橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術探析

王欽明

（煙臺市福山公路建設養(yǎng)護中心，山東 煙臺 264005）

近幾年，橋梁作為一項重要的社會民用工程，其結構與力學性能與經濟發(fā)展的關系正在越來越受到社會的關注。與之相符的，橋梁的養(yǎng)護與維修加固工作作為橋梁建成后保證其使用年限，延緩其自然老化的重要手段，也獲得了越來越多的學術探討。本文也將簡要分析橋梁的養(yǎng)護與維修加固施工的相關課題。

1 道路橋梁的養(yǎng)護工程技術與維修加固工程技術的實際意義

我國國土面積廣大，地理特征十分復雜，由于在我國的廣大南方地區(qū)河網密布，以及在中西部地區(qū)地勢高地形崎嶇復雜，而我國既然已建成了覆蓋全國的公路網，與之相符的道路橋梁工程在我國的空間分布十分廣泛。然而，我國的公路網是在20 世紀的社會主義建設年代建成的，與之相符的道路橋梁工程也大都是在那個水深火熱的年代建成的。雖然改革開放后和新世紀以來，很多地區(qū)的道路橋梁工程得以維護或重修，但是仍然有相當數(shù)目的橋梁目前處在危險運行的狀態(tài)。另外，即使是曾后期經過維護或重修的橋梁，在使用的過程中也不可避免地要經歷養(yǎng)護和維修加固。如何將老舊的橋梁進行科學的維修加固以延長其使用時間，提高其使用安全性；如何確保新修的橋梁能在較長的時間保持其力學與結構性能，從而延長其使用時間，提高其使用安全性，是目前我們探討道路橋梁的養(yǎng)護工程技術與維修加固工程技術的主要目的。尤其是在我國這樣的橋梁數(shù)量多、分布廣的國情中，只有不斷提升道路橋梁的養(yǎng)護工程技術與維修加固工程技術的技術應用效率與效能，才能在未來極大程度地避免由于橋梁所導致的道路交通問題或經濟社會問題，為我國的經濟與社會的發(fā)展提供保障。

2 我國在道路橋梁的養(yǎng)護與維修加固方面常常出現(xiàn)的問題

2.1 橋梁在使用的過程中未進行定期的檢修維護或檢修維護的周期制定不夠科學

筆者通過查閱文獻與走訪調查發(fā)現(xiàn)，目前在我國的很多地區(qū)的道路橋梁的主管部門對于當?shù)氐牡缆窐蛄褐贫ǖ臋z修維護周期并不符合科學，甚至還有很多地方根本就不會對道路橋梁進行定期的檢修維護。而筆者通過分析近年來的與道路橋梁相關的事故總結出，幾乎絕大多數(shù)出現(xiàn)事故的橋梁都與檢修維護的周期制定不科學或不進行檢修維護有關?？陀^上，這些地區(qū)的橋梁大多分布在人流、車流量較少的道路橋段或荒山野嶺之中，抑或是橋梁分布數(shù)量多、分布廣，往往會使地方相關部門對于橋梁的關注度降低，從而造成檢修維護周期制定不合理或不進行檢修維護等問題。而主觀上，則往往是由于地方相關部門的從業(yè)人員職業(yè)素養(yǎng)不夠、技術水平不高等原因導致的。隨著經濟與社會的發(fā)展，無論是百姓居家駕車出行的次數(shù)還是公司雇傭貨車載貨的價值都有很大的提升，這無疑會加大橋梁的承載壓力，當一些橋梁長期未曾進行過科學合理的、有周期性的檢修后，其勢必會出現(xiàn)一定程度的老化與磨損，當老化與磨損到一定程度后，就極易釀成交通事故悲劇。

