橋梁工程維修加固與養(yǎng)護技術(shù)

江 山

（中鐵十九局集團第三工程有限公司，遼寧沈陽 110136）

0 引言

在交通量不斷增加、荷載等級的提高以及外界環(huán)境因素的影響下，橋梁會出現(xiàn)各種各樣的病害。病害的發(fā)生直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，因此加強對病害的監(jiān)測、及時對病害進行修復(fù)，成為當前我國公路養(yǎng)護管理部門的工作重點。

1 橋梁工程病害形成原因及表現(xiàn)

影響橋梁使用性能的病害有橋面裂縫、地基不均勻沉降、混凝土開裂、墩柱開裂、橋頭搭板問題等。其中，地基不均勻沉降主要是受環(huán)境因素影響所產(chǎn)生的病害。如果現(xiàn)有橋梁工程附近有其他工程，并且出現(xiàn)了不合理打樁施工，則會破壞當前橋梁工程的地基，增加地基不均勻沉降風(fēng)險。另外，設(shè)計階段存在的缺陷或施工材料配合比不合理，也會增加地基不均勻沉降風(fēng)險。所以，在施工設(shè)計前應(yīng)對橋梁工程周圍環(huán)境進行考察，設(shè)計單位應(yīng)結(jié)合《城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》（CJJ 2—2008）核實材料配合比。

除此之外，我國大部分地區(qū)處于溫帶或亞熱帶季風(fēng)氣候，季節(jié)交替時溫度變化比較明顯，再加上風(fēng)荷載的作用，很容易使半剛性結(jié)構(gòu)橋梁產(chǎn)生橋面斷裂。而季節(jié)交替明顯又會使橋梁遭受到凍融作用、水侵蝕等自然因素影響出現(xiàn)剝蝕現(xiàn)象，如果橋梁起皮、蜂窩狀改變、整體性剝落等。其中，危害最大的是凍融作用，其對于橋梁外觀、耐久性以及橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)、橋梁內(nèi)部材料性能等均會產(chǎn)生一定影響。

2 橋梁維修加固與養(yǎng)護機理及存在的問題

2.1 維修加固與養(yǎng)護機理

在正常使用過程中，橋梁結(jié)構(gòu)會受到組成材料產(chǎn)生的應(yīng)力、荷載作用產(chǎn)生的應(yīng)力以及橋梁的幾何特征等因素的影響。一旦外部荷載增大，內(nèi)力就會增大，如果超過橋梁的承受力就會造成橋梁病害，進而產(chǎn)生裂縫和破壞，影響橋梁的正常使用。由于環(huán)境因素產(chǎn)生的風(fēng)荷載、水侵蝕、雪荷載以及季節(jié)變換，都會造成橋梁結(jié)構(gòu)破壞和橋體開裂。

隨著基礎(chǔ)交通設(shè)施工程的不斷發(fā)展，維修加固與養(yǎng)護橋梁的方式有很多。例如：在橋梁受彎破壞時，在受彎部分的橋梁底部粘貼高強度材料來加固橋梁、代替一部分梁體承受荷載，使得梁截面應(yīng)力減小，進而對梁體進行加固。類似的加固梁體技術(shù)有很多，但基本上是通過降低結(jié)構(gòu)荷載或通過其他材料承受荷載來減少梁體承受荷載，從而強化梁體截面抗力、增強結(jié)構(gòu)承載力。

2.2 存在的問題

（1）對橋梁養(yǎng)護工作不夠重視。橋梁養(yǎng)護，特別是早期養(yǎng)護，更應(yīng)引起重視。及時發(fā)現(xiàn)并處理橋梁早期問題，避免后期因裂縫未及時修補造成橋孔堵塞、泄洪能力降低，影響橋體使用壽命。

（2）養(yǎng)護管理機制不健全。雖然我國有資質(zhì)的養(yǎng)護管理單位都會對于橋梁養(yǎng)護制定相關(guān)計劃，并且配備有橋梁工程師指導(dǎo)養(yǎng)護工作，但是仍有一部分管理單位的管理機制不健全，養(yǎng)護人員缺乏定期的專業(yè)技能培訓(xùn)，養(yǎng)護措施不能與時俱進，缺乏對責任的落實以及相應(yīng)的追責制度。為減小因養(yǎng)護工作疏忽出現(xiàn)重大事故的概率，橋梁養(yǎng)護管理人員應(yīng)加強對現(xiàn)場施工人員的管理，確保養(yǎng)護工作的順利開展。

