公路危舊中小橋梁的養(yǎng)護(hù)與維修加固分析

吳童年

(甘肅省武威公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅 武威 733000)

截止2022年底，我國現(xiàn)有公路總里程達(dá)528萬km，其中“路”是平穩(wěn)地面條件下的公路保障，而“橋”則是峽谷、溝壑、河流之上等復(fù)雜條件下的公路保障，相較于“路”的功能性影響，“橋”的功能性損失以及潛藏的危險(xiǎn)因素更容易引發(fā)行人、行車的安全。因此，為保證行人、行車的舒適度和安全性，必須分析公路危舊中小橋梁的養(yǎng)護(hù)與維修加固策略，緩解交通運(yùn)輸壓力，才能夠有效提升我國公路的整體效能。

1 公路危舊中小橋梁養(yǎng)護(hù)與維修加固的意義

1.1 保障行人行車的安全

公路是一項(xiàng)保障性設(shè)施，是連通城市之間、城鄉(xiāng)之間的紐帶，通過公路工程讓遍布在960萬km2各處的親人、朋友能夠更簡單的相見，讓北方人們的餐桌上能夠出現(xiàn)南方城市生產(chǎn)的蔬果，讓南方人們能夠領(lǐng)略北方城市的風(fēng)情，但在公路方便人們出行、加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的同時(shí)，公路自身的性能也與過往行車的安全產(chǎn)生直接聯(lián)系，尤其橋梁作為公路系統(tǒng)中建立在溝壑、河流等復(fù)雜條件下的設(shè)施，若橋梁的功能性存在問題，會(huì)嚴(yán)重影響行人、行車的過往安全，誘發(fā)安全事故。

我國現(xiàn)有公路橋梁96.11萬座，其中特大橋梁7 417座，大橋13.45萬座，中小橋梁約81.92萬座，是公路橋梁中占比最大的部分，若中小橋梁的質(zhì)量存在問題，將會(huì)嚴(yán)重影響公路系統(tǒng)的運(yùn)輸能力和交通保障能力，誘發(fā)安全事故、阻礙經(jīng)濟(jì)發(fā)展，通過公路危舊中小橋梁的養(yǎng)護(hù)與維修加固工作，能夠有效恢復(fù)橋梁的功能性，進(jìn)而保障行人、行車的過往安全，加速我國“建設(shè)交通強(qiáng)國”的目標(biāo)達(dá)成[1]。

1.2 促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展

“要想富，先修路”這句在我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中流傳幾十年的話語，經(jīng)過時(shí)間的驗(yàn)證已經(jīng)成為我國發(fā)展經(jīng)濟(jì)的“真理”，這句話也直接說明交通保障與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的直接關(guān)系，同時(shí)，橋梁作為人們“跋山涉水”的重要保障設(shè)施，若橋梁存在質(zhì)量問題，會(huì)嚴(yán)重影響該地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)。

為大力發(fā)展地區(qū)經(jīng)濟(jì)，各地區(qū)先后開展旅游、物流、采摘園、農(nóng)家樂等新興的經(jīng)濟(jì)建設(shè)模式，不僅如此，在當(dāng)下網(wǎng)絡(luò)大興的時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)購物、線上線下聯(lián)通都需要公路工程的交通保障。如上文所述，中小型橋梁是公路橋梁中最重要、數(shù)量最多的組成部分，雖然中小型橋梁泛指長度在100m以下的橋梁，但中小型橋梁卻是聯(lián)通路與路之間的重要保障，一旦橋梁的功能性受損，其兩側(cè)的路也將失去意義，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成阻礙。通過公路危舊中小橋梁養(yǎng)護(hù)與維修加固工作，能夠有效保證橋梁的功能性完善，保證公路流通，進(jìn)而為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供基本條件[2]。

