高速公路桥梁养护与维修加固施工技术

党增义

（甘肃省天水公路局高等级公路养护中心，甘肃天水741000）

0 引言

在社会经济的不断发展下，人们生活水平变得越来越高，出行方式也各式各样，汽车也成为人们出行中最为便捷的一种方式，然而川流不息的车流量使得我国公路桥梁承载压力不断增加，虽然我国公路桥梁建设已经取得了突飞猛进的发展，建设水平也不断提高，但是在使用年限方面却没有得到更好的延长，这便与高速公路桥梁养护、维修加固施工技术之间有着紧密的联系。所以，深入研究高速公路桥梁养护与维修加固施工技术是非常有必要的。

1 高速公路桥梁养护与维修加固施工技术应用的现实意义

1.1 及时弥补高速公路桥梁的质量缺陷

高速公路桥梁工程区别于普通的工程项目，在实际投放使用的过程中极易受自然因素、人为因素的影响。从而导致高速公路桥梁产生磨损等质量缺陷问题。因此，在高速公路桥梁中广泛应用养护、维修、加固施工技术。

一方面，可以有效降低高速公路桥梁的横向断裂、纵向断裂风险，并且，提高高速公路桥梁的承载力、抗风险能力，保证高速公路桥梁在长期实践工作中，充分发挥自身的稳定性能。

另一方面，通过高速公路桥梁养护、维修、加固，保证人民群众高速出行的人身安全，避免由于高速公路桥梁质量问题，造成恶劣的交通事故。

1.2 有效延长高速公路桥梁的应用年限

通过高速公路桥梁养护、维修、加固施工技术的广泛应用，可以延长其整体的应用年限。一方面，高速公路桥梁是人民群众出行的重要基础设施。因此，在实践的过程中，整体的磨损较为严重、使用较为频繁，极易对高速公路桥梁设施质量产生破坏。另一方面，公路桥梁设施通常建设环境比较复杂，在投入使用的过程中，极易受外界极端天气、气候的影响，从而对高速公路桥梁的使用产生不良影响。基于此，合理规范地使用施工技术，可以有效弥补消极因素对高速公路桥梁产生的损害，避免高速公路桥梁施工年限的缩短进而增加整体的施工建设成本。

2 高速公路桥梁养护与维修加固的重要性

我国疆域辽阔，因此各个地域发展情况也存在着不同之处，公路运输建设过程中经常使用的一种施工方式就是架设桥梁。依托于桥梁实现各地市连接或者是横跨河流保证高速公路的畅通。然而，在高速公路中，桥梁在使用寿命方面比较长，而且也不能定期更换，所以后续会经常使用到养护、加固维修的方式，这对养护桥梁来说具有较高的性价比。通过定期采用合理的桥梁养护和加固方式，能够降低发生交通事故的概率，避免出现人员、财产的伤亡和损失，提高了交通运输的效率。

高速公路中也有一些老旧的桥梁，通过采用加固、维修的方式可以提高高速公路使用寿命，降低重建的成本，也能完善我国高速公路运输体系，保证我国高速公路一直处于国际前沿，最终达到现代化国家在运输中的标准，这也是提高我国在国际基础设施建设影响力上采取的一个重要措施。所以，修建完成高速公路桥梁以后，后续养护、维修工作的开展尤为重要[1]。

3 高速公路桥梁面临的主要病害

3.1 混凝土危害

高速公路桥梁工程中，混凝土使用量比较大，并且如果存在质量方面的问题，就必定很难达到预期效果，后期如果被雨水侵蚀，混凝土表面就会出现裂缝、松散的情况。

通过对高速公路桥梁工程的实际调查可知，纵向上很多现浇板梁底板出现了长短不一的裂缝，使得混凝土暴露在外面，并遭受到了严重的腐蚀。但是在裂缝宽度上还比较小，基本上都在1mm 左右。通过分析发生这种情况的原因可知，这是因为桥面上承载了较大的荷载，因此梁板出现了横向上的弯矩，如果达到了一定的数值就必定会对梁体产生不可恢复的损害，即出现裂纹。然而，进行相关调查中可以发现，存在的这些裂缝都保持在可以接受的范围中，仅仅需要进行养护和维护加固即可，不会出现安全方面的问题。只有较少一部分存在着较大裂缝宽度，这些裂缝的存在会对梁板整体性能以及使用性能产生影响[2]。

