公路危旧中小桥梁的养护与维修加固分析

吴童年

(甘肃省武威公路事业发展中心，甘肃 武威 733000)

截止2022年底，我国现有公路总里程达528万km，其中“路”是平稳地面条件下的公路保障，而“桥”则是峡谷、沟壑、河流之上等复杂条件下的公路保障，相较于“路”的功能性影响，“桥”的功能性损失以及潜藏的危险因素更容易引发行人、行车的安全。因此，为保证行人、行车的舒适度和安全性，必须分析公路危旧中小桥梁的养护与维修加固策略，缓解交通运输压力，才能够有效提升我国公路的整体效能。

1 公路危旧中小桥梁养护与维修加固的意义

1.1 保障行人行车的安全

公路是一项保障性设施，是连通城市之间、城乡之间的纽带，通过公路工程让遍布在960万km2各处的亲人、朋友能够更简单的相见，让北方人们的餐桌上能够出现南方城市生产的蔬果，让南方人们能够领略北方城市的风情，但在公路方便人们出行、加强经济建设的同时，公路自身的性能也与过往行车的安全产生直接联系，尤其桥梁作为公路系统中建立在沟壑、河流等复杂条件下的设施，若桥梁的功能性存在问题，会严重影响行人、行车的过往安全，诱发安全事故。

我国现有公路桥梁96.11万座，其中特大桥梁7 417座，大桥13.45万座，中小桥梁约81.92万座，是公路桥梁中占比最大的部分，若中小桥梁的质量存在问题，将会严重影响公路系统的运输能力和交通保障能力，诱发安全事故、阻碍经济发展，通过公路危旧中小桥梁的养护与维修加固工作，能够有效恢复桥梁的功能性，进而保障行人、行车的过往安全，加速我国“建设交通强国”的目标达成[1]。

1.2 促进地方经济发展

“要想富，先修路”这句在我国经济建设中流传几十年的话语，经过时间的验证已经成为我国发展经济的“真理”，这句话也直接说明交通保障与经济建设的直接关系，同时，桥梁作为人们“跋山涉水”的重要保障设施，若桥梁存在质量问题，会严重影响该地区的经济建设。

为大力发展地区经济，各地区先后开展旅游、物流、采摘园、农家乐等新兴的经济建设模式，不仅如此，在当下网络大兴的时代，网络购物、线上线下联通都需要公路工程的交通保障。如上文所述，中小型桥梁是公路桥梁中最重要、数量最多的组成部分，虽然中小型桥梁泛指长度在100m以下的桥梁，但中小型桥梁却是联通路与路之间的重要保障，一旦桥梁的功能性受损，其两侧的路也将失去意义，为地区经济的发展造成阻碍。通过公路危旧中小桥梁养护与维修加固工作，能够有效保证桥梁的功能性完善，保证公路流通，进而为地区经济发展提供基本条件[2]。

2 公路桥梁养护维修加固质量不足的原因

2.1 养护维修工作人员能力问题

任何以工作人员为基本条件而开展的工程项目，都不可避免的会受到工作人员的技术能力影响。公路危旧中小桥梁养护与维修加固工作需要涉及多种技术要求，包括但不限于：检测技术、问题分析能力、养护与维修技术的掌握、养护与维修标准的确定、养护与维修方案的规划等等。在实际的公路危旧中小桥梁养护与维修加固工作中，将养护与维修工作分为检测与养护维修两个部分，由不同的工作人员负责各自的工作。但作为施工现场的管理人员，除具备现场协调能力、方案制定能力外，必须对各项技术都有一定掌握，才能够科学、标准的开展公路危旧中小桥梁养护与维修加固工作，当前大部分的是危旧中小桥梁养护与维修工作现场，管理人员并不满足相关的能力需求[3]。

其次，工作人员对自身所负责工作的技术掌握也会影响桥梁的养护维修加固效果。即使管理人员能够完善制定施工方案，若负责各项工作的工作人员不能够以自身技术落实养护维修加固方案，也会导致公路桥梁养护维修加固质量不足的问题。

