淺談公路橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施及其應(yīng)用

呂彥平

【摘 要】橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)將在交通事業(yè)的發(fā)展過程中發(fā)揮越來越重要的作用，恰當(dāng)?shù)念A(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施將有效延長橋梁使用周期壽命，降低養(yǎng)護(hù)成本，從而促進(jìn)節(jié)約型交通建設(shè)的快速發(fā)展。本文針對白銀地區(qū)國省干線公路橋梁的主要病害，重點(diǎn)介紹了幾種橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方法，并探索基于費(fèi)用最優(yōu)的橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)的確定。

【關(guān)鍵詞】橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)；病害成因；處治方案

1 概述

橋梁是公路的重要組成部分，橋梁技術(shù)狀況的的好壞直接影響到公路交通行車的安全和暢通。隨著我省經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、公路建設(shè)突飛猛進(jìn)，公路橋梁建設(shè)速度急劇增加，截止目前我省已通過竣工驗(yàn)收的橋梁達(dá)10000余座（其中白銀地區(qū)已通過竣工驗(yàn)收的橋梁為279座），且涵蓋了目前國內(nèi)外的各種橋型。由于橋梁所處地理外置的復(fù)雜性，使得大部分橋梁早起病害頻發(fā)，對橋梁養(yǎng)護(hù)工作提出了更高的要求。合理確定預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)，實(shí)施公路橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，能夠恢復(fù)橋梁承載能力，節(jié)省橋梁加固改造費(fèi)用，有著巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)目前還沒有清晰的概念，本文認(rèn)為，在橋梁病害處在一系列有效延緩或阻止其出現(xiàn)嚴(yán)重病害的技術(shù)。恰當(dāng)?shù)念A(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施將延長橋梁使用周期壽命，降低養(yǎng)護(hù)成本，從而促進(jìn)節(jié)約型交通建設(shè)的快速發(fā)展。

2 橋梁早期主要病害及產(chǎn)生原因

橋梁病害程度因橋梁結(jié)構(gòu)形式的不同而異，與橋梁的設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)、新舊程度及所在公路路線運(yùn)輸情況等多方面因素有關(guān)，全面分析起來可以歸納為以下幾個方面。

（1）橋梁的設(shè)計(jì)荷載等級偏低。特別是20世紀(jì)六七十年代建設(shè)的橋梁，其設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)甚至達(dá)不到汽車-13級荷載標(biāo)準(zhǔn)，部分橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為汽車-10級，不能滿足現(xiàn)行車輛通行的需求。

（2）水損壞嚴(yán)重。水滲入混凝土裂縫后，由于水中含有大城市空氣中的二氧化碳、二氧化硫，此類酸性化合物加速了碳化、酸化的過程，更由于北方化冰鹽氯離子作用，引起鋼筋表面的腐蝕反應(yīng)，鋼筋體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開裂，保護(hù)層剝離，影響結(jié)構(gòu)安全性和適用性。由于水的存在，再加上混凝土中的堿含量和活性骨料。三者相互作用，生成硅鈣膠凝體后，因吸收水分使混凝土膨脹，破壞。

（3）橋梁設(shè)計(jì)合理。如橋梁上部空心板結(jié)構(gòu)不盡合理，板厚偏薄，鉸縫偏小，橫向連接較差，不能滿足相應(yīng)的技術(shù)要求，橋面鋪裝偏薄，橋面鋼筋配置不足，板與板之間的連接措施不理想等。

（4）施工質(zhì)量差。如T梁橫隔板連接質(zhì)量差，橫隔板形同虛設(shè)；橋梁下部的上下樁柱中心線偏位，施工的混凝土質(zhì)量差，強(qiáng)度達(dá)不到要求，施工完的橋梁有露筋、空洞現(xiàn)象等。

（5）維修養(yǎng)護(hù)不及時。如對于鋼筋混凝土構(gòu)件的露筋不能及時處理、對河流的沖刷及水毀不能及時恢復(fù)、對伸縮縫裝置清理不及時等。

3 幾種常見的橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)

3.1 裂縫修補(bǔ)

對于橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的處治一般按裂縫寬度不同分類處治，裂縫寬度在0.15mm以下，使用裂縫封堵膠對其進(jìn)行封閉處理， 用毛刷或膠輥粘膠涂刷于要求裂縫封閉的混凝土表面。裂縫寬度在0.15mm以上，使用裂縫膠對混凝土裂縫進(jìn)行注膠處理，以一定的壓力將裂縫膠注射入裂縫內(nèi)，膠液固化后將開裂兩側(cè)的混凝土連接成結(jié)構(gòu)整體；膠液還能進(jìn)一步滲透到裂縫周圍的混凝土毛細(xì)縫隙中，形成較寬的加固帶，并能沿著鋼筋走向滲透，保護(hù)鋼筋和增加鋼筋與混凝土的粘合力，起到對裂縫修復(fù)并對結(jié)構(gòu)局部增強(qiáng)并提高耐久性的作用，對貫穿性裂縫以及蜂窩狀混凝土局部缺陷的補(bǔ)強(qiáng)和封閉效果較好。