3.2 裂缝病害

高速公路桥梁使用时间很长，因此如果在前期设计施工阶段存在问题或者在车辆反复碾压下，必定会加速裂缝的形成，呈现出不同状态的裂缝。桥板界面上，经常会发生弯曲裂缝，因此，该部位结构受力时间较长，施工过程中也存在不连续浇筑行为，这也就导致了该处抗弯刚度很难达到规定的标准。在片梁部位上，裂缝呈现出一种细微型的特征，出现这些裂缝也是因为横向力的作用，导致逐渐形成扭转裂缝。

3.3 支座病害

高速公路桥梁中一个重要的构件就是支座，如果桥梁长期使用，那么就会出现橡胶老化、剪切方式和形状发生变化等情况，最终导致支座遭受到损坏。

橡胶支座实际上也存在着一些优势，如成本较低、使用中比较方便等，所以橡胶支座在高速公路桥梁具体施工过程中已经得到了广泛的应用。但是，橡胶在物理性质的影响下，如果长时间的使用，就会出现脱空、开裂、腐蚀等情况。支座发生变形开裂的原因是：路面长期承受较大压力，导致橡胶支座会出现永久性的变形，随着时间的推移就会出现开裂的情况。

此外，高速公路桥梁在具体施工中，如果支撑垫石不平整，也会导致支座在受力中不够均匀，如果一些部位应力较为集中化，此时这些部位就会先出现开裂的问题。出现支座脱空问题是：具体施工中制作底部没有垫塞平钢板、钢板的厚度不足、施工中受到外部因素影响等，使得支座已经和设计位置发生偏离。支座在发生脱空以后会产生巨大的危害性，导致梁体局部出现下沉，损坏整个桥面。支座垫板出现了腐蚀的情况，根本原因在于钢板表层防锈层已经失去了原有的效果，钢板直接暴露于外面必定会受到外部环境影响出现腐蚀的情况。

3.4 桥面损坏

高速公路桥面在受到车辆碾压、桥头衔接不到位、排水不畅等影响下，会导致桥面发生损坏。高速公路桥梁工程中，最常见的一种问题就是桥面铺装病害。在纵向和横向方面的裂纹，或者是网状的裂纹都是在桥面铺装过程中经常遇到的一种病害。如果路面上有裂缝，那是因为路面的刚度不够。在较大的压力下，局部区域会发生变形。当变形超过路面的弹性变形时，就会出现裂缝，并且裂缝会迅速扩大。与此同时，桥面在实际铺设过程中，不同铺设层在使用的材料方面也存在着不同之处，一般情况下会具有不同力学性能，受到较大荷载力的影响必定会出现不协调的情况。如果这种不协调达到了一定的程度，就必定会导致纵向、横向上出现众多裂缝。高速公路桥梁如果修建时间比较早，人们在受到自身认识水平有限的影响下，会导致使用的钢筋较小，后续使用中也会在路面荷载力增加的情况下出现裂纹。

铺装层要是出现了裂纹，对高速公路产生的损害也不小。

首先，铺装层要是出现了问题，就会使得车辆对路面产生巨大冲击。

其次，铺装层要是有裂纹那么就很难有效发挥出防水功能，导致雨水渗到主梁中，严重腐蚀内部钢筋，并对混凝土结构中的力学性能产生损坏，整个桥梁安全也会产生很大影响。

最后，铺装层损坏以后，会破坏原来的受力体系，导致整个结构在受力方面不均衡，非常容易出现应力集中的情况[3]。

4 现存问题

4.1 工程设计过程中不科学

高速公路桥梁工程与其他建筑工程相比存在着一定的差异性，为了提高工程的整体质量，有必要在施工前期阶段进行严格的检查、有效评估施工现场，撰写科学、完善的工程施工设计，为实际施工提供科学的指导。高速公路桥梁工程在土层结构、地形水文等条件方面有更高的要求，要是工程在设计中没有考虑到影响公路桥梁质量的因素，就必定会导致桥梁在运行中出现问题，最终为公路桥梁实用性、安全性留下较大的隐患。

4.2 桥面建设中不牢固

高速公路桥梁在建设中的重点就是地基的建设，其直接决定了公路桥梁的质量。其中在具体施工过程中，施工人员若难以保证地基的质量，此时就会导致桥面出现裂缝。由于高速公路交通流量大，路面面临着很大的压力，从而导致桥面开裂、起砂，出现这种情况的根本原因在于施工。一些桥面铺设混凝土的时候，水灰配比比例缺少合理性，砂石、水泥搅拌过程中缺少一定的均匀性，这无疑降低了混凝土自身的强度；并且还有可能使得高速公路桥梁在压光的时候不及时，使得桥面非常容易出现磨损、表皮开裂的情况[4]。

