公路桥梁养护管理及危桥改造.pdf

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2023-04-23作者简介：崔荣杰（1989），男，山西长治人，从事高速公路养护管理及工程技术工作。公路桥梁养护管理及危桥改造崔荣杰（山西交通控股集团有限公司中部高速公路分公司，山西 太原 030000）摘要：为有效提升公路桥梁养护管理技术水平，保证公路桥梁安全稳定运营，对公路桥梁养护管理及危桥改造进行了综合探究，分析了公路桥梁养护管理工作中存在的问题，提出了科学有效的解决措施，并总结了公路桥梁工程维修改造技术及施工技术要点。关键词：公路桥梁项目；养护管理；维修改造中图分类号：U449.7文献标识码：B0 引言近年来，随着交通量的日益增大，部分现役公路桥梁工程在行车荷载及外界环境因素的共同作用下，表面产生裂缝、坑槽等质量病害，严重影响车辆运行安全，缩短道路使用年限。同时，由于养护管理不到位，病害持续发展将危及结构安全，最终形成危桥。为此，本文将对公路桥梁养护管理及危桥改造进行分析。1 公路桥梁养护管理存在的问题由于区域经济水平限制，部分地区公路桥梁养护管理体制不健全，存在诸多问题：1）未开展公路桥梁养护工作；2）基础设施不到位，如养护管理资料不全，缺少技术性能测试；3）质量病害处理不及时；4）危桥改造、维修经费不足，未建立科学有效的管理制度；5）公路桥梁养护资金不足，导致先进技术、工艺得不到应用，造成养护管理水平低下；6）桥梁结构附属设施产生质量缺陷后，未及时进行修复处理，增大使用风险。2 公路桥梁养护管理的有效措施2.1 编制专项公路桥梁病害养护方案公路桥梁病害形式不同，所造成的影响也存在显著差异，如桥梁裂缝会导致路面强度下降，承载力不足；坑槽会造成桥梁表面平整度下降，影响行车稳定性、舒适性；护栏锈蚀会造成桥梁防护设施失效，增大交通安全风险。因此，应根据桥梁具体病害形式，采取针对性养护措施，最大限度地提升养护质量。公路桥梁养护前，管养部门应进行实地勘查，全面了解桥梁病害形式、严重程度，并分析形成原因，根据实际调查结果科学制定养护方案，有效提升养护管理效果。例如对于桥梁结构开裂、坑槽等质量病害可实施补强加固，先将病害部位石屑、杂物彻底清理干净，并清除钢筋表面锈蚀，然后进行表面修复。对于结构老化破坏，可采取局部更换或补强加固等方式进行维护。2.2 加强预防性养护工作根据工程实践经验，桥梁工程支座、护栏损坏及表面坑槽、裂缝等质量缺陷在初期实施修复处理，能有效降低病害影响，避免病害发展形成更为严重的结构病害。因此，公路桥梁管养部门应加强预防性养护，定期对桥梁使用状况及运营状态实施检查，及时发现潜在质量缺陷，以便尽早采取防治措施，保证桥梁使用性能。2.3 加强日常检查和保养工作公路桥梁养护应结合工程具体状况，采取合适的养护措施：1）道路桥梁管养部门应加强日常巡查，针对公路桥梁表面积水、裂缝、墩台损坏情况等进行全面检查，并详细记录病害情况，以便及时采取养护措施。公路桥梁应每日检查一次，并将养护部位、时间、方式等情况记录清晰；2）养护施工时，应采取必要的交通管制措施，确保养护安全；3）对管养人员实施动态管控，加强施工过程控制，采取规范化、精细化管理，提高管养质量与效率。2.4 提升养护技术水平传统公路桥梁养护方式存在较大局限性，难以实145总662期2023年第32期（11月 中）现对公路桥梁病害的全面覆盖，无法满足实际养护需求。