了一半。此外,該州的鐵路系統相當有彈性,也有足夠的能力來支持更高水平的列車運行。

羅德島州——C-

在2020年發布的報告中,羅得島州的基礎設施被評為C-,其中橋梁為D-、公路為D、鐵路為B-、港口為C-。

自從羅德島州提出2030年前100%使用可再生能源的倡議以來,能源基礎設施在該州獲得了很大的關注。羅德島州是美國第一個海上風電場所在地,並且還將有更多的風電廠陸續建成。然而,大多數羅德島居民冬季取暖依然依賴天然氣。該州44%的天然氣管道使用年限超過50年,需要維護和升級。

羅德島州可再生能源的倡議得到了港口和鐵路部門的支持。鐵路是連接其港口和海上風電場的重要紐帶。近年來,羅德島州已經看到了高速鐵路、通勤服務、貨運線路振興的希望。該州的鐵路基礎設施完全可以應對日益增長的乘客需求。

相比之下,羅德島州的地面運輸系統急需完善,其橋梁和公路的評分也最低。2019年,在羅德島州的779座橋梁中,有22%被認為存在「結構缺陷」,117座橋梁限制荷載。此外,羅德島州的農村公路狀況較差,在全美排名最後。由於長期維護投入不足,加上冬季使用除冰劑造成的影響,羅德島州的路網質量加速下降。

氣候變化和海平面上升是該州的主要問題。預計到2100年,該州的海平面將上升10英尺,這將威脅到所有的基礎設施。為此,報告除了建議該州繼續重視橋梁的維修加固以外,還應繼續制定應對自然災害和人為極端事件的基礎設施恢復計劃。將氣候變化(海平面上升、極端風暴事件)的影響納入各類基礎設施的設計、運營、維護和擴建,以提高其復原力。

科羅拉多州——C-

科羅拉多州的道路和橋梁狀況好於全國平均水平,但隨著人口的增長,用於基礎設施現代化的資金已經捉襟見肘。

總體而言,自2010年以來,科羅拉多州的交通網絡出現了積極的轉變,但由於老化、環境因素和缺乏投資,該州的基礎設施未來仍然面臨著挑戰。

科羅拉多州的橋梁等級為C+,高於全美平均水平。其8786座橋梁中,5.4%的橋梁存在結構缺陷,但有15.4%的橋梁需要維修,估計費用超過6.8億美元。凍融、落石和衝刷等環境危害增加了橋梁老化的速度,使其難以抵禦這些威脅。

由於海拔變化等地形因素,基礎設施的維護費用是科羅拉多州面對的一項巨大挑戰。目前,該州44%的道路狀況良好,高於全國的平均水平(28%)。在過去的10年裡,科羅拉多州的交通部門和運輸機構在改善地面運輸網絡方面,提供的資金有限。因此,該州未來的道路狀況還不確定。

報告建議科羅拉多州在預算中優先考慮基礎設施,這將有助於完善州地區的交通網,加強經濟聯繫,緩解人口迅速增長帶來的挑戰。同時,加強交通和多式聯運的規劃,並給予資金支持,創造可行的交通替代方案,以解決交通擁堵和汙染問題,特別是在大都市地區。

馬裡蘭州——C

馬裡蘭州的基礎設施在過去幾年中確實有所改善,尤其是公路和橋梁的狀況好於全國平均水平。然而,這些基礎設施仍然面臨城市人口增長和自身老化的挑戰。

此次報告中,馬裡蘭州的基礎設施總體得分為C,除了公共運輸的評分最低(D+)外,其餘各項均與全美平均水平持平或高於平均水平。同時,報告指出,與美國的許多州一樣,馬裡蘭州同樣存在基礎設施老化和過時的問題,需要進行投資加以改善。例如其交通基礎設施面臨著20億美元的維修需求。

另一方面,馬裡蘭州的橋梁評分為B。其5356座橋梁中,5.1%的橋梁被認為存在結構缺陷,好於2012年的近7%,且明顯好於全美平均水平(8.4%)。這是自2011年以來的一個進步。然而,該州25%的橋梁已服役超過60年,並且還要面對由於海平面上升所帶來的威脅。

馬裡蘭州的539座大壩需要給予格外的關注。在這些大壩中,約130座建於19世紀六七十年代,其中約45%被認為存在高風險或重大危險。2019年,據相關單位估計,修復並監管的這些大壩大約需要2.18億美元。

報告建議該州實施高風險水壩的修復工作,同時繼續進行戰略性基礎設施規劃,以適應未來人口和貨運量的增長,確保馬裡蘭州的吸引力和競爭力。此外,應將氣候變化和自然災害納入所有基礎設施的設計、運行、維護和擴展中,減少其對基礎設施造成的影響。

本文刊載 / 《橋隧產業》雜誌 2020年 10月刊 總第42期

資料來源 / 美國土木工程師學會(ASCE)官網

編譯 / 陳業愷 王碩

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