2.2 在進行橋梁的養(yǎng)護與維修加固工程之前未曾先明確橋梁問題出現(xiàn)的根源而盲目施工

很多地區(qū)的主管部門在對橋梁進行養(yǎng)護與維修加固時，并未事先明確橋梁問題出現(xiàn)的根源而盲目地對橋梁進行養(yǎng)護與維修施工。這種盲目工程效率非常低，可能在短時間內會對保持橋梁的結構與力學性能起到一定的作用，但是若是以長遠的眼光來看，這種做法不但無法保證橋梁的結構與力學性能，反而對于橋梁的結構與力學性能是一種變相的破壞。并且，這種錯誤的做法在心理上也會給當?shù)氐南嚓P主管部門一種“橋梁已檢修，短時間內幾乎不會再次發(fā)生類似事故”的錯覺，從而對橋梁的安全性放松警惕，這時如果事故真正發(fā)生，必然會降低當?shù)刂鞴懿块T應對事故的效率，從而使事故的危害進一步擴大。[1]

3 道路橋梁養(yǎng)護工程技術

3.1 采用定期巡邏檢查與不定期隨機抽查相結合的日常養(yǎng)護方式

相關的主管部門中的道路橋梁養(yǎng)護工程團隊應當樹立先養(yǎng)護后維護的理念，拋棄過去的先事故后補救的錯誤觀點，將道路橋梁養(yǎng)護工程技術真正落實到日常的工作生活中。在對道路橋梁進行日常的橋梁養(yǎng)護工程時，相關的道路橋梁養(yǎng)護團隊可以采取以定期巡邏檢查與不定期隨機抽查相結合的日常養(yǎng)護方式。定期的巡邏檢查是道路橋梁養(yǎng)護工程技術應用的基礎，它能確保道路橋梁的各個部位都能得到科學合理的保養(yǎng)維護；而不定期的隨機抽查則更多是對定期的巡邏檢查的檢查，它輔助定期的巡邏檢查，是對定期巡邏檢查工作的工作成效的反應，以便工作團隊能及時發(fā)現(xiàn)道路橋梁養(yǎng)護工作所存在的漏洞并提出解決方案。只有采用定期巡邏檢查與不定期隨機抽查相結合的日常養(yǎng)護方式，才能確保道路橋梁養(yǎng)護工程能做到真正的全方位無死角，才能保證橋梁在各個方位上的力學與結構性能得到養(yǎng)護與維護。

3.2 提高道路橋梁養(yǎng)護工程團隊的整體素質

相較于道路橋梁的修建與維修工作來說，道路橋梁的養(yǎng)護工程的工程施工難度較小，關鍵在于細心檢查與堅持周期，所以一旦道路橋梁的養(yǎng)護工程出現(xiàn)了問題，由于養(yǎng)護團隊技術能力不達標導致的幾乎很少，絕大多數(shù)還是由于養(yǎng)護團隊因主觀的或客觀的種種原因未能正常進行科學合理且有周期性的道路橋梁養(yǎng)護工程。所以，提高道路橋梁養(yǎng)護工程團隊的整體素質，尤其是心理素質以及職責責任等方面尤為重要。有關主管部門與道路橋梁養(yǎng)護工程團隊都應當明確道路橋梁養(yǎng)護工程對于保持道路橋梁的力學與結構性能所起到的不可替代的重要作用，并時刻保持著對于道路橋梁養(yǎng)護工程的警惕性。團隊內應當多組織政治學習研討會，將道路橋梁養(yǎng)護工程的重要意義與時代作用下深入每一個隊員的心中，幫助隊員時刻保持著對于橋梁養(yǎng)護工作的警惕性。同時，團隊內也可以成立檢查組，專門負責檢查、督查團隊的道路橋梁養(yǎng)護工程進行得是否合理、是否符合科學、是否能起到真正作用等。

