預防性養護在大跨徑斜拉橋養護中的應用

劉 陽，章 超，唐啟造

（中交二公局上海遠通路橋工程有限公司，上海 201315）

1 預防性養護分析

1.1 預防性養護的特點

預防性養護具有以下特征：（1）計劃性。雖然在橋梁工程中，預防性養護實施時橋梁并未出現病害，但是預防性養護同樣具有明確的養護目標，其主要是為了延緩病害發生的時間，抑制病害的進一步擴展。因此，在橋梁工程中，相關人員需結合橋梁工程的運行與使用情況，制訂切實可行的預防性養護方案。比如，在大跨徑斜拉橋中，常常會出現構件涂層的脫落、裂縫等情況，為了減少這些病害的出現，需在預防性養護階段制訂有針對性的修復與處理措施[1-2]。（2）系統性。由于橋梁工程為大型工程項目，其在預防性養護過程中所包含的養護管理內容、對象相對較多，為了實現預防性養護的目標，相關部門需制訂系統性的預防性養護方案，保障預防性養護的全面性，發揮預防性養護在延長橋梁使用壽命、發揮橋梁各方面效益方面的作用。（3）主動性。傳統的養護多是在病害出現以后進行的養護，具有明顯的滯后性。現階段，隨著養護管理理念的更新，預防性養護是一種事前的、持續性、主動性的養護。

1.2 預防性養護的價值

在橋梁工程中，預防性養護比傳統的矯正性養護更有效果，其意義主要體現在如下方面：（1）有效延長了橋梁工程的使用壽命。如果在橋梁投入使用以后出現了各種質量、安全等問題，不僅會影響沿線交通的正常通行與使用，還會影響橋梁經濟與社會效益的實現。而預防性養護屬于一種常態化的橋梁維護手段，在一定程度上能夠減少橋梁安全、質量問題的出現，延長橋梁的使用期限。（2）節約養護費用與成本。在橋梁的運營階段，預防性養護是一種主動性的保障機制，能夠降低橋梁病害等各類問題的發生概率。傳統的養護是一種滯后的養護，在病害出現以后的養護處理難度相對較高，成本支出較大，而預防性養護屬于前期的養護，處理難度較小，有利于節約養護成本，促進橋梁工程經濟社會效益的實現[3]。

2 大跨徑斜拉橋預防性檢測工作

在大跨徑斜拉橋的預防性養護中，檢測是最為基礎性的手段，只有做好了相應的檢測工作，才能夠及時發現病害，為后期養護方案的制訂提供可靠的依據。

2.1 斜拉索系統

在大跨徑斜拉橋的構成中，斜拉索系統是其中的重要組成部分。在預防性養護階段的檢測方面，對斜拉索系統的檢測主要是進行護套、索體內鋼絲、錨頭的檢測。在護套的檢測方面，專業人員需分析護套是否存在龜裂、劃痕凹坑、開裂、密封圈破損、積水與冷凝水現象。而在索體內鋼絲的檢測方面，主要是進行鍍鋅層銹蝕、鋼絲銹蝕與孔蝕、斷絲等的分析與判斷。在錨頭的檢測方面，需進行錨頭內外螺紋銹蝕、鋼絲墩頭銹蝕等的檢查，由于錨頭內的諸多構件都可能存在銹蝕現象，因此相關檢測人員需對錨杯、螺帽、錨板、保護罩的銹蝕情況加以分析[4]。具體來說，專業人員需結合大跨徑斜拉橋的結構特征、環境特征，遵循先易后難、先表觀目檢后深度檢測的順序。專業人員需首先將錨頭打開，隨后進行封錨密實性、防腐材料、積水情況的檢查。如果在檢測過程中發現錨頭存在積水或者滲水現象，則檢測人員需檢查錨頭是否存在銹蝕現象。如果確實存在銹蝕情況，需進行銹蝕程度的分析，檢測鋼絲墩頭、螺紋的退化情況，進而根據相應的檢查結果來分析錨頭是否存在開裂、變形的風險，從而進行總體的病害評估與分析。

2.2 鋼箱梁

鋼箱梁的檢測同樣是大跨徑斜拉橋預防性養護檢測的重點。在實際的檢測工作中，相關人員需重點進行涂層裂化、鋼構件銹蝕、構件連接質量等的檢測。在涂層的檢查過程中，主要是對涂層缺陷、厚度與附著力加以檢查。鋼構件銹蝕情況的檢查方面，需將重點放在銹蝕、孔蝕、縫隙銹蝕、應力銹蝕等銹蝕情況的檢查方面。而在鋼構件連接質量的檢查方面，需分析焊縫是否存在質量缺陷，是否存在焊縫開裂、螺栓涂層銹蝕、連接缺陷等問題。通常情況下，涂層外觀檢測可以應用目測手段來進行，而厚度與附著力檢測需借助于專業的涂層厚度儀、拉脫式附著力測定儀來完成。

2.3 索塔及塔墩

索塔與塔墩的檢測方面，需重點把控涂層與混凝土是否存在劣化現象、是否存在混凝土裂縫。混凝土檢測是重點，應著重對氯離子侵蝕、混凝土碳化、保護層厚度、鋼筋銹蝕加以檢查。而在混凝土裂縫的檢查方面，主要是進行網狀裂縫、表面龜裂、豎向與斜向裂縫等病害的檢查。

3 大跨徑斜拉橋的預防性養護策略

3.1 建立橋梁管理檔案

大跨徑斜拉橋的預防性養護工作具有一定的復雜性，在實際的工作中，只有做好了橋梁基礎資料的收集與整理，才能夠為后期的養護提供重要的依據。因此，前期的資料收集與整體是基礎性的工作，在預防性養護中，橋梁管理檔案的建立具有必要性。檔案內容需包含以下方面：（1）橋梁工程基本的建設資料，主要是大跨徑斜拉橋的各種技術參數、材料型號與類型、建設施工工序與施工要求；（2）橋梁病害的具體情況，主要是在大跨徑斜拉橋投入使用以后病害出現的時間、類型、原因、不利影響、修復處理手段；（3）病害修復記錄，主要是相關部門針對各種橋梁病害所采取的修復手段與技術、修復效果[5]。

在大跨徑斜拉橋的預防性養護過程中，橋梁管理檔案要不斷隨著橋梁使用年限的延長處于變更狀態下，使檔案系統內的各種數據資料更為全面與準確。完善的橋梁管理檔案可以使相關部門能夠利用各種檔案信息來進行橋梁質量的評估，進而實現病害預警，為預防性養護工作的開展提供可靠的依據。在大跨徑橋梁檔案的建立上，相關部門需進行養護任務的詳細劃分，使得各個部門都能夠做好相應的養護工作，養護單位工作職責如表1所示。

表1 養護單位工作職責表

3.2 掌握橋梁結構狀態

在大跨徑斜拉橋的預防性養護工作中，橋梁結構具有復雜性，且橋梁結構對橋梁穩定、安全運營有著至關重要的作用，因此，橋梁結構是預防性養護的重點。在預防性養護階段，相關部門與人員需要積極掌握橋梁的結構狀態，詳細分析橋梁結構狀態的具體變化。有關的養護管理部門需從以下方面來進行橋梁結構狀態的了解：（1）組織層面。養護部門需建立完善的組織結構，對各部門的養護工作進行詳細劃分，構建分工明確的養護管理制度，將橋梁結構狀態的監測工作交由監測部門與健康監測部門來負責，這些部門在日常的工作中，需加強對橋梁結構的動態監測。（2）技術層面。養護部門需加強對先進檢測技術、手段的引入，使得在橋梁結構狀態的監測方面，能夠發揮檢測技術、設備的重要作用，保障對橋梁結構狀態把控的準確性。（3）制度層面。養護部門需與各部門加強溝通與配合，就大跨徑斜拉橋的具體情況，制訂完善的預防性養護管理制度，并在此制度中明確規定相應的養護管理目標、養護任務劃分等，為預防性養護實踐提供制度支持，發揮制度在各部門、人員預防性養護工作中的指導與約束作用。

3.3 抓準橋梁養護重點

在大跨徑斜拉橋的管理工作中，預防性養護是一種常規性的管理手段。通過預防性養護的實施，大跨徑斜拉橋的各種病害能夠達到預防處理的效果。在不同的大跨徑斜拉橋工程中，預防性養護工作的側重點不同。養護部門需要定期對斜拉索防護層加以檢查，分析防護層是否存在破損、失效、銹蝕等情況，及時采取必要的控制措施。索塔同樣是重要的受力構件，養護管理部門需根據大跨徑斜拉橋的具體情況，制定嚴格的索塔檢查制度，定期對索塔質量加以檢查，并掌握索塔表面風化、剝落、滲水與鋼筋銹蝕的具體情況。在預防性