3.2 鋼筋除銹、防銹

鋼筋除銹、防銹主要采用銹轉(zhuǎn)化劑進(jìn)行處治，銹轉(zhuǎn)化劑是一種弱酸性高分子復(fù)合物，能使鋼鐵的氧化物（鐵銹）轉(zhuǎn)化為黑色的有機(jī)鐵化合物，從而在鋼鐵表面生成一層由化學(xué)鍵和物理粘結(jié)的復(fù)合物膜，因此膜層牢固致密、附著力極強(qiáng)，使鋼鐵基體與介質(zhì)分隔不再受到侵蝕。涂抹銹轉(zhuǎn)化劑可除銹、生成防銹膜。

3.3 混凝土防腐與修補(bǔ)

混凝土防腐材料是一種封堵混凝土內(nèi)的孔隙氣泡和微小裂縫提供混凝土密實(shí)性材料，混凝土填充修補(bǔ)材料主要適用于混凝土結(jié)構(gòu)的空洞、蜂窩、破損、剝落、露筋等表面損傷部分的修復(fù)。材料經(jīng)過高分子聚合物改性，對混凝土構(gòu)件的結(jié)合力極強(qiáng)。

3.4 混凝土表面防水除鹽

混凝土防水防鹽害保護(hù)劑是防止中性化及鹽害的表面滲透型強(qiáng)化劑，抗老化、延長混凝土壽命和提高結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。

3.5 滲水處理

對于排水管周邊滲水處理可以采用接長排水管，沿管四周開鑿出上口寬2.5cm，深3.5cm的U型槽，再將槽修補(bǔ)平整，并涂刷混凝土防腐防滲封閉材料FH-JTR1（底涂）→涂刷混凝土防腐防滲封閉材料（面涂）。對于梁板外側(cè)其它非滲水部位采取涂刷防水防鹽保護(hù)劑進(jìn)行處理。

4 積極探索橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的最佳時機(jī)

在我省目前的養(yǎng)護(hù)體制下，由于養(yǎng)護(hù)資金短缺，如何針對橋梁在運(yùn)行期間出現(xiàn)的不同程度的早期病害，探索橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的時機(jī)尤為重要。

4.1 全面掌握橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)需要完善的檢查機(jī)制和先進(jìn)的檢測手段做基礎(chǔ)，才能夠全面、持續(xù)的掌握橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)，為判斷養(yǎng)護(hù)時機(jī)和選擇養(yǎng)護(hù)方法提供依據(jù)。完善的檢查機(jī)制能夠提供橋梁狀況的完整記錄，能夠完整的反映出橋梁在使用過初中結(jié)構(gòu)狀況的變化和病害的發(fā)展程度，為分析判斷橋梁病害原因和研究有針對性的養(yǎng)護(hù)對策提供了有力的依據(jù)。先進(jìn)的檢測手段效率高，能保證檢測數(shù)據(jù)的精度和科學(xué)性，處理數(shù)據(jù)、信息的能力也大大提高。所以應(yīng)十分重視高速公路橋梁的檢測效率和質(zhì)量。

4.2 探索建立橋梁結(jié)構(gòu)劣化模型

橋梁在全壽命周期內(nèi)，結(jié)構(gòu)退化是一個不可避免的自然過程，橋梁不可能永遠(yuǎn)保持較高的服務(wù)水平，而橋梁退化本身存在著大量的不確定性，而劣化起因主要包括混凝土碳化或氯離子侵入誘發(fā)的鋼筋銹蝕、凍融循環(huán)引起的損傷、硫酸鹽侵蝕和延遲的鋁酸鹽反應(yīng)等。針對我省橋梁管養(yǎng)的實(shí)際，探索建立橋梁結(jié)構(gòu)的劣化模型，針對橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)全壽命周期成本分析，對預(yù)防性養(yǎng)護(hù)費(fèi)用模型進(jìn)行優(yōu)化，以使其在養(yǎng)護(hù)效果和費(fèi)之間得到平衡，找到最佳的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)，達(dá)到合理分配和使用資金的目的。

5 結(jié)論

橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)是一門新興學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)和材料制造工藝的發(fā)展，將有更多的新工藝、新方法、新材料運(yùn)用到橋梁加固維修中，嚴(yán)格按照各種規(guī)范步驟實(shí)施橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，并從思想上充分重視橋梁早期病害的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，探索建立橋梁結(jié)構(gòu)的劣化模型，利用壽命周期成本的思想對橋梁預(yù)防性養(yǎng)護(hù)費(fèi)用進(jìn)行分析，并利用多目標(biāo)規(guī)劃方法來確定最佳的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)，只有這樣，橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施才能真正取得成效，從而切實(shí)維護(hù)橋梁的健康工作狀態(tài)，達(dá)到延長橋梁使用壽命的目的。