4.3 维修养护不定期

高速公路上每天会有运行的车辆，因此更应该定期进行检查养护。如果在发生了质量方面的问题以后再进行养护，那么此时工作的开展会非常复杂。高速公路桥梁由于有一定的坡路，车辆在上下坡的时候会存在视线盲区，非常容易出现碰撞的事故，因此有必要在公路桥梁两侧上设立护栏。针对由于交通事故出现的路面、护栏损坏的情况，维修人员更加需要及时进行维护修复，保障高速公路桥梁正常的运行。

5 高速公路桥梁养护与维修加固关键施工技术的应用策略

5.1 高速公路桥梁常规养护技术

高速公路桥梁养护工作主要针对工程项目投放使用后造成的磨损。开展高速公路桥梁养护施工工作的主要目的就是保证整体项目应用的长期性、持续性。通过观察与研究可以将现阶段的高速公路桥梁常规养护技术总结为以下几方面：

首先，相关人员在工作的过程中，必须对高速公路桥梁工程的路面情况进行实时的监测。依据高速公路桥梁的结构特点，将其划分为不同的检查模块。在监测工作中依据实际需要进行年检、月检等工作。并且，积极聘请行业内部的桥梁专家、监测机构对高速公路桥梁具体情况进行筛查、审核[5]。与此同时，依据相关规定定期开展高速公路桥梁路面的清洁工作。保证公路桥梁路面的洁净，避免由于障碍物的影响对人民群众的出行安全产生威胁。并且，在工作的过程中，对公路桥梁路面定期的进行刷涂。避免阳光的直射造成高速公路桥梁路面产生风化、开裂等问题。

其次，通过定期的开展施工质量检测工作，帮助技术人员对高速公路桥梁中存在的不足与弊端进行弥补。与此同时，养护施工技术应用的核心要义就是保证高速公路桥梁排水性能的良好。在工作的过程中，必须对高速公路桥梁的排水管道定期的进行清淤操作。避免排水系统工作性能的降低，导致整体公路桥梁使用效果的下降。

最后，养护工作针对高速公路桥梁中的铁质、木质结构，定期的进行防腐处理。并且，对于桥梁的钢筋结构，做好防锈工作。在工作的过程中，定期综合评估高速公路桥梁的稳定性能，避免养护工作的缺失，激化结构中的受损问题。

高速公路桥梁在养护过程中需要和维修工作一同展开，并且也需要结合常见的病害采取具体的养护措施，例如可以科学地涂抹活性剂。此外，对建筑材料数据、养护参数也需要做好相关的记录，以有效养护公路桥梁。高速公路桥梁在具体养护过程中也不能仅限于桥梁本身，反而需要站在生态以及排水系统的角度上，为公路桥梁养护工作的开展提供良好的生存环境。高速公路桥梁对公路运行的安全性起着决定性的作用，因此尤为需要重视桥梁的常规养护技术，及时解决桥梁中的问题，保证车辆行驶中的安全性[6]。

5.2 高速公路桥梁维修施工技术

高速公路桥梁中的维修施工技术主要针对于结构中的不可逆损伤。例如：高速公路桥梁结构产生断裂、破坏等问题。高速公路桥梁的维修施工技术，需要对整体的结构进行拆除、修复。在技术应用的过程中，需要遵循两项基本工作原则：安全稳定原则、成本控制原则。区别于上述养护技术的应用工作，维修施工技术对公路桥梁工作质量的标准要求更为严格。

首先，在维修施工技术应用的过程中，必须保证原有结构与修复结构工作的协调性。并且，相关人员避免对原有的高速公路桥梁结构体造成影响。在实际操作的过程中，充分考虑高速公路桥梁施工新旧材料的一致性。

其次，修复施工技术在应用的过程中，需要保证自身的独立工作。在操作的工程中，为避免对高速公路桥梁的运行工作产生消极影响，必须保证公路桥梁应急道路的畅通性，通过在高速公路桥梁上方搭建工作平台，开展整体施工工作。一旦高速公路桥梁结构产生钢筋外漏问题，施工技术在应用的过程中必须将保护结构、防锈结构等防护机制进行清除。在保证钢筋结构体表面清洁的状态下，开展维修工作。