2 公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固質(zhì)量不足的原因

2.1 養(yǎng)護(hù)維修工作人員能力問題

任何以工作人員為基本條件而開展的工程項(xiàng)目，都不可避免的會(huì)受到工作人員的技術(shù)能力影響。公路危舊中小橋梁養(yǎng)護(hù)與維修加固工作需要涉及多種技術(shù)要求，包括但不限于：檢測技術(shù)、問題分析能力、養(yǎng)護(hù)與維修技術(shù)的掌握、養(yǎng)護(hù)與維修標(biāo)準(zhǔn)的確定、養(yǎng)護(hù)與維修方案的規(guī)劃等等。在實(shí)際的公路危舊中小橋梁養(yǎng)護(hù)與維修加固工作中，將養(yǎng)護(hù)與維修工作分為檢測與養(yǎng)護(hù)維修兩個(gè)部分，由不同的工作人員負(fù)責(zé)各自的工作。但作為施工現(xiàn)場的管理人員，除具備現(xiàn)場協(xié)調(diào)能力、方案制定能力外，必須對各項(xiàng)技術(shù)都有一定掌握，才能夠科學(xué)、標(biāo)準(zhǔn)的開展公路危舊中小橋梁養(yǎng)護(hù)與維修加固工作，當(dāng)前大部分的是危舊中小橋梁養(yǎng)護(hù)與維修工作現(xiàn)場，管理人員并不滿足相關(guān)的能力需求[3]。

其次，工作人員對自身所負(fù)責(zé)工作的技術(shù)掌握也會(huì)影響橋梁的養(yǎng)護(hù)維修加固效果。即使管理人員能夠完善制定施工方案，若負(fù)責(zé)各項(xiàng)工作的工作人員不能夠以自身技術(shù)落實(shí)養(yǎng)護(hù)維修加固方案，也會(huì)導(dǎo)致公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固質(zhì)量不足的問題。

2.2 橋梁管理制度缺位

我國現(xiàn)有中小型公路橋梁81.92萬座，龐大的數(shù)量導(dǎo)致中小型橋梁的日常管理始終處于缺位狀態(tài)，如：在城市、城鄉(xiāng)之間的中小型公路橋梁因缺少日常巡查、管理，周邊群眾會(huì)在公路橋梁上晾曬農(nóng)作物、衣物(如圖1所示)，長此以往，農(nóng)作物中的水分、衣物中的水分和清潔劑殘留物質(zhì)會(huì)加速橋梁材料的腐蝕速度，從而造成橋梁的性能缺失。

圖1 正在橋梁上晾曬的被褥

造成公路橋梁日常管理效果較差的主要問題便是公路橋梁管理責(zé)任的不清晰。公路橋梁建設(shè)是市政工作的一部分，其規(guī)劃、施工都有明確的責(zé)任，但在后期使用階段的管理工作卻沒有明確的責(zé)任劃分，當(dāng)公路橋梁被發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，會(huì)進(jìn)行維修和加固，但不明確的責(zé)任劃分顯然會(huì)增加公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固的工作量，因此，建立完善的公路橋梁管理制度，才能夠更好保障公路橋梁的功能性[4]。

2.3 不合理的養(yǎng)護(hù)維修導(dǎo)致橋梁問題加重

公路橋梁的養(yǎng)護(hù)維修加固工作一般以強(qiáng)度較高的材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，補(bǔ)強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)及補(bǔ)強(qiáng)材料的應(yīng)用都應(yīng)以滿足維修加固條件即可，無論是使用過多材料進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或是補(bǔ)強(qiáng)材料不足，都會(huì)導(dǎo)致橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固的效果受到影響。

首先，若補(bǔ)強(qiáng)材料使用過多，會(huì)增加橋梁自身重量，且補(bǔ)強(qiáng)材料所處的位置是橋梁最“脆弱”的部分，因此，若補(bǔ)強(qiáng)材料使用過多反而會(huì)進(jìn)一步加劇橋梁的功能性損失問題。其次，加固補(bǔ)強(qiáng)材料需要具備較高的強(qiáng)度，當(dāng)前用于補(bǔ)強(qiáng)的材料主要包括鋼板、碳纖維等材料，加固補(bǔ)強(qiáng)的效果與加固材料自身強(qiáng)度有直接聯(lián)系，若加固材料使用不足會(huì)導(dǎo)致加固補(bǔ)強(qiáng)效果較差，從而無法達(dá)到公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固的目的[5]。

3 橋梁養(yǎng)護(hù)維修的策略

3.1 覆蓋橋梁壽命全過程的檢測

檢測是開展養(yǎng)護(hù)維修加固工作的前提條件。只有橋梁當(dāng)前存在性能不足問題時(shí)，才應(yīng)開展適當(dāng)?shù)木S修加固工作。在公路橋梁的檢測工作中根據(jù)檢測的目的和技術(shù)不同，分為經(jīng)常性檢測、外觀定期檢測、結(jié)構(gòu)定期檢測、動(dòng)靜載實(shí)驗(yàn)以及其他性能檢測共五部分[6]。

