庐铜高速“十二五”桥梁预防性养护技术

周海波 高明 肖大维 刘陶

1安徽交控集团庐江高速公路管理有限公司 安徽合肥 231500；

2武汉二航路桥特种工程有限责任公司 湖北武汉 430063

摘要：以庐铜高速公路桥梁各结构构件病害作为研究对象，系统分析了庐铜高速公路自通车以来桥梁所出现的问题，并通过具体问题提出相应的预防性养护措施，以实际的预防性养护效果为依据为同类型的桥梁预防性养护提供建议。

关键词：预防性；养护；桥梁；建议；时机判断

桥梁的预防性养护是为了防止桥梁病害的发生和延迟桥梁轻微病害的进一步扩展，以减缓桥梁病害发展速度、延长桥梁使用寿命为目的的养护作业[1][2]。它是一种周期性的强制保养措施，它并不考慮桥梁是否已经有了某种损坏，而是通过采用先进的检测技术努力拓宽人们对于桥梁早期病害的认识空间，提前发现桥梁隐藏的隐形病害的存在，并施以正确的预防性养护措施，其核心是要求采用最佳成本效益的养护措施，强调养护管理的计划性、及时性、超前性。

1.概述

1.1工程概况

庐铜高速公路全长73.206km，沥青混凝土路面，共有桥梁118座（主线桥79座，跨线桥39座），主线桥总长18686.08m（单幅）：其中特大桥2座，计长12692.2m（单幅）；大桥4座，计长1002.88m（单幅）；中桥17座，计长1110.8m（单幅）；小桥58座，计长1333.49m（单幅）。跨线桥37座，计长2546.71m。庐铜高速公路北接合安高速公路（沪蓉国道主干线），南连沿江、铜汤高速公路，是经合肥通往黄山的最快捷的通道。

1.2庐铜高速公路预防性养护概况

庐铜高速公路于2004年12月底建成，2005年1月9日正式通车。经过4年多的通车运营后于2009年将庐铜高速公路桥梁作为一个标段进行专业化养护。在专业化养护期间部分桥梁出现了裂缝、桥台渗水、梁底板网裂范碱擦痕麻面污垢、空心板梁渗水等现象，这些病害虽然在短期内不会影响桥梁结构安全，但从长期观察，这些病害将会逐步发展扩大，对桥梁构件进行侵蚀，而且表观现象不明显且不易察觉，后期带来的安全隐患非常重大，同时也将会加大后期的养护工程量和养护费用。为保证庐铜高速公路全线桥梁能够长期安全运营，延长使用寿命，减少桥梁后期大中修几率以及维修成本，遂对全线桥梁做相应的预防性养护措施，并根据预防性养护的长期检查记录结果对全线桥梁技术状况进行综合评估。

1.3桥梁预防性养护目的和内容

桥梁的预防性养护目的是通过对桥梁进行预防性养护，达到延长桥梁使用寿命，降低桥梁养护成本，保证桥梁安全、平稳运行[3]。

桥梁预防性养护的内容包括：日常桥梁状况调查、预防性养护方案编制、预防性养护实施、预防性养护效果评价、养护资料归档。

2.桥梁预防性养护技术实施

2.1全面、持续掌握桥梁结构状态

预防性养护需要以完善的检查机制和先进的检测手段做基础，才能够全面、持续的掌握桥梁结构状态，为判断养护时机和选择养护方法提供依据。

完善的检查机制能够提供桥梁状况的完整记录，能够完整反映出桥梁在使用过程中结构状况的变化和病害的发展程度[4]，为分析判断桥梁病害原因和研究有针对性的养护对策提供了有力的依据。

先进的检测手段效率高，能保证检测数据的精度和科学性，处理数据、信息的能力也大大提高。所以应十分重视高速公路桥梁的检测效率和质量，重视已开发和应用的集成检测技术。

2.2建立健全桥梁数据档案

通过建立健全桥梁养护管理系统数据，能够对桥梁基础信息及检查、检测、维修保养等信息进行记录和统计分析，为快速、科学地进行养护决策提供了坚实基础[5]。同时，通过统一、规范的桥梁养护管理系统，也能够规范桥梁检查、检测内容和方法，统一桥梁技术状况评定标准，能够更加有效的反映桥梁现状，有利于桥梁管养单位做好桥梁养护管理工作。

2.3桥梁预防性养护时机判断

桥梁结构使用性能的衰减过程，是一个先慢后快的过程[6]，这个过程类似于钢筋极限抗拉强度试验中钢筋应变的发展过程。如图1所示，在桥梁结构使用性能缓慢衰减的过程中，多次对桥梁结构进行预防性养护维修，可以减缓桥梁的退化，延长桥梁的使用寿命。

图1 时间-功能指标图

2.4庐铜高速桥梁病害分析及预防性养护处理

结合实际养护工作中庐铜高速公路桥梁的病害分析，在桥涵构造物养护维修中，部分预防性养护处理：

（1）混凝土的开裂主要是由于混凝土中拉应力超过了抗拉强度，或由于拉伸应变达到或超过了极限拉伸值而引起的。在内因上可能有原材料不佳、均匀性不好、配合比不优、水化热温、自身体积变化及其热学、力学性能达不到抗裂能力的要求[7]，有结构形式不合理，容易造成过大的应力集中，分缝分块不恰当，难以承载外界条件和荷载的影响等。在外因上可能有温度、湿度等环境变化，有基础、老混凝土的约束，有基础不均匀的沉降和外界荷载等[8]。