2.2 桥梁管理制度缺位

我国现有中小型公路桥梁81.92万座，庞大的数量导致中小型桥梁的日常管理始终处于缺位状态，如：在城市、城乡之间的中小型公路桥梁因缺少日常巡查、管理，周边群众会在公路桥梁上晾晒农作物、衣物(如图1所示)，长此以往，农作物中的水分、衣物中的水分和清洁剂残留物质会加速桥梁材料的腐蚀速度，从而造成桥梁的性能缺失。

图1 正在桥梁上晾晒的被褥

造成公路桥梁日常管理效果较差的主要问题便是公路桥梁管理责任的不清晰。公路桥梁建设是市政工作的一部分，其规划、施工都有明确的责任，但在后期使用阶段的管理工作却没有明确的责任划分，当公路桥梁被发现质量问题时，会进行维修和加固，但不明确的责任划分显然会增加公路桥梁养护维修加固的工作量，因此，建立完善的公路桥梁管理制度，才能够更好保障公路桥梁的功能性[4]。

2.3 不合理的养护维修导致桥梁问题加重

公路桥梁的养护维修加固工作一般以强度较高的材料进行补强，补强标准及补强材料的应用都应以满足维修加固条件即可，无论是使用过多材料进行补强或是补强材料不足，都会导致桥梁养护维修加固的效果受到影响。

首先，若补强材料使用过多，会增加桥梁自身重量，且补强材料所处的位置是桥梁最“脆弱”的部分，因此，若补强材料使用过多反而会进一步加剧桥梁的功能性损失问题。其次，加固补强材料需要具备较高的强度，当前用于补强的材料主要包括钢板、碳纤维等材料，加固补强的效果与加固材料自身强度有直接联系，若加固材料使用不足会导致加固补强效果较差，从而无法达到公路桥梁养护维修加固的目的[5]。

3 桥梁养护维修的策略

3.1 覆盖桥梁寿命全过程的检测

检测是开展养护维修加固工作的前提条件。只有桥梁当前存在性能不足问题时，才应开展适当的维修加固工作。在公路桥梁的检测工作中根据检测的目的和技术不同，分为经常性检测、外观定期检测、结构定期检测、动静载实验以及其他性能检测共五部分[6]。

其中经常性检测主要针对桥面设施、基础结构以及其他设施进行技术检测。经常性检测一般以一月为周期，是一项以预防为主的桥梁检测项目；外观定期检测，是一项日常检测项目，通过对桥梁外观情况的观察能够进一步掌握桥梁结构的实际情况，从而判断养护措施和养护时间；结构定期检测是一种在常规检测基础上进行的无损检测，包括但不限于混凝土强度检测、混凝土碳化深度检测、钢位置及混凝土防护层厚度检测等，通过结构定期检测，技术人员能够判断当前桥梁的承载标准并进行养护维修方案调整；动静载实验分为动载实验和静载实验两部分，动载实验是通过不同速度、不同质量行车通过所产生桥梁行动应变、动位移、应力作用下的振动等数据收集，进而判断桥梁在动载条件下的工作状态。静载实验则是通过在桥梁指定区域的重物堆积，收集桥梁的静应变和静位移等数据，从而分析桥梁内部的受力分布、梁跨中点的挠度等，从而判断桥梁在静载条件下的工作状态；其他性能检测是针对桥梁可能受损情况的触发性检测，通过混凝土结构取芯、建模分析等方式，分析桥梁在承受火灾、超高质量运输等情况后的荷载性能[7]。

通过不同周期、不同技术的检测工作开展，能够让技术人员更全面的掌握桥梁当前工作状态，从而为后续的桥梁养护、维修、加固方案进行梳理调整，保证桥梁能够得到适度的养护，恢复桥梁的功能性。

3.2 培养素质过硬的维修养护加固工作队伍

为提升工作队伍的整体能力，相关工作单位应积极开展培训活动以及友邻单位之间的学习活动，通过培训活动和学习活动，能够让工作人员发现自身工作素养、技术等方面的不足，从而进行针对性学习提升。