（3）養(yǎng)護技術(shù)落后。由于橋梁建設(shè)過程中使用的工程材料質(zhì)量、材料配合比并未完全達標，存在微小的缺陷，盡管在橋梁初期使用階段沒有體現(xiàn)，但隨著時間的推移以及各種荷載的不斷作用，會出現(xiàn)細小的病害。病害會隨著使用年限的增加而增大，以至于橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損害。這主要是由于橋梁養(yǎng)護管理部門對于橋梁工程的日常養(yǎng)護不符合標準，檢測技術(shù)落后，導(dǎo)致未能徹底掌握橋梁的內(nèi)部損傷，無法對小孔洞、縫隙進行修補，導(dǎo)致它們逐漸加大并最終形成巨大的安全隱患。

（4）養(yǎng)護資金不足。近年來隨著基礎(chǔ)設(shè)施的不斷發(fā)展，國家對公路橋梁養(yǎng)護工作的重視程度有所增加，養(yǎng)護資金問題已得到很大程度的改善，不過由于橋梁養(yǎng)護工程暫時未列入國家公路養(yǎng)護名單，部分地區(qū)存在重視公路養(yǎng)護而忽視橋梁養(yǎng)護的現(xiàn)象，橋梁養(yǎng)護資金不到位的情況時有發(fā)生。

（5）橋梁圍護設(shè)施未及時加固。橋梁圍護設(shè)施及構(gòu)件出現(xiàn)損害后，未及時發(fā)現(xiàn)問題并進行加固，使得橋梁欄桿出現(xiàn)質(zhì)量問題或殘缺不全等現(xiàn)象，無法保障上橋行駛的車輛和人員安全。

3 橋梁維修加固與養(yǎng)護的具體措施

3.1 養(yǎng)護原則

（1）為加強橋梁的耐久性，橋梁養(yǎng)護工作應(yīng)將防止病害與維修病害相結(jié)合，依據(jù)養(yǎng)護的實踐經(jīng)驗和橋梁的實際情況做出預(yù)防計劃。應(yīng)注意環(huán)境因素改變時對于橋體的防護，如：高溫季節(jié)時對橋體進行降溫，低溫季節(jié)時防止雪荷載、凍融現(xiàn)象，雨季時對橋體進行防護等。

（2）在不造成環(huán)境污染、生態(tài)失衡的情況下，盡可能降低養(yǎng)護成本。

（3）養(yǎng)護過程中應(yīng)降低勞動強度，實現(xiàn)養(yǎng)護過程機械化，提升養(yǎng)護效率，實現(xiàn)信息化建設(shè)，使病害處理更加科學(xué)。

（4）應(yīng)完善橋梁工程維修養(yǎng)護制度，加強測試力度，提高檢測水平。

3.2 橋梁工程安全管理過程

（1）配備專業(yè)性技術(shù)性強的質(zhì)量檢測人員，具備專業(yè)知識、豐富經(jīng)驗的技術(shù)人員通過精密專業(yè)儀器可以對橋梁做到全方位檢查。

（2）制定常規(guī)、定期以及特殊的不同檢查計劃：①常規(guī)檢查重點在橋體養(yǎng)護過程中，對橋梁結(jié)構(gòu)進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)病害并加以處理；②定期檢查時應(yīng)使用專業(yè)儀器對橋梁進行檢測，每三年進行一次大規(guī)模檢查，并在橋梁投入正常使用一年后進行全面檢查；③特殊檢查發(fā)生在橋梁嚴重損壞時，使用專業(yè)儀器檢測橋梁內(nèi)部破壞情況。

（3）管理人員還應(yīng)在對橋梁檢測信息建立檔案，記錄橋梁檢查中存在的問題，使監(jiān)測信息系統(tǒng)化，了解并掌握橋梁病害及發(fā)展趨勢，并制定合適的解決措施。