其中經(jīng)常性檢測主要針對橋面設(shè)施、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及其他設(shè)施進(jìn)行技術(shù)檢測。經(jīng)常性檢測一般以一月為周期，是一項(xiàng)以預(yù)防為主的橋梁檢測項(xiàng)目；外觀定期檢測，是一項(xiàng)日常檢測項(xiàng)目，通過對橋梁外觀情況的觀察能夠進(jìn)一步掌握橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，從而判斷養(yǎng)護(hù)措施和養(yǎng)護(hù)時(shí)間；結(jié)構(gòu)定期檢測是一種在常規(guī)檢測基礎(chǔ)上進(jìn)行的無損檢測，包括但不限于混凝土強(qiáng)度檢測、混凝土碳化深度檢測、鋼位置及混凝土防護(hù)層厚度檢測等，通過結(jié)構(gòu)定期檢測，技術(shù)人員能夠判斷當(dāng)前橋梁的承載標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修方案調(diào)整；動(dòng)靜載實(shí)驗(yàn)分為動(dòng)載實(shí)驗(yàn)和靜載實(shí)驗(yàn)兩部分，動(dòng)載實(shí)驗(yàn)是通過不同速度、不同質(zhì)量行車通過所產(chǎn)生橋梁行動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)位移、應(yīng)力作用下的振動(dòng)等數(shù)據(jù)收集，進(jìn)而判斷橋梁在動(dòng)載條件下的工作狀態(tài)。靜載實(shí)驗(yàn)則是通過在橋梁指定區(qū)域的重物堆積，收集橋梁的靜應(yīng)變和靜位移等數(shù)據(jù)，從而分析橋梁內(nèi)部的受力分布、梁跨中點(diǎn)的撓度等，從而判斷橋梁在靜載條件下的工作狀態(tài)；其他性能檢測是針對橋梁可能受損情況的觸發(fā)性檢測，通過混凝土結(jié)構(gòu)取芯、建模分析等方式，分析橋梁在承受火災(zāi)、超高質(zhì)量運(yùn)輸?shù)惹闆r后的荷載性能[7]。

通過不同周期、不同技術(shù)的檢測工作開展，能夠讓技術(shù)人員更全面的掌握橋梁當(dāng)前工作狀態(tài)，從而為后續(xù)的橋梁養(yǎng)護(hù)、維修、加固方案進(jìn)行梳理調(diào)整，保證橋梁能夠得到適度的養(yǎng)護(hù)，恢復(fù)橋梁的功能性。

3.2 培養(yǎng)素質(zhì)過硬的維修養(yǎng)護(hù)加固工作隊(duì)伍

為提升工作隊(duì)伍的整體能力，相關(guān)工作單位應(yīng)積極開展培訓(xùn)活動(dòng)以及友鄰單位之間的學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過培訓(xùn)活動(dòng)和學(xué)習(xí)活動(dòng)，能夠讓工作人員發(fā)現(xiàn)自身工作素養(yǎng)、技術(shù)等方面的不足，從而進(jìn)行針對性學(xué)習(xí)提升。

工作人員作為開展公路危舊中小橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固工作的主要力量，提升工作人員的技術(shù)能力和工作素養(yǎng)，才能夠有效保證養(yǎng)護(hù)維修加固工作的高質(zhì)量實(shí)施[8]。

3.3 針對不同問題進(jìn)行適當(dāng)處理

適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)、維修才能夠有效提升橋梁的使用年限，因此，在危舊中小橋梁的不同問題中，采取針對性處理措施是影響?zhàn)B護(hù)、維修效果的關(guān)鍵因素。當(dāng)前危舊中小橋梁的養(yǎng)護(hù)維修加固方法主要包括以下三種：

