曹 鹏
(淮南市金盛公路工程有限责任公司,安徽 淮南 232000)
公路桥梁是公共道路交通的基础设施,当其建设完成时就会投入使用,但是基于公共道路交通的特点,投入使用的公路桥梁并非一次性消耗品,而是需要长期使用。若在使用过程中公路桥梁存在安全问题,比如承重结构漏洞,当多量重载车辆通过桥梁时就容易发生垮塌事故,从而导致道路中断,此类安全事故除了会对涉事车辆和司机造成损害外,还会影响公路正常的使用秩序。
施工管理、养护与加固维修是公路桥梁建设的不同阶段。施工管理发生在公路桥梁建设阶段,为的是建设高质量的公路桥梁工程。养护工作则是在桥梁使用期间为保证公路桥梁可以正常使用,对桥梁使用过程中的轻微病害进行修补,比如铺装层维修、防水漏洞等。
在公路桥梁建设完成之前,任何人都无法确认桥梁实际使用过程中的荷载情况,因此只能依据相应数据做出最大可能推断,而其中的数据收集和管理就是公路桥梁施工管理、养护与加固维修的工作的主要内容之一。
桥梁使用过程中最怕的一种情况就是桥梁上通过车辆荷载超过桥梁承重能力,这也是造成桥梁本身结构损坏的最重要人为因素。为了更好地对过往车辆以及桥梁使用情况进行评估需要对桥梁使用档案管理。在施工阶段,根据桥梁使用档案确定桥梁的可能荷载量,从而确定桥梁的设计荷载;在投入使用阶段,根据使用档案及检查情况,确定养护周期和养护内容;在维修或加固阶段,根据使用档案和实际情况确定加固维修的必要性等。此外,公路桥梁养护管理单位还应当对桥梁进行经常性、定期及特殊检查。其中定期和特殊检查建议委托有相应资质及条件的单位进行。同时配备专职的桥梁工程师,制定突发事件应急预案和相关安全管理制度。桥梁养护管理应做到“一桥一档”,内容应该包括桥梁的基本情况、养护巡查检查记录、技术状况及维修加固等资料。
公路桥梁漏洞处理也是施工管理、养护与加固维修的重要工作内容。这里的漏洞更多的是指因环境因素或技术因素导致的公路桥梁结构、质量漏洞。施工管理中,通过选用性能较好的材料和较为科学的施工工艺可以最大限度降低工程漏洞的发生;养护阶段则是要定期对漏洞进行筛查,检查容易出现病害的结构部位,进行相应技术处理。
铺装层是桥梁直接承受行车荷载的结构,维修加固频率较高。在实际的公路桥梁维修加固作业中,多在混凝土铺装层中铺设钢筋网,增加整体性,将荷载的压强分散至桥梁的多个点,从而提高桥面刚度和稳定性。铺装层能够很好地保护桥面层,当铺装层破损较严重时,可以对其进行二次施工,将破损区域清除后进行新的混凝土浇筑,从而将破损区域修补和完善。
自然环境中存在大量的水汽会对公路桥梁土石结构产生水蚀作用,以及日光风化、风蚀作用等,公路桥梁在使用过程中会不断磨损,这种磨损会随着时间的推移而不断增加,同时这种磨损是不可避免的,至少现阶段的科学技术尚未发现或制造出暴露在自然环境中完全不受风蚀、风化、水蚀的材料。但是可以将复合材料加入公路桥梁结构中,以提高其抗腐蚀性,同时部分复合材料也有良好的韧性,加入桥梁结构后可以有效提高公路桥梁的韧性和荷载能力。
目前,较为常用的复合材料有碳纤维和玻璃纤维两种。这两种材料提取难度较低,也相对廉价,很适合在中大型土建工程中使用。
施工阶段,在桥梁建筑结构中加入此类复合材料,能够提高混凝土的强度和结构韧性,改变其受力能力。同时碳纤维材料可直接粘贴在混凝土结构表面,使用极为方便。
公路桥梁竣工后养护工作中,也可直接将碳纤维材料铺设在混凝土结构表面或铺设碳纤维保护层,也能直接对桥梁的荷载能力作出调整。同时养护阶段铺设碳纤维层可以减少桥梁构件在使用过程中的过分变形,一定程度上可以延长桥梁的使用年限。
在加固和维修工作中,复合材料的应用更加广泛。很多复合材料可直接代替水泥砂浆对桥梁裂缝进行填补,同时还能取得更好的加固与修补效果。
钢板加固是最简单粗暴的提高公路桥梁荷载能力、韧性和刚性的方法。最直接的方式就是在施工阶段,直接将钢板黏附于钢筋混凝土结构表面,让钢板和混凝土结构贴合在一起,从而提高原混凝土结构的强度与刚度。即使进行后期养护,将混凝土结构表面覆盖的钢板去除后重新铺设钢板的工作也较为简单,对技术的要求比较低。在诸多加固方法中,钢板加固是应用时间较长,相对的技术和工艺也较为成熟。钢板加固能够不改变原结构的尺寸和构造并广泛适用于多种土石结构中,因此在公路桥梁加固工作中应用较为广泛。但是具体使用过程中也有一些注意事项,比如做好钢板表面防护工作、定期检查钢板锈蚀情况等,同时选用钢板也应充分考虑钢板本身性能满足设计要求再使用。