对于混凝土结构表面裂缝和缺陷，及时采取裂缝封闭、混凝土缺陷表面修补等处理措施，防止裂缝和缺陷扩展引起钢筋锈蚀等病害如图2所示；

（2）庐铜高速公路部分桥梁出现桥台渗水现象且部分桥梁渗水严重，经过长期仔

细的跟踪观察，发现渗水的主要原因是伸缩缝堵塞，橡胶条密封不严实，导致不能及时排出伸缩缝内积水，使积水渗入桥台侵蚀混凝土。

对于伸缩缝与泄水孔的堵塞，及时进行清理，以防连锁性破坏，并及时在伸缩缝两端加装伸缩缝Upvc排水管以达到及时排除积水的目的如图3所示。

图2 裂缝封闭 图3 伸缩缝Upvc排水管

（3）庐铜高速公路桥梁出现的普遍病害之一就是梁底细微网裂、露筋、麻面、泛碱、擦痕、污垢等如图4所示，虽然不直接影响桥梁的结构安全，但从长期跟踪观察的结果来看，这些轻微病害将会持续的扩大发展，也会影响到桥梁结构的耐久性，进而影响到桥梁的结构安全。

对于部分空心板底部麻面泛碱等较多的情况，采用渗透性涂装的方式，恢复结构耐久性，延长桥梁使用寿命，美化了桥梁的外观如图5所示。

图4 板底网裂、范碱 图5 桥梁渗透涂装

（4）在经常检查和定期检查中我们发现部分桥梁的钢筋混凝土空心板梁出现潮湿、渗水等现象。如梁体长期处于潮湿、渗水状态，将会对混凝土的侵蚀钢筋或预应力筋的锈蚀产生严重的影响。引起潮湿、渗水的原因有温度差的因素和桥面渗水等，当温度高时空心板梁内产生水蒸气，温度低时水蒸气凝结成水对桥梁进行侵蚀。

为达到空心板梁排水的目的，在不影响空心板梁结构安全的情况下，在每块梁端处设置两到三个直径1cm左右的排水孔以排除空心板内积水保证空心板梁始终处于干燥状态延长桥梁使用寿命，达到预防性养护目的如图6所示。

图6 空心板梁排水

上述桥梁预防性养护措施实际上也是在我们以往的桥梁养护工作中可能常用到的措施，但没有明确发展相应的预防性养护观念。实际上，我们认为桥梁的预防性养护是一种养护理念及实施这一理念的一整套养护策略。因此，它并不是以预防性养护技术为核心，而是以其实现的一整套政策、体制、模式和运作方式为核心，技术只是最终的实现方式。

3.桥梁预防性养护成果分析

根据庐铜高速公路桥梁养护运行情况，“十二五”开始至今，庐铜高速公路桥梁预防性养护开展之前总计养护费用为597.68万元，其中大中修养护和专项养护维修费用总计为198.24万元；预防性养护费用开展之后总计养护费用570.55万元，其中大中修养护和专项养护维修费用总计为229.23万元，预防性养护费用93.08万元。庐铜高速公路桥梁最近四年的技术状况如下表：

庐铜高速公路桥梁技术状况统计表

从以上预防性养护工作开展前后的养护费用以及最近四年桥梁技术状况可对比看出，随着预防性养护的投入，庐铜高速公路桥梁总体养护费用有所减少，桥梁技术状况逐年提升，延缓了桥梁的大修周期，提高了桥梁的使用性能，同时也改善了桥梁外观。

4.桥梁预防性养护建议

虽然桥梁预防性养护在短期内看不到明显的效果，但从长远来看却能够防止桥梁病害的发生和延迟桥梁轻微病害的进一步扩展，减缓桥梁病害发展速度、延长桥梁使用寿命，并且可以有效的降低维修成本，经济和社会效益明显。

据相关统计，目前安徽省内公路桥梁已经建成3万余座，共有四五类危桥7千余座，危桥数量位居全国第六位。这些桥梁建成通车后就要进行日常养护维修，而多数桥梁建成年限超过数年或数十年，桥梁病害情况也是逐年增多。根据本次庐铜高速公路桥梁预防性养护的成果分析以及桥梁实际养护情况，宜尽早开展安徽省辖区内桥梁预防性养护工作。

5.结论

本文以庐铜高速公路桥梁各结构构件病害作为研究对象，从庐铜高速公路桥梁预防性养护开展前后的实际养护效果进行对比分析，并对桥梁预防性养护提供建议。

本文形成如下结论：

（1）总结了桥梁预防性养护技术的重要性，并为类似工程提供借鉴。

（2）得出了桥梁部分预防性养护方法，为其它类似工程的桥梁预防性养护提供参考。

（3）预防性养护对于降低桥梁维修成本，延长桥梁使用寿命，改善桥梁外观具有重要意义。

参考文献：

[1]JTG H11-2004，公路桥涵养护规范.

[2]《公路工程技术标准》（JTG B01—2003）

[3]2007，公路桥梁养护管理工作制度

[4]李学俊.开拓创新，促进公路养护生产力水平的提高。公路与汽运，2007.

[5]李学俊.公路养护机械化实现过程研究。湖南交通科技，2005.

[6]《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21—2011）

[7]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）

[8]《公路桥梁加固設计规范》（JTG/T J22—2008）

作者简介：

周海波（1963—），男，工程师，安徽泗县人，西安公路学院本科学士。