牛军强
摘要:普通国省干线公路桥梁具有分布范围广、桥型复杂多样、质量参差不齐、桥梁多以及受季节性影响较大等特征,整体公路桥梁养护难度相对较大,需要通过科学规划,合理开展养护技术应用,以求达到最佳干线公路桥梁使用状态,促进地区交通事业以及经济发展,养护好公路桥梁是实现道路可持续发展的关键所在。通过对国省干线公路桥梁养护难点的分析,对国省干线公路桥梁养护技术展开深层次探究,针对养护提出优化性建议,为我国国省干线公路桥梁使用与发展提供理论支持。
关键词:养护任务;公路病害;桥梁养护;公路养护;国省干线
中图分类号:u455.7文献标志码:A
公路桥梁工程具有一定的使用寿命,但在繁重的交通及大量超载车辆通行下桥梁超负荷运行,重建轻养的观念依然存在,及自然环境、其他影响因素作用,桥梁使用寿命会出现不同程度变化,桥梁结构性能以及使用状态也会发生相应改变、如果没有得到妥善处理,会预埋下较大安全隐患,加速桥梁损坏的进程,缩短国省干线公路桥梁使用寿命。鉴于此,干线公路桥梁管养部门应加大对桥梁养护工作的重视,对各种养护技术展开分析与研究,通过对各种养护手段的合理运用,为干线公路桥梁的使用创造出更加优质、安全的环境。
1公路桥梁养护难点
国省干线养护难点主要体现在:(1)养护任务重。国省干线普遍存在里程长、范围广特征,为保证公路桥梁状态,需要对全里程展开经常性检查,整体养护任务极为繁重,桥梁养护专业人员少,加之干线公路车流量大,行车速度快,加大了日常养护危险性与难度。(2)桥梁病害较多且发展速度快。有些路段桥梁建设于二十世纪60-80年代,桥梁建设标准低,这类桥梁承载能力低,病害较多;有些桥梁由于建设时期受资金限制,技术水平不高,施工管理手段落后等因素因响,造成工程质量“先天不足”;严酷的自然环境因素,冬季防滑融雪剂对桥梁的侵蚀,环境污染的日益加重,繁重的交通量及大量超载车量的通行,养护不到位,水对桥梁的侵蚀等原因加速了桥梁病害的发展。(3)缺乏对桥梁养护工作的重视、专业养护人员少。养护单位普遍存在重视公路路面养护,对路面病害处治投入多,对桥梁确实影响安全的重大病害处治外,对一般性病害,如泄水孔、伸缩缝损坏,混凝土一般裂缝,桥梁的附属设施基本上很少维修,存在投入少的情况,养护桥梁的设备简单,技术人员大多都是兼职,對病害判断不清,维修不及时,方案不准确。(4)养护要求较高。高速、超载行驶的车辆对桥梁结构冲击力大,强调各种病害需要得到及时处理,且要展开预防性养护,养护要求水平相对较高。(5)季节性病害过多。由于季节性影响因素对桥梁各性能影响相对较大,所以公路桥梁很容易会出现各种季节性病害,像春夏季容易出现沥青桥面坑槽,车辙等病害,秋季出现水毁,冬季容易出现裂缝,除雪剂消融对混凝土的腐蚀等,直接加大了养护任务艰巨程度,所以需要做出科学养护规划与安排。
2普通国省干线公路桥梁养护技术
2.1桥梁部分
2.1.1桥梁检查
桥梁检查是后续养护方案制定主要依据,是保证养护方案制定效果的关键所在。桥梁检查包括经常性检查、定期检查和专项检查,通过经常性检查,及时了解桥面设施、上部、下部构造及其附属设施的技术状况和各构件的使用状况,掌握病害发展情况。定期检查,为评定桥梁的使用功能,为桥梁养护维修计划提供基本数据,对桥梁主要承重构件及其附属设施技术状况进行全面检查,为桥梁管理养护系统维护提供结构技术状况的动态数据。专项检查,对定期检查中发现难以确定病害原因的应进行专项检查,通过专项检查确定桥梁的技术状况,为制定采取切实、有效的加固处理方案提供可靠依据。通过各种检查,对所检查的桥梁建立档案或数据库,以便对比桥梁各个运营时期的变化情况,及时了解掌握桥梁动态管理数据,并根据各组构件的现状及所占的权重对桥梁技术状况进行分类评定,制定相应的管理养护对策,对病害严重的桥梁实施桥梁病害监控,及时提出加固处理措施。
在检查过程中,需要做好检查:(1)结构尺寸检测。通过对钢尺以及特定测定仪器的使用,对桥梁实际结构尺寸展开测量,结合设计资料确定尺寸符合设计要求,及时发现问题所在。(2)相关资料收集情况检查。资料收集是养护工作开展基础与关键,需要引起养护团队足够重视,要在展开养护施工以及检查之前,应及时收集桥梁的有关技术资料,包括计算书、竣工图、材料试验报告、施工记录、验收资料等,详细了解桥梁交付使用前的概况,以便对桥梁基本情况展开精准掌握。(3)结构缺陷检测。该部分检测主要包括混凝土外观质量检测、结构裂缝情况检测以及结构变形情况检测三部分内容,在完成检测后,需要展开资料汇总,形成书面材料,以供后续养护使用。(4)结构性能检测。性能检测以钢筋强度检测、混凝土强度检测等内容为主,在检测过程中,会通过对超声波脉冲以及回弹仪(见图1)的运用,确定各部分混凝土强度情况。
