廬銅高速“十二五”橋梁預防性養護技術

周海波 高明 肖大維 劉陶

1安徽交控集團廬江高速公路管理有限公司 安徽合肥 231500；

2武漢二航路橋特種工程有限責任公司 湖北武漢 430063

摘要：以廬銅高速公路橋梁各結構構件病害作為研究對象，系統分析了廬銅高速公路自通車以來橋梁所出現的問題，并通過具體問題提出相應的預防性養護措施，以實際的預防性養護效果為依據為同類型的橋梁預防性養護提供建議。

關鍵詞：預防性；養護；橋梁；建議；時機判斷

橋梁的預防性養護是為了防止橋梁病害的發生和延遲橋梁輕微病害的進一步擴展，以減緩橋梁病害發展速度、延長橋梁使用壽命為目的的養護作業[1][2]。它是一種周期性的強制保養措施，它并不考慮橋梁是否已經有了某種損壞，而是通過采用先進的檢測技術努力拓寬人們對于橋梁早期病害的認識空間，提前發現橋梁隱藏的隱形病害的存在，并施以正確的預防性養護措施，其核心是要求采用最佳成本效益的養護措施，強調養護管理的計劃性、及時性、超前性。

1.概述

1.1工程概況

廬銅高速公路全長73.206km，瀝青混凝土路面，共有橋梁118座（主線橋79座，跨線橋39座），主線橋總長18686.08m（單幅）：其中特大橋2座，計長12692.2m（單幅）；大橋4座，計長1002.88m（單幅）；中橋17座，計長1110.8m（單幅）；小橋58座，計長1333.49m（單幅）。跨線橋37座，計長2546.71m。廬銅高速公路北接合安高速公路（滬蓉國道主干線），南連沿江、銅湯高速公路，是經合肥通往黃山的最快捷的通道。

1.2廬銅高速公路預防性養護概況

廬銅高速公路于2004年12月底建成，2005年1月9日正式通車。經過4年多的通車運營后于2009年將廬銅高速公路橋梁作為一個標段進行專業化養護。在專業化養護期間部分橋梁出現了裂縫、橋臺滲水、梁底板網裂范堿擦痕麻面污垢、空心板梁滲水等現象，這些病害雖然在短期內不會影響橋梁結構安全，但從長期觀察，這些病害將會逐步發展擴大，對橋梁構件進行侵蝕，而且表觀現象不明顯且不易察覺，后期帶來的安全隱患非常重大，同時也將會加大后期的養護工程量和養護費用。為保證廬銅高速公路全線橋梁能夠長期安全運營，延長使用壽命，減少橋梁后期大中修幾率以及維修成本，遂對全線橋梁做相應的預防性養護措施，并根據預防性養護的長期檢查記錄結果對全線橋梁技術狀況進行綜合評估。

1.3橋梁預防性養護目的和內容

橋梁的預防性養護目的是通過對橋梁進行預防性養護，達到延長橋梁使用壽命，降低橋梁養護成本，保證橋梁安全、平穩運行[3]。

橋梁預防性養護的內容包括：日常橋梁狀況調查、預防性養護方案編制、預防性養護實施、預防性養護效果評價、養護資料歸檔。

2.橋梁預防性養護技術實施

2.1全面、持續掌握橋梁結構狀態

預防性養護需要以完善的檢查機制和先進的檢測手段做基礎，才能夠全面、持續的掌握橋梁結構狀態，為判斷養護時機和選擇養護方法提供依據。

完善的檢查機制能夠提供橋梁狀況的完整記錄，能夠完整反映出橋梁在使用過程中結構狀況的變化和病害的發展程度[4]，為分析判斷橋梁病害原因和研究有針對性的養護對策提供了有力的依據。

先進的檢測手段效率高，能保證檢測數據的精度和科學性，處理數據、信息的能力也大大提高。所以應十分重視高速公路橋梁的檢測效率和質量，重視已開發和應用的集成檢測技術。

2.2建立健全橋梁數據檔案

通過建立健全橋梁養護管理系統數據，能夠對橋梁基礎信息及檢查、檢測、維修保養等信息進行記錄和統計分析，為快速、科學地進行養護決策提供了堅實基礎[5]。同時，通過統一、規范的橋梁養護管理系統，也能夠規范橋梁檢查、檢測內容和方法，統一橋梁技術狀況評定標準，能夠更加有效的反映橋梁現狀，有利于橋梁管養單位做好橋梁養護管理工作。

2.3橋梁預防性養護時機判斷

橋梁結構使用性能的衰減過程，是一個先慢后快的過程[6]，這個過程類似于鋼筋極限抗拉強度試驗中鋼筋應變的發展過程。如圖1所示，在橋梁結構使用性能緩慢衰減的過程中，多次對橋梁結構進行預防性養護維修，可以減緩橋梁的退化，延長橋梁的使用壽命。

圖1 時間-功能指標圖

2.4廬銅高速橋梁病害分析及預防性養護處理

結合實際養護工作中廬銅高速公路橋梁的病害分析，在橋涵構造物養護維修中，部分預防性養護處理：

（1）混凝土的開裂主要是由于混凝土中拉應力超過了抗拉強度，或由于拉伸應變達到或超過了極限拉伸值而引起的。在內因上可能有原材料不佳、均勻性不好、配合比不優、水化熱溫、自身體積變化及其熱學、力學性能達不到抗裂能力的要求[7]，有結構形式不合理，容易造成過大的應力集中，分縫分塊不恰當，難以承載外界條件和荷載的影響等。在外因上可能有溫度、濕度等環境變化，有基礎、老混凝土的約束，有基礎不均勻的沉降和外界荷載等[8]。

對于混凝土結構表面裂縫和缺陷，及時采取裂縫封閉、混凝土缺陷表面修補等處理措施，防止裂縫和缺陷擴展引起鋼筋銹蝕等病害如圖2所示；

（2）廬銅高速公路部分橋梁出現橋臺滲水現象且部分橋梁滲水嚴重，經過長期仔

細的跟蹤觀察，發現滲水的主要原因是伸縮縫堵塞，橡膠條密封不嚴實，導致不能及時排出伸縮縫內積水，使積水滲入橋臺侵蝕混凝土。

對于伸縮縫與泄水孔的堵塞，及時進行清理，以防連鎖性破壞，并及時在伸縮縫兩端加裝伸縮縫Upvc排水管以達到及時排除積水的目的如圖3所示。

圖2 裂縫封閉 圖3 伸縮縫Upvc排水管

（3）廬銅高速公路橋梁出現的普遍病害之一就是梁底細微網裂、露筋、麻面、泛堿、擦痕、污垢等如圖4所示，雖然不直接影響橋梁的結構安全，但從長期跟蹤觀察的結果來看，這些輕微病害將會持續的擴大發展，也會影響到橋梁結構的耐久性，進而影響到橋梁的結構安全。

對于部分空心板底部麻面泛堿等較多的情況，采用滲透性涂裝的方式，恢復結構耐久性，延長橋梁使用壽命，美化了橋梁的外觀如圖5所示。

圖4 板底網裂、范堿 圖5 橋梁滲透涂裝

（4）在經常檢查和定期檢查中我們發現部分橋梁的鋼筋混凝土空心板梁出現潮濕、滲水等現象。如梁體長期處于潮濕、滲水狀態，將會對混凝土的侵蝕鋼筋或預應力筋的銹蝕產生嚴重的影響。引起潮濕、滲水的原因有溫度差的因素和橋面滲水等，當溫度高時空心板梁內產生水蒸氣，溫度低時水蒸氣凝結成水對橋梁進行侵蝕。

為達到空心板梁排水的目的，在不影響空心板梁結構安全的情況下，在每塊梁端處設置兩到三個直徑1cm左右的排水孔以排除空心板內積水保證空心板梁始終處于干燥狀態延長橋梁使用壽命，達到預防性養護目的如圖6所示。

圖6 空心板梁排水

上述橋梁預防性養護措施實際上也是在我們以往的橋梁養護工作中可能常用到的措施，但沒有明確發展相應的預防性養護觀念。實際上，我們認為橋梁的預防性養護是一種養護理念及實施這一理念的一整套養護策略。因此，它并不是以預防性養護技術為核心，而是以其實現的一整套政策、體制、模式和運作方式為核心，技術只是最終的實現方式。

3.橋梁預防性養護成果分析

根據廬銅高速公路橋梁養護運行情況，“十二五”開始至今，廬銅高速公路橋梁預防性養護開展之前總計養護費用為597.68萬元，其中大中修養護和專項養護維修費用總計為198.24萬元；預防性養護費用開展之后總計養護費用570.55萬元，其中大中修養護和專項養護維修費用總計為229.23萬元，預防性養護費用93.08萬元。廬銅高速公路橋梁最近四年的技術狀況如下表：

廬銅高速公路橋梁技術狀況統計表

從以上預防性養護工作開展前后的養護費用以及最近四年橋梁技術狀況可對比看出，隨著預防性養護的投入，廬銅高速公路橋梁總體養護費用有所減少，橋梁技術狀況逐年提升，延緩了橋梁的大修周期，提高了橋梁的使用性能，同時也改善了橋梁外觀。

4.橋梁預防性養護建議

雖然橋梁預防性養護在短期內看不到明顯的效果，但從長遠來看卻能夠防止橋梁病害的發生和延遲橋梁輕微病害的進一步擴展，減緩橋梁病害發展速度、延長橋梁使用壽命，并且可以有效的降低維修成本，經濟和社會效益明顯。

據相關統計，目前安徽省內公路橋梁已經建成3萬余座，共有四五類危橋7千余座，危橋數量位居全國第六位。這些橋梁建成通車后就要進行日常養護維修，而多數橋梁建成年限超過數年或數十年，橋梁病害情況也是逐年增多。根據本次廬銅高速公路橋梁預防性養護的成果分析以及橋梁實際養護情況，宜盡早開展安徽省轄區內橋梁預防性養護工作。

5.結論

本文以廬銅高速公路橋梁各結構構件病害作為研究對象，從廬銅高速公路橋梁預防性養護開展前后的實際養護效果進行對比分析，并對橋梁預防性養護提供建議。

本文形成如下結論：

（1）總結了橋梁預防性養護技術的重要性，并為類似工程提供借鑒。

（2）得出了橋梁部分預防性養護方法，為其它類似工程的橋梁預防性養護提供參考。

（3）預防性養護對于降低橋梁維修成本，延長橋梁使用壽命，改善橋梁外觀具有重要意義。

參考文獻：

[1]JTG H11-2004，公路橋涵養護規范.

[2]《公路工程技術標準》（JTG B01—2003）

[3]2007，公路橋梁養護管理工作制度

[4]李學俊.開拓創新，促進公路養護生產力水平的提高。公路與汽運，2007.

[5]李學俊.公路養護機械化實現過程研究。湖南交通科技，2005.

[6]《公路橋梁技術狀況評定標準》（JTG/T H21—2011）

[7]《公路橋涵施工技術規范》（JTG/T F50-2011）

[8]《公路橋梁加固設計規范》（JTG/T J22—2008）

作者簡介：

周海波（1963—），男，工程師，安徽泗縣人，西安公路學院本科學士。