为保证公路桥梁养护质量与效率，应结合类似工程养护经验，利用计算机技术、智能化控制技术等先进技术手段建立科学有效的路桥管养模式，实现管养工作的智能化、信息化。具体做法如下：1）以信息化检测手段代替传统人工检查，通过在桥梁上方设置病害监测仪器，实现对桥梁工作状况的动态监测，并将监测结果实时反馈至管养系统，以便管养人员及时了解桥梁质量状况，有效提升管养工作效率，降低现场巡查安全风险；2）采用人工智能系统构建桥梁养护模型，根据模型及传感器收集到的相关数据，对桥梁运营状况实施综合分析，判断桥梁运营是否正常；3）相关信息采集完成后，自动生成检测报告，若存在质量病害及时通知管养部门进行处治。2.5 建立长效的公路桥梁养护制度公路桥梁工程养护工作的工序复杂、影响因素较多，如技术因素、环境因素等均会影响养护效果。传统公路桥梁管养模式存在诸多不足之处。为有效提升公路养护水平与效率，应建立长效的养护制度，具体内容如下：1）科学分工，明确权责，建立有效的奖惩机制，切实提高养护工作成效。将管养部门划分为若干小组，科学分配各小组养护任务，养护工作结束后对各小组工作状况进行评价，对于养护效果较好的小组给予一定的奖励；对于养护效果不理想的小组应查找原因，追究相关人员责任；2）根据管养制度建立科学有效的公路桥梁养护计划，规范养护流程，调整养护周期，采用针对性养护技术开展养护工作，最大限度地保证养护质量与效率；3）定期开展公路桥梁养护成果报告，总结养护工作经验与教训，明确养护任务完成情况及存在的不足，并采取针对性措施进行改进。3 养护阶段常见维修改造技术3.1 体外预应力加固体外预应力加固作为危桥改造最常用的加固技术，主要技术原理是在桥梁外部设置预应力钢筋，形成反向应力作用，抵消部分结构内力，有效弥补桥梁承载力不足的缺陷，从而显著增强结构强度，改善结构受力，主要适用于跨度较小的箱梁桥加固。某桥梁工程上部结构装配式简支空心板横向联系不足，可采用体外预应力加固技术进行加固处理，即主要通过设置横向预应力束增强空心板横向刚度，具体加固方案及锚固体系如图1、图2所示。结合同类工程危桥改造实践经验，采用体外预应力加固技术能有效提升桥梁结构承载性能，增幅高达30%40%；该技术操作较为简便，不会对桥梁结构造成破坏，具有较强的可行性。危桥改造施工时应结合桥梁具体状况，科学运用体外预应力加固技术，其中预应力张拉环节主要涉及纵向张拉、横向张拉及竖向张拉等。3.2 增大截面加固增大截面加固技术是通过增大桥梁结构截面积或增设钢筋来增强桥梁结构强度、刚度、稳定性，主要用于受压构件、受弯构件、桥梁墩柱、桥拱下部等部位的补强加固。如某双曲拱桥主拱圈部位存在较多纵向裂缝，最大缝宽为0.5 mm，拱肋、拱波结合处混凝土表面产生脱落、渗漏水等现象；桥孔顶部两侧9 m范围内及横系梁部位均存在裂缝。结合该拱桥病害实际情况，拟采用增大截面加固技术对主拱圈实施加固处理，具体方案为：将桥梁横系梁截面尺寸由 1.27 m0.28 m0.29 m 增大至 1.27 m0.28 m0.61 m，然后结合该桥梁受力状态，其外部荷载作用主要集中于主拱圈部位，从而造成主拱圈开裂，梁底纵向粘贴钢板条梁底横向粘贴钢板条横向预应力束空心板腹板挡块5 cm图1 空心板横向体外预应力加固方案体外束穿孔代表锚固螺栓3010101010649026N2N4N1图2 空心板横向体外预应力钢束锚固体系单位：cm146交通世界TRANSPOWORLD为有效提高拱圈承载能力，采取模筑混凝土加固方案，即在拱肋及周围增设钢筋实施补强加固，采用移动式模架灌注C40钢筋混凝土衬砌，混凝土厚度150mm，有效增强拱圈强度、刚度、稳定性。