预防性养护在大跨径斜拉桥养护中的应用

刘 阳，章 超，唐启造

（中交二公局上海远通路桥工程有限公司，上海 201315）

1 预防性养护分析

1.1 预防性养护的特点

预防性养护具有以下特征：（1）计划性。虽然在桥梁工程中，预防性养护实施时桥梁并未出现病害，但是预防性养护同样具有明确的养护目标，其主要是为了延缓病害发生的时间，抑制病害的进一步扩展。因此，在桥梁工程中，相关人员需结合桥梁工程的运行与使用情况，制订切实可行的预防性养护方案。比如，在大跨径斜拉桥中，常常会出现构件涂层的脱落、裂缝等情况，为了减少这些病害的出现，需在预防性养护阶段制订有针对性的修复与处理措施[1-2]。（2）系统性。由于桥梁工程为大型工程项目，其在预防性养护过程中所包含的养护管理内容、对象相对较多，为了实现预防性养护的目标，相关部门需制订系统性的预防性养护方案，保障预防性养护的全面性，发挥预防性养护在延长桥梁使用寿命、发挥桥梁各方面效益方面的作用。（3）主动性。传统的养护多是在病害出现以后进行的养护，具有明显的滞后性。现阶段，随着养护管理理念的更新，预防性养护是一种事前的、持续性、主动性的养护。

1.2 预防性养护的价值

在桥梁工程中，预防性养护比传统的矫正性养护更有效果，其意义主要体现在如下方面：（1）有效延长了桥梁工程的使用寿命。如果在桥梁投入使用以后出现了各种质量、安全等问题，不仅会影响沿线交通的正常通行与使用，还会影响桥梁经济与社会效益的实现。而预防性养护属于一种常态化的桥梁维护手段，在一定程度上能够减少桥梁安全、质量问题的出现，延长桥梁的使用期限。（2）节约养护费用与成本。在桥梁的运营阶段，预防性养护是一种主动性的保障机制，能够降低桥梁病害等各类问题的发生概率。传统的养护是一种滞后的养护，在病害出现以后的养护处理难度相对较高，成本支出较大，而预防性养护属于前期的养护，处理难度较小，有利于节约养护成本，促进桥梁工程经济社会效益的实现[3]。

2 大跨径斜拉桥预防性检测工作

在大跨径斜拉桥的预防性养护中，检测是最为基础性的手段，只有做好了相应的检测工作，才能够及时发现病害，为后期养护方案的制订提供可靠的依据。

2.1 斜拉索系统

在大跨径斜拉桥的构成中，斜拉索系统是其中的重要组成部分。在预防性养护阶段的检测方面，对斜拉索系统的检测主要是进行护套、索体内钢丝、锚头的检测。在护套的检测方面，专业人员需分析护套是否存在龟裂、划痕凹坑、开裂、密封圈破损、积水与冷凝水现象。而在索体内钢丝的检测方面，主要是进行镀锌层锈蚀、钢丝锈蚀与孔蚀、断丝等的分析与判断。在锚头的检测方面，需进行锚头内外螺纹锈蚀、钢丝墩头锈蚀等的检查，由于锚头内的诸多构件都可能存在锈蚀现象，因此相关检测人员需对锚杯、螺帽、锚板、保护罩的锈蚀情况加以分析[4]。具体来说，专业人员需结合大跨径斜拉桥的结构特征、环境特征，遵循先易后难、先表观目检后深度检测的顺序。专业人员需首先将锚头打开，随后进行封锚密实性、防腐材料、积水情况的检查。如果在检测过程中发现锚头存在积水或者渗水现象，则检测人员需检查锚头是否存在锈蚀现象。如果确实存在锈蚀情况，需进行锈蚀程度的分析，检测钢丝墩头、螺纹的退化情况，进而根据相应的检查结果来分析锚头是否存在开裂、变形的风险，从而进行总体的病害评估与分析。

2.2 钢箱梁

钢箱梁的检测同样是大跨径斜拉桥预防性养护检测的重点。在实际的检测工作中，相关人员需重点进行涂层裂化、钢构件锈蚀、构件连接质量等的检测。在涂层的检查过程中，主要是对涂层缺陷、厚度与附着力加以检查。钢构件锈蚀情况的检查方面，需将重点放在锈蚀、孔蚀、缝隙锈蚀、应力锈蚀等锈蚀情况的检查方面。而在钢构件连接质量的检查方面，需分析焊缝是否存在质量缺陷，是否存在焊缝开裂、螺栓涂层锈蚀、连接缺陷等问题。通常情况下，涂层外观检测可以应用目测手段来进行，而厚度与附着力检测需借助于专业的涂层厚度仪、拉脱式附着力测定仪来完成。

2.3 索塔及塔墩

索塔与塔墩的检测方面，需重点把控涂层与混凝土是否存在劣化现象、是否存在混凝土裂缝。混凝土检测是重点，应着重对氯离子侵蚀、混凝土碳化、保护层厚度、钢筋锈蚀加以检查。而在混凝土裂缝的检查方面，主要是进行网状裂缝、表面龟裂、竖向与斜向裂缝等病害的检查。