根据检查结果进行分类评价:评定为一类的桥梁需进行正常保养,二类桥梁实施小修保养,三类桥中修维护,四类桥梁需进行大修或改造,并进行限载、限速等交通管制,五类桥梁改建或重建,及时封闭交通。
2.1.2日常养护措施
对于一、二类桥梁应根据《桥梁养护规范》有关规定加强日常养护和巡查工作,按照规定的频次对桥梁进行保洁,及时疏通伸缩缝及泄水孔堵塞,清除桥面积水积雪,修复桥面坑槽,保持支座良好的工作状态,针对不同季节对桥梁采取相应的养护措施,对于三类桥梁除加强对病害的观察外,还要采取限行提示和措施,通过专项检测制定维修方案,争取资金维修,恢复桥梁的使用功能。
2.1.3危桥改造、重建
对于评定为四、五类的桥梁,主要承重构件基本失去承重或使用功能,直接应影安全时,则可判定其是危桥。当桥梁出现危桥特征后,其结构稳定性、耐久性以及其他基础性性能均会出现不同程度下降,存在较大安全隐患。为避免出现重大安全事故,需要在确定危桥之后,及时对其展开重建或者改造处理。为保证重建、改造质量,施工单位需要按照相应规定,科学展开工程监督以及指标,做好施工操作以及施工材料质量把控,以便达到预期处理效果。
2.1.4混凝土结构加固
实施混凝土结构加固处理过程中:一方面,如果混凝土损坏面积较小,需要对表面破损混凝土展开清理,直至露出完好混凝土后再展开后续处理,但若损坏面积相对较大,则可借助高速射水手段,做好清理施工,并要通过对粘结材料的运用,在表面展开封涂施工;另一方面,在对钢筋腐蚀问题进行处理时,需要先展开破损混凝土清除,再对钢筋腐蚀部分展开处理,且要展开粘结剂涂抹。如果破损面积较大且深度较深,则要通过气动、手工相结合方式,完成缺陷部分清除施工,展开缺陷部分修补,做好结构加固。
2.1.5桥面铺装层施工
实施桥面铺装层施工具有多方面优势:(1)避免车轮对桥面形成直接磨耗;(2)做好桥梁上部结构保护;(3)保证桥面行驶平顺程度,提高车辆行驶舒适性;(4)降低冰雪、雨水对上部结构的侵蚀;(5)减小季节温度变化对于桥梁的影响等。在具体进行桥面铺装层设置过程中,需要先展开桥面基本情况调查,确定损伤具体程度、位置以及类型,进而按照调查结果展开相应铺装层设置,保证铺装层作用发挥效果。在进行水泥混凝土铺装施工时,不仅要对原有铺装实施全面翻修,同时还要展开沥青料修补,应运用翻修、应急修补以及表面处理等手段,达到设计规划各项要求。
2.1.6墩台基础加固
实施墩台基础加固时,需要先对墩台基础展开检修。如果在维修过程中发现存在水深超过3m的状况,应及时对局部损害展开处理,但若墩台水深保持在3m以下,则要运用套箱手段,展开相应修补。在进行基础加固过程中,可运用增补混凝土手段,拓展原有地基底部面积。而在进行墩台主体加固操作时,需要做好钢筋混凝土運用,应在墩台上、中、下三部分科学展开三道围带设置,保证墩台主体加固质量。
2.2桥梁预防性养护
2.2.1桥梁预防性养护基础及原则
桥梁的预防性养护是通过检查发现有些轻微病害,或者如果不采取必要措施将会发展成病害的构件提前进行预防处理。(1)把握正确的养护时期,准确把握养护时机直接影响养护的效果与质量。了解桥梁的整体结构与功能特性,明确容易发生隐患的结构部分,以及功能特性失效时间,选择合理的预防性养护时机,在结构构件还没有出现病害的情况下及时采取措施预防,一旦病害发生或扩展,预防性养护就失去了作用。(2)注重调查与科学评价。预防性养护技术的应用应结合桥梁管理养护系统,注重检测、调查环节,利用各种检测手段加强对桥梁的监测,经常性对桥梁进行安全检查,实时监控桥梁主要构件的变化,收集与分析数据,科学评价桥梁的各项功能指标,加强桥梁构件安全的预警工作,提高预防性养护水平。
预防性养护应积极探索使用新技术,新材料和新工艺,预防性养护是一种主动养护手段,有别于传统被动养护维修方式。通过对桥梁的每个构件进行细致的安全隐患排查,发现隐患与问题应第一时间解决,减少公路桥梁的使用损耗,延长桥梁使用寿命,降低桥梁养护成本,保证桥梁安全。