主拱圈加固设计图如图3所示。3.3 封缝灌浆加固该加固方法主要通过高压注浆泵向桥梁裂缝中注射水泥环氧树脂浆液，利用浆液固结作用封闭结构裂缝，使桥梁结构形成整体，从而有效增强承载性能，提高抗渗、抗水损能力。该加固方式主要针对裂缝宽度超过0.25 mm的桥梁裂缝加固，施工简便高效、成本较低，效果显著。封缝灌浆加固施工流程如下：1）灌缝前对裂缝周围进行清理，将表面杂物、灰尘、油污清除干净，保证裂缝周围洁净、干燥；2）清理完毕后，根据裂缝实际情况合理布设注浆孔、排气孔位置，并进行钻孔施工，每条裂缝不得少于1个注浆孔和排气孔；3）全面清洗压浆嘴底板，确保表面洁净，实现与注浆孔紧密接触，并且科学控制压浆嘴间距，通常在2050 cm，沿裂缝发展方向涂刷环氧树脂，对裂缝实施密封处理；4）密封处理后，采用气密性试验对密封效果实施检测，若达不到标准要求，应实施二次密封处理；5）从注浆孔向裂缝内部注入水泥环氧树脂浆液，待浆液由孔口溢出时停止注浆作业。3.4 粘贴钢板条补强粘贴钢板条加固技术是一种新型桥梁加固技术，主要通过在桥梁裂缝位置粘贴高强钢板条，与既有桥梁结构形成新的复合结构体系，实现增强桥梁结构强度和提高稳定性的目的。如某长度为100 m的预应力混凝土连续梁，底板及腹板位置存在较多裂缝，缝宽超过0.2 mm，根据此种病害形式，拟采用封缝灌浆+粘贴钢板条组合加固方案，先对裂缝进行灌浆加固处理，然后在裂缝部位粘贴钢板条；本工程采用钢板条补强加固方案，钢板条长度为2 m、宽度8 cm、厚度8 mm，采用螺栓将钢板固定在桥梁裂缝部位，并采用环氧树脂进行满粘；若腹板位置裂缝较多，应根据实际情况科学调整钢板条尺寸，以超出外侧裂缝0.5 m为标准设置，确保钢板覆盖所有裂缝，增强加固效果。4 结束语公路桥梁是重要的交通基础设施。积极开展公路桥梁养护管理工作，能有效改善公路桥梁使用性能，提高桥梁运营能力，延长使用寿命。因此，公路桥梁养护管理时，应编制专项公路桥梁病害养护方案，加强预防性养护及日常巡查工作，并建立长效的公路桥梁养护制度，确保公路桥梁养护管理的科学性、有效性。参考文献：1 杨杰.精细化管理在公路桥梁养护管理工作中的应用J.中国高新科技，2022，129（21）：98-99.2 张鑫.GIS+BIM技术在营运高速公路桥梁养护管理中的作用分析J.工程建设与设计，2023，495（1）：141-143.3 王彩虹.公路桥梁养护管理及危桥加固改造技术分析J.运输经理世界，2020（17）：102-103.4 杨蓉.公路桥梁养护管理及危桥加固改造技术探讨J.住宅与房地产，2019（34）：190.5 刘秋松.公路桥梁养护管理及危桥加固改造技术研究J.四川建材，2018，44（8）：180-181.10 cm厚现浇C30混凝土10 cm厚现浇C30混凝土15 cm厚C40模筑钢混凝土桥跨中心线4 500/2300图3 主拱圈加固设计图（a）1/2纵断面加固设计示意图单位：cm6 cm厚C40模筑钢混凝土116760/255556桥面中心线（b）拱上建筑加固设计示意图147