工作人员作为开展公路危旧中小桥梁养护维修加固工作的主要力量，提升工作人员的技术能力和工作素养，才能够有效保证养护维修加固工作的高质量实施[8]。

3.3 针对不同问题进行适当处理

适当的养护、维修才能够有效提升桥梁的使用年限，因此，在危旧中小桥梁的不同问题中，采取针对性处理措施是影响养护、维修效果的关键因素。当前危旧中小桥梁的养护维修加固方法主要包括以下三种：

(1)钢板加固法。公路桥梁是建成后需要长久投入使用的设施，且桥梁长期处于露天环境下，会直接受到温度、湿度、风、雨等自然条件的侵蚀，降低桥梁的功能性，导致桥梁使用寿命大幅缩减。因钢板自身的强度大，具备较强的抗腐蚀性，常被用于中小桥梁的养护维修工作中，根据使用钢材的方法不同，又分为焊补钢筋法、粘贴钢板法等。下文主要介绍粘贴钢板加固法(如图2所示)。粘贴钢板加固法主要应用于桥梁承载能力不足或纵向主筋严重锈蚀等桥梁功能性严重受损的情况，在粘贴钢板之前，应对所需粘贴部位的混凝土进行监测，需要保证混凝土含水量处于4%以下，并将混凝土表面的松散表层清理打磨，平整度应达到5mm/m的标准，而后使用吹风设备将混凝土表面灰尘清理完毕。粘贴钢板所用的粘接材料应以环氧树脂或结构胶为主，粘接材料与硬化剂以2∶1的比例进行混合搅拌，作为粘贴钢板所用的粘接材料，将粘接材料均匀涂抹至所需粘贴混凝土的表面，而后将钢板严密的贴在目标区域即可。需要注意的是，粘接材料在混合后会快速硬化，因此，粘接材料必须在确认使用时间后才能够进行混合，其次，钢板的粘贴效果会直接影响养护维修效果，若钢板粘接不严密，应增加粘接材料用量，并使用重物加压，以达到粘接效果[9]。

图2 使用钢板加固法后的桥梁

(2)碳纤维加固法。碳纤维是近年来新兴的高强度、耐高温、耐腐蚀材料，其自身强度高、质量小的特点，使其成为各行各业发展的主力材料之一，碳纤维加固法是钢板粘接加固法的扩展应用，碳纤维材料的强度是一般钢铁的5倍，其质量却只有钢铁的10%，将钢板替换为碳纤维材料能进一步提升加固效果，同时碳纤维材料自身质量小的特点，也能够降低加固材料对桥梁自身产生的应力，有效保障桥梁的使用寿命。

碳纤维加固法的应用过程与碳纤维加固法原理相同，但实际操作却不尽相同。碳纤维加固法施工前同样需要将粘接结构的表面进行全面清理，清理对象包括锈蚀、松散的混凝土层等，而后使用粘浸胶均匀涂抹在碳纤维材料的表面，将涂胶一面与桥梁结构进行粘贴即可。需要注意的是，碳纤维材料自身在质量较小虽有利于粘接剂的性能发挥，但桥梁结构自身平整度不足，同样会导致碳纤维材料脱落的问题，因此，若桥梁结构存在凹凸不平的问题，应使用打磨机等找平设备进行处理，而后进行碳纤维加固法的施工[10]。

(3)桥面铺装加固法。公路桥梁大多以钢筋混凝土结构为主，桥梁在长久的使用过程中，混凝土会持续受到风雨影响而松散，钢筋会发生锈蚀问题，因此，以沥青混凝土为主要施工材料，在桥面增加一层铺装，能够有效保护钢筋混凝土的结构稳定性，进而保证桥梁的稳定使用。

钢板粘贴加固和碳纤维加固主要针对桥体出现破损问题，性能受到大幅度损伤的情况而使用，而桥面铺装加固法则是能够延长桥梁使用年限的有效养护措施，区分不同技术的不同应用方式，才能够有效开展公路危旧中小桥梁的养护维修加固工作，保障桥梁的功能性。

4 结语

公路危旧中小桥梁的养护维修加固工作效果直接影响过往行人、行车的安全以及所处地区的经济建设，为保证桥梁养护维修加固工作的效果，相关人员应积极开展有关技术的分析研究，总结实际工作经验，为我国的公路工程发展保驾护航。