2.2.2桥梁日常养护与小修的预防性养护
桥梁养护应做好桥梁的日常养护与小型维修工作,加强日常巡查,发现泄水孔、伸缩缝堵塞及时疏通,桥面积水积雪及时清除,针对不同程度的小型问题,第一时间前往现场进行维修。建立桥梁养护挡案制度,一桥一挡案,制定小修养护计划,做到一桥一方案,方案制定应从桥梁的实际状况出发,制定科学合理的周期性养护守则,在经济成本与技术特点符合要求的情况下,实行养护与维修工作。
2.2.3桥梁年度预防性养护计划
在做好日常养护和小修工作的同时,还应制定中修、大修的计划,大中修是保证桥梁保持良好状况的关键,在制定年度大中修养护方案时,应优先考虑应用预防性养护手段,在实现大型养护过程中,除安排大中修外,对可能存在或发展的问题一并进行预防性处治。
2.2.4现阶段桥梁预防性养护的一些方法
预防性养护实施影响因素包括:材料的选择、桥面使用功能综合质量,预防性养护最佳时间选择和最佳解决方案的选取,在实行完预防性养后,效果评价和技术总结。
(1)桥梁雾封层技术
雾封层是桥面早期的养护手段之一,其性价比较高,养护效果较为明显。雾封层主要是防止桥梁路面裂缝的形成,稳定和补充桥梁路面因使用磨损缺少的材料,有效恢复路面功能,对轻微的损坏具有一定的修复作用。雾封层技术的经济成本远低于其他养护措施的成本,对于轻度裂缝与疲劳裂缝的路面,可采用稀浆封层技术。
(2)混凝土结构的裂缝处治
公路桥梁混凝土裂缝如不及时处理,空气及水汽进于混凝土结构内容易造成钢筋锈蚀和混凝土碳化,裂缝处治应在春秋两季进行,春秋两季气温偏低裂缝尚未完全闭合与张开,是处治裂缝的最好时机,有利于填充材料的充分融合。混凝土裂缝分为工作裂缝与非工作裂缝,工作裂缝多为横向裂缝,非工作裂缝多为斜向裂缝,对于宽度小于0.15mm的裂缝,进行缝闭即可,对于大于0.15mm的裂缝应进行注浆处理。
(3)微表处技术
微表处技术是将集料、水、矿粉、乳化沥青等原料按照一定比例均匀混合,并平摊在路面上。微表处作用主要是填充路面上的微小缝隙,防治雨水进入路面造成更大的路面病害,延缓路面老化。对温缩裂缝比较严重的路面和提高桥路抗滑性能使用微表处效果较好。
3养护施工优化建议
3.1添加二类工区
为保证病害处理及时性,提升公路桥梁养护应急能力,有关部门需要做好二类工区设置规划,应按照国省干线分布情况,按照分片区原则展开工区设置,确保所有片区一般病害均能得到妥善处理,养护工作开展效率可以得到有效提升。同时增加二类工区,也可有效缩短病害处理车程,能够实现对养护成本的有效控制。
3.2增强安全生产培训、监督力度
为妥善解决干线交通流量大等维护难点问题,做好现场养护人员保护,避免出现人员伤亡事故,养护部门需要组织人员做好生产培训与监督。一方面,通过安全教育帮助人员掌握基本养护防范常识,学习基本自保方式,并养成良好安全意识,自动佩戴安全帽等安全防护产品,做好安全设施设置,保证车辆行驶以及自己安全均可得到有效保护;另一方面,纠正人员错误操作,保证安全维护操作规范性,并设置健全监督机制以及监督方案,以为养护工作顺利开展提供可靠保障。
3.3应用新材料新技术
现代养护技术发展极陕,技术以及相关设备更新换代速度较快。在此环境中,养护部门需要顺应时代发展变化,做好新技术以及新材料引进,及时展开养护模式创新,以便以创新为驱动力,成功推动养护技术良性化发展,保证养护工作可以真正满足现代公路桥梁使用维护各项要求,进而为干线使用创造出更多有利条件。
3.4提升养护团队实力
作为养护工作开展执行者与掌握者,养护团队能力水平直接影响养护质量。因此需要做好养护团队实力强化以及专业能力训练,定期组织人员展开专业技能学习,考核技能操作,有效带动人员学习热情,保证人员学习认真程度,为公路桥梁养护提供人力资源支持。
4结束语
鉴于公路桥梁养护重要性,养护部门需要不断加强对养护技术及其具体应用的研究力度。应在明确国省干线公路桥梁特点与养护难点的基础上,结合具体公路段环境,展开养护技术应用方案编制,做好桥梁检查、墩台加固以及混凝土加固等处理,确保公路、桥梁各部分潜在问题以及存在病害可以得到有效修复,及时回复到理想状态,进而达到最佳干线养护效果,实现对干线公路桥梁使用的科学保护。