3.3 加強對于橋梁排水系統(tǒng)養(yǎng)護工作的重視程度

筆者通過對比眾多不同的道路橋梁養(yǎng)護工程及相關事故的真實案例認為，道路橋梁的排水系統(tǒng)對于維持一個橋梁長期的力學與結構性能具有非常重要的作用，尤其對于分布在我國濕潤與半濕潤地區(qū)的道路橋梁來說，對于排水系統(tǒng)的養(yǎng)護工作對整個橋梁的養(yǎng)護工程來說十分重要。由于道路橋梁最常見的磨損無非是由兩方面導致的——力學破壞與化學腐蝕，其中道路橋梁在承載車輛通行所造成的力學破壞在所難免，而化學腐蝕當中，水是整個腐蝕化學式的反應物與催化劑。就拿橋梁最常見的材質——鋼筋混凝土來說，其中鋼筋中的鐵在接觸水之后，整個系統(tǒng)會形成原電池從而加快鋼筋的腐蝕速度，而混凝土表面如果長期附著液體暴露在空氣中則極易發(fā)生碳化效應，使混凝土變脆，從而降低材料的強度與剛度。由此可見，如何將橋梁表面與橋梁內部的水及時排出橋梁對于降低橋梁化學腐蝕強度、維持橋梁的力學與結構性能是道路橋梁養(yǎng)護工程不得不面對并且需要充分重視的課題。在對道路橋梁的排水系統(tǒng)進行養(yǎng)護時，技術人員應當周期性地檢查橋梁排水系統(tǒng)的通暢性以及排水儀器的工作狀態(tài)，并且根據(jù)季節(jié)進行適當?shù)恼{整。如在我國北方地區(qū)秋季樹木會產生大量落葉，極易聚集在橋梁排水管中從而造成堵塞，這時就需要橋梁的養(yǎng)護團隊縮短排水系統(tǒng)檢查的周期，以確保橋梁排水管的通暢，等等。當發(fā)現(xiàn)排水系統(tǒng)的設計存在不合理時，如管道布局不合理、排水口設計不合理、管道斜度不利于排水等問題，應當及時上報橋梁工程改造部門，對排水系統(tǒng)進行科學的改造，以確保其排水性能的高效性。

4 道路橋梁維修加固工程技術

4.1 增大截面的道路橋梁加固技術

增大截面的道路橋梁加固技術通常應用在道路橋梁的抗彎、抗壓和抗剪切構件上，通常這些構件的材料都是鋼筋混凝土。從理論上分析，由于材料的切應力與其受力成正比，而與材料的截面面積成反比，在橋梁相應的材料受力時，工程人員可以通過減小材料的受力與增大材料的相關面積兩方面增大橋梁的強度、剛度與穩(wěn)定性，顯然前者在實際應用上是不現(xiàn)實的，所以增大截面的道路橋梁加固技術是橋梁維修加固工程技術中應用最廣泛的工程技術之一。尤其是對于一些截面設計相對較小、抗彎抗壓抗剪切材料選用的強度、剛度穩(wěn)定性相對較低的橋梁而言，增大截面的橋梁加固技術更加具有其應用價值與應用前景。然而截面并不是越大越好，也就是說，在增大截面的道路橋梁加固技術應用中，工程技術人員應當做到合理分析橋梁的結構與受力實際情況。在實際施工過程中，技術人員應當探索增大截面最低成本且高效的添加方式，并且在成功附加材料后，為了保證附加材料與原有材料粘合的穩(wěn)定性與穩(wěn)固性，通常需要添加暫時性或永久性的輔助構件來幫助附加材料與原有材料粘合。在輔助構件的添加上依然需要經過科學設計，輔助構件本身的強度、剛度與穩(wěn)定性需要滿足橋梁受力的要求，并且耐腐蝕性等化學性質也要做到與橋體本身材料差別不大；同時輔助構件的位置選擇也要選取最合適的位置放置，通常是設計在附加材料與原有材料最容易出現(xiàn)分離的部位，個別情況也會設計在其他比較重要的部位；另外，輔助構件的接入方式的選擇也必須要受到工程技術人員的充分重視，目前通常使用的幾種接入方式也各有利弊，只有選擇了最適合施工橋梁與其附加材料的接入方式，才能確保增大截面的橋梁加固技術能應用到最高效能。

4.2 附加粘貼輔助材料的道路橋梁加固技術

附加粘貼輔助材料的道路橋梁加固技術與增大截面的道路橋梁加固技術類似，兩者都有能起到增大橋梁預應力面積從而增強橋梁材料強度、剛度和穩(wěn)定性的作用，但是附加粘貼輔助材料根據(jù)附加的輔助材料的不同與粘貼位置的不同，通常還會對增強橋梁結構與力學性能起到其他不同方面的綜合作用。比較常見的是粘貼鋼板橋梁加固技術與粘貼復合材料橋梁加固技術。粘貼鋼板的橋梁加固技術在粘貼鋼板的厚度選取上需要經過科學考量，同時，根據(jù)粘貼方法的不同，選用鋼板的厚度也應當與之相稱，并且一般的鋼板在施工的過程中都避免不了延伸，工程技術團隊應當根據(jù)實際施工的情況在施工前對鋼板采用錨固措施。而粘貼復合材料的加固技術通常會應用在道路橋梁軸向拉壓應力相對較大的位置，通過在橋梁結構表面粘貼輔助復合材料的方式可以大幅度提升橋梁結構的強度、剛度和延展性；并且復合材料相對于傳統(tǒng)材料，在力學性能上通常具有更好的重量、強度、剛度、穩(wěn)定性，在化學性能上也通常具有更強的耐腐蝕性、耐潮濕性與易粘貼性，經過粘貼輔助復合材料加固后的橋梁也不會由于橋梁自重的增加而產生其他方面的問題，所以粘貼復合材料輔助橋梁加固技術的技術應用前景十分廣闊。

4.3 體外預應力法道路橋梁加固技術

體外預應力法道路橋梁加固技術主要應用于道路橋梁原本的結構與力學設計不能滿足當前橋梁的承載需求時，用于增強橋梁的結構與力學性能而無需將橋梁進行翻新的一項在道路橋梁施工中較為常見的技術。該項技術應用十分廣泛，尤其是近幾年來隨著經濟與社會的發(fā)展，大型客貨運輸車越來越多，對于一些本身設計承載能力較小但保養(yǎng)較為完好的橋梁而言，應用體外預應力法道路橋梁加固技術對其承載能力進行突破是一種高效、成本低、施工速度快的工程技術。但是由于體外預應力法道路橋梁加固技術通常的施工方式是在對橋梁原有結構進行略微的改進或不進行改造的情況下通過附加結構從而提升力學性能，這就要求施工技術人員不但要掌握原本橋梁的設計情況與相關結構性能，也應當做到根據(jù)新的標準合理設計附加結構，保證附加結構既能維持自身穩(wěn)定，不與原有結構產生沖突并且達到橋梁新的應力承載需求。體外預應力法顧名思義，是在橋梁外部通過添加預應力筋的方式增強橋梁的結構與力學性能，其中預應力筋通常附加在橋梁原有結構的側部和底部，以保證其結構與力學性能能得到充分釋放。體外預應力橋梁加固法的實際施工手段大致可分為部分施工與全面施工，在實際的施工過程中，技術人員應當全面合理地分析施工狀況與橋梁磨損狀況，根據(jù)實際情況確定施工的范圍，也只有選擇了最適宜橋梁的施工手段，才能保證工程在投入成本壓到最低的同時達到最好的工程效果。[2]

5 結語

道路橋梁的養(yǎng)護與維修加固工程是一項具有重要意義的工程技術。只有不斷改進橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術，才能保證橋梁能在長時間內保持其力學與結構性能，為經濟與社會的發(fā)展服務。有關主管部門應當充分認識到發(fā)展與應用這項工程技術的重要性，將道路橋梁的養(yǎng)護與維修加固工程當成一項十分重要的日常工作，時刻緊繃道路橋梁的養(yǎng)護與維修加固的相關意識，這樣才能確保橋梁在使用過程中的安全性。