3.3 橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護

橋梁預(yù)防性養(yǎng)護主要是在橋梁病害發(fā)生初期、尚未表現(xiàn)明顯特征時進行養(yǎng)護處理，以降低病害產(chǎn)生的安全隱患，提升橋梁安全性和耐久性，延長橋梁使用壽命。它主要由以下6部分工作組成：①對于暴露在空氣中的鋼結(jié)構(gòu)、金屬連接部件進行除銹處理，必要時刷防銹漆，減少金屬銹蝕；②對嚴重裂縫進行封閉處理，輕微裂縫用貼紙條法進行觀察，并檢測泄水孔是否通暢；③發(fā)現(xiàn)和處理混凝土結(jié)構(gòu)的損壞情況，避免混凝土內(nèi)部鋼筋出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力；④檢查欄桿部分，修復(fù)損壞部分并張貼警示標示，確保交通安全；⑤對于混凝土保護層結(jié)構(gòu)薄弱部分應(yīng)加強防水處理，減少水侵蝕；⑥對伸縮縫結(jié)構(gòu)進行清理，減少對伸縮縫結(jié)構(gòu)的損害。

3.4 具體措施

由于交通量不斷增加，很多早期修建的橋梁在不能正常使用或嚴重損壞時，要結(jié)合當前使用在不破壞橋梁安全性的基礎(chǔ)上對其進行加固改造，確保其承載能力達到要求，延長使用年限。首先要對橋梁進行全面檢查，掌握其養(yǎng)護、病害情況。然后根據(jù)檢查結(jié)果制定加固維修計劃，對病害部分進行處理，處理過程應(yīng)遵守先小修、后中大修的原則，并且在易出現(xiàn)病害位置進行特殊處理。例如，橋梁伸縮縫是橋梁工程中重要組成部分，也是最易出現(xiàn)病害部分，通常設(shè)置在橋端等位置。由于車輛碾壓、工程施工中的忽視等，伸縮縫易受到損害。伸縮縫的維修需要根據(jù)破壞情況來選擇適合的處理措施，破壞嚴重時需更換伸縮縫。

4 加強橋梁養(yǎng)護管理工作的措施

4.1 對養(yǎng)護人員進行定期專業(yè)培訓(xùn)

橋梁養(yǎng)護的專業(yè)性比較強，對于養(yǎng)護人員的技術(shù)要求比較高，但很多橋梁養(yǎng)護單位由于缺少專業(yè)性人才，橋梁養(yǎng)護的技術(shù)不高，不能及時發(fā)現(xiàn)微小病害、降低橋梁安全隱患。所以，養(yǎng)護單位應(yīng)加強對橋梁養(yǎng)護人員的定期培訓(xùn)，提高橋梁養(yǎng)護的科學(xué)性。

4.2 對超重運輸加強治理

為了增強橋梁的安全性和耐久性，交管部門嚴禁超載、超限車輛上橋，并制定了一系列措施，嚴格控制上橋車輛重量，加強對超載車輛的處罰程度。此外，還應(yīng)加強對橋梁檢測，一旦發(fā)現(xiàn)安全問題或隱患應(yīng)立即加大對車輛的限制或封閉交通對其進行加固處理，不可處理的則應(yīng)進行交通管制，并提高限載條件，避免出現(xiàn)安全事故。

4.3 加強橋梁改建工程

隨著交通量的不斷加大，改建危橋工程逐漸成為養(yǎng)護橋梁工程的工作重心。隨著橋梁養(yǎng)護管理部門對危橋改造工程的資金注入，橋梁養(yǎng)護技術(shù)水平也得到了提升。應(yīng)合理利用舊橋資源，聯(lián)合路網(wǎng)對不符合交通量且處于交通樞紐部位的危橋進行改造。為降低成本，在不污染環(huán)境的情況下應(yīng)優(yōu)先考慮對舊橋進行加固，如因橋梁結(jié)構(gòu)引起的橋梁荷載過低則應(yīng)考慮拆除重建。

舊橋加固過程中工作難度比較大，需要結(jié)合技術(shù)發(fā)展情況選擇施工工藝，同時減少對原有結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全的損失，加大對原結(jié)構(gòu)的利用率，改善其結(jié)構(gòu)的耐久性，并增加承載能力，使得承載能力符合現(xiàn)有交通量，減少安全事故。

5 結(jié)束語

橋梁工程維修加固與養(yǎng)護技術(shù)是橋梁管理中非常重要的一部分，是確保橋梁承載能力、降低橋梁安全隱患的重要手段。所以應(yīng)重視橋梁工程維修加固與養(yǎng)護工作，提高養(yǎng)護人員專業(yè)性，投入更精準的橋梁養(yǎng)護設(shè)備，學(xué)習(xí)并分析先進養(yǎng)護技術(shù)，結(jié)合實際情況對橋梁進行合理化養(yǎng)護，提高橋梁使用年限和承載能力，大幅提升我國橋梁工程的維修加固與養(yǎng)護技術(shù)。