3 大跨径斜拉桥的预防性养护策略

3.1 建立桥梁管理档案

大跨径斜拉桥的预防性养护工作具有一定的复杂性，在实际的工作中，只有做好了桥梁基础资料的收集与整理，才能够为后期的养护提供重要的依据。因此，前期的资料收集与整体是基础性的工作，在预防性养护中，桥梁管理档案的建立具有必要性。档案内容需包含以下方面：（1）桥梁工程基本的建设资料，主要是大跨径斜拉桥的各种技术参数、材料型号与类型、建设施工工序与施工要求；（2）桥梁病害的具体情况，主要是在大跨径斜拉桥投入使用以后病害出现的时间、类型、原因、不利影响、修复处理手段；（3）病害修复记录，主要是相关部门针对各种桥梁病害所采取的修复手段与技术、修复效果[5]。

在大跨径斜拉桥的预防性养护过程中，桥梁管理档案要不断随着桥梁使用年限的延长处于变更状态下，使档案系统内的各种数据资料更为全面与准确。完善的桥梁管理档案可以使相关部门能够利用各种档案信息来进行桥梁质量的评估，进而实现病害预警，为预防性养护工作的开展提供可靠的依据。在大跨径桥梁档案的建立上，相关部门需进行养护任务的详细划分，使得各个部门都能够做好相应的养护工作，养护单位工作职责如表1所示。

表1 养护单位工作职责表

3.2 掌握桥梁结构状态

在大跨径斜拉桥的预防性养护工作中，桥梁结构具有复杂性，且桥梁结构对桥梁稳定、安全运营有着至关重要的作用，因此，桥梁结构是预防性养护的重点。在预防性养护阶段，相关部门与人员需要积极掌握桥梁的结构状态，详细分析桥梁结构状态的具体变化。有关的养护管理部门需从以下方面来进行桥梁结构状态的了解：（1）组织层面。养护部门需建立完善的组织结构，对各部门的养护工作进行详细划分，构建分工明确的养护管理制度，将桥梁结构状态的监测工作交由监测部门与健康监测部门来负责，这些部门在日常的工作中，需加强对桥梁结构的动态监测。（2）技术层面。养护部门需加强对先进检测技术、手段的引入，使得在桥梁结构状态的监测方面，能够发挥检测技术、设备的重要作用，保障对桥梁结构状态把控的准确性。（3）制度层面。养护部门需与各部门加强沟通与配合，就大跨径斜拉桥的具体情况，制订完善的预防性养护管理制度，并在此制度中明确规定相应的养护管理目标、养护任务划分等，为预防性养护实践提供制度支持，发挥制度在各部门、人员预防性养护工作中的指导与约束作用。

3.3 抓准桥梁养护重点

在大跨径斜拉桥的管理工作中，预防性养护是一种常规性的管理手段。通过预防性养护的实施，大跨径斜拉桥的各种病害能够达到预防处理的效果。在不同的大跨径斜拉桥工程中，预防性养护工作的侧重点不同。养护部门需要定期对斜拉索防护层加以检查，分析防护层是否存在破损、失效、锈蚀等情况，及时采取必要的控制措施。索塔同样是重要的受力构件，养护管理部门需根据大跨径斜拉桥的具体情况，制定严格的索塔检查制度，定期对索塔质量加以检查，并掌握索塔表面风化、剥落、渗水与钢筋锈蚀的具体情况。在预防性养护阶段，利用专业的传感器，能够对索塔的应力分布、变化加以实时监测。加劲梁承受着应力的压力，属于压弯构件，在预防性养护过程中，需要密切关注加劲梁的应力分布情况、开裂情况与挠度变化情况。

3.4 做好桥梁的定期修复

大跨径斜拉桥在投入使用以后，在长期的荷载作用下，常常会面临各种病害、安全等问题。通常情况下，大跨径斜拉桥病害的出现与有关养护部门的养护、修复手段有着直接的关系，再加上在自然环境、通车量的影响情况下，大跨径斜拉桥不可避免地会出现一定的损耗，尤其是一些小型构件，常常会出现各种质量问题。因此，应发挥预防性养护的作用，有关的养护部门需从大跨径斜拉桥的具体情况着手，加强对桥梁的定期检查与修复，严格根据国家对桥梁工程的相关养护标准与要求，开展各种常规性检查，注重对大跨径斜拉桥各种细节问题的处理。当在常规性检查工作中发现大跨径斜拉桥存在质量缺陷时，养护部门必须立即与相关部门协商，及时就这些质量缺陷采取必要的控制与预防策略，最大程度上避免质量缺陷的扩展，从源头上阻止病害的发生。

4 结束语

近年来，我国大跨径斜拉桥工程项目逐渐增多，为维持大跨径斜拉桥的安全、稳定运营，有关部门必须结合实际的运营情况，做好相应的预防性养护工作，发挥预防性养护在病害预防方面的重要作用，保障病害处理的及时性，促进大跨径斜拉桥经济与社会效益的实现。