最后，在高速公路桥梁加固工作中，为保证交通运行工作的有序进行，可依据施工现场的实际工作需要，在原有的高速公路桥梁结构基础上进行路面的延展。通过钢筋、拓宽板的添加，保证高速公路桥梁拼接工作的顺利进行[7]。

5.3 高速公路桥梁加固施工技术

高速公路桥梁加固技术主要针对于高危的工程结构，主要面对高速公路桥梁产生的沉降、断裂等危险问题。在高速公路桥梁加固技术应用前期，必须依据专业的施工配套设备对整体结构危险性进行监测。在实际操作的过程中，主要针对高速公路桥梁的载荷量、外观结构进行评估、检查。

与此同时，当高速公路桥梁裂缝长度、宽度超过行业内部的相关规定，就必须对其结构体进行加固。主要采用的方式是体外预应力结合碳纤维的加固施工技术类型。并且，高速公路桥梁加固技术在应用的过程中，必须保证施工操作的经济适用性。一方面，在加固工作中避免整体加固费用超过高速公路桥梁施工工程的二分之一；另一方面，加固施工技术的应用，必须保证高速公路桥梁应用寿命延长三分之一。

与此同时，在高速公路桥梁结构稳定性的检查工作中，可以通过回弹仪与超声波脉冲法对其中的构造刚硬度进行监测。上述方法通常针对于混凝土结构，在高速公路桥梁钢筋检查工作中普遍通过保护层测定仪法对其进行检查。在加固施工技术应用的过程中，针对空洞、剥落的问题，必须及时的进行修补。技术人员在工作的过程中，可以依靠大数据技术、互联网技术对其中存在的问题及时记录在册，构建高速公路桥梁养护、加固、修复信息的记录体系，科学的完善高速公路桥梁概况信息机制，为今后加固、养护、修复施工技术的顺利操作奠定坚实的基础。此外，还可以利用增大截面加固技术、体外预应力加固技术的方式做好高速公路桥梁加固施工工作。

首先，增大截面加固技术。该技术比较适用于钢筋混凝土弯曲或其他构件变形的加固施工中，针对受到压力的构件采用增加构面面积、配筋方式，提高构件抗弯以及抗剪能力，以保证公路桥梁构件的刚度与稳定性。在使用该技术的时候，普遍分为了两种形式，即加大截面、加强配筋。加大截面比较适用于建立高度、厚度不足的情况下，而加强配筋一般适用于主筋受力已经超过了被允许的范围中。这两种情况在具体应用中都需要考虑到受力方面的问题，在加固材料与构件结合之前，使用恒载和新材料来支撑。一般情况下，这种情况适合应用到桥梁横梁加固或T 梁加固过程中。

其次，体外预应力加固技术。这种技术比较适合应用到存在结构性问题的钢筋混凝土梁式桥中，尤其是针对承载力出现下降，要提高构件荷载力的情况。具体使用中，要将预应力筋放到主体结构外部，加固桥梁主要受力构件的时候，需要在构建外部设置出预应力筋，只有这样才能有效的改进桥梁在受力过程中的情况。具体加固施工中，也要紧密结合桥梁实际损坏程度展开，最终从中判断是要采取整体加固方式，还是采取局部加固方式。在采用体外预应力加固技术的时候，选择的预应力筋可以是粗钢筋、高强钢丝、钢绞线等。如果混凝土暴露在外面缺少保护层，此时就需要对混凝土采取防腐的处理方式，通过这种方式能有效避免预应力筋出现生锈的情况。现今经常使用到的体外预应力加固技术所使用到的单根粘贴钢绞线方式还比较多，因此防护体系比较完善，并不需要再次做防腐处理。

6 结语

综上所述，高速公路桥梁养护与维修加固施工技术的应用，可以创新优化整体工程项目的结构。一方面，通过养护、维修、加固等施工技术的应用，建立全方位、立体化的高速公路桥梁工程监测机制，有效降低公路桥梁的使用风险；另一方面，帮助高速公路桥梁施工现场的技术人员规范自身的工作行为。上述从高速公路桥梁养护与维修加固施工技术应用的现实意义、策略这两方面，对其进行综合分析，保证高速公路桥梁工程施工质量的全面强化，为社会经济建设创造良好的交通环境。