(1)鋼板加固法。公路橋梁是建成后需要長久投入使用的設(shè)施，且橋梁長期處于露天環(huán)境下，會(huì)直接受到溫度、濕度、風(fēng)、雨等自然條件的侵蝕，降低橋梁的功能性，導(dǎo)致橋梁使用壽命大幅縮減。因鋼板自身的強(qiáng)度大，具備較強(qiáng)的抗腐蝕性，常被用于中小橋梁的養(yǎng)護(hù)維修工作中，根據(jù)使用鋼材的方法不同，又分為焊補(bǔ)鋼筋法、粘貼鋼板法等。下文主要介紹粘貼鋼板加固法(如圖2所示)。粘貼鋼板加固法主要應(yīng)用于橋梁承載能力不足或縱向主筋嚴(yán)重銹蝕等橋梁功能性嚴(yán)重受損的情況，在粘貼鋼板之前，應(yīng)對所需粘貼部位的混凝土進(jìn)行監(jiān)測，需要保證混凝土含水量處于4%以下，并將混凝土表面的松散表層清理打磨，平整度應(yīng)達(dá)到5mm/m的標(biāo)準(zhǔn)，而后使用吹風(fēng)設(shè)備將混凝土表面灰塵清理完畢。粘貼鋼板所用的粘接材料應(yīng)以環(huán)氧樹脂或結(jié)構(gòu)膠為主，粘接材料與硬化劑以2∶1的比例進(jìn)行混合攪拌，作為粘貼鋼板所用的粘接材料，將粘接材料均勻涂抹至所需粘貼混凝土的表面，而后將鋼板嚴(yán)密的貼在目標(biāo)區(qū)域即可。需要注意的是，粘接材料在混合后會(huì)快速硬化，因此，粘接材料必須在確認(rèn)使用時(shí)間后才能夠進(jìn)行混合，其次，鋼板的粘貼效果會(huì)直接影響?zhàn)B護(hù)維修效果，若鋼板粘接不嚴(yán)密，應(yīng)增加粘接材料用量，并使用重物加壓，以達(dá)到粘接效果[9]。

圖2 使用鋼板加固法后的橋梁

(2)碳纖維加固法。碳纖維是近年來新興的高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕材料，其自身強(qiáng)度高、質(zhì)量小的特點(diǎn)，使其成為各行各業(yè)發(fā)展的主力材料之一，碳纖維加固法是鋼板粘接加固法的擴(kuò)展應(yīng)用，碳纖維材料的強(qiáng)度是一般鋼鐵的5倍，其質(zhì)量卻只有鋼鐵的10%，將鋼板替換為碳纖維材料能進(jìn)一步提升加固效果，同時(shí)碳纖維材料自身質(zhì)量小的特點(diǎn)，也能夠降低加固材料對橋梁自身產(chǎn)生的應(yīng)力，有效保障橋梁的使用壽命。

碳纖維加固法的應(yīng)用過程與碳纖維加固法原理相同，但實(shí)際操作卻不盡相同。碳纖維加固法施工前同樣需要將粘接結(jié)構(gòu)的表面進(jìn)行全面清理，清理對象包括銹蝕、松散的混凝土層等，而后使用粘浸膠均勻涂抹在碳纖維材料的表面，將涂膠一面與橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行粘貼即可。需要注意的是，碳纖維材料自身在質(zhì)量較小雖有利于粘接劑的性能發(fā)揮，但橋梁結(jié)構(gòu)自身平整度不足，同樣會(huì)導(dǎo)致碳纖維材料脫落的問題，因此，若橋梁結(jié)構(gòu)存在凹凸不平的問題，應(yīng)使用打磨機(jī)等找平設(shè)備進(jìn)行處理，而后進(jìn)行碳纖維加固法的施工[10]。

(3)橋面鋪裝加固法。公路橋梁大多以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主，橋梁在長久的使用過程中，混凝土?xí)掷m(xù)受到風(fēng)雨影響而松散，鋼筋會(huì)發(fā)生銹蝕問題，因此，以瀝青混凝土為主要施工材料，在橋面增加一層鋪裝，能夠有效保護(hù)鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而保證橋梁的穩(wěn)定使用。

鋼板粘貼加固和碳纖維加固主要針對橋體出現(xiàn)破損問題，性能受到大幅度損傷的情況而使用，而橋面鋪裝加固法則是能夠延長橋梁使用年限的有效養(yǎng)護(hù)措施，區(qū)分不同技術(shù)的不同應(yīng)用方式，才能夠有效開展公路危舊中小橋梁的養(yǎng)護(hù)維修加固工作，保障橋梁的功能性。

4 結(jié)語

公路危舊中小橋梁的養(yǎng)護(hù)維修加固工作效果直接影響過往行人、行車的安全以及所處地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)，為保證橋梁養(yǎng)護(hù)維修加固工作的效果，相關(guān)人員應(yīng)積極開展有關(guān)技術(shù)的分析研究，總結(jié)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，為我國的公路工程發(fā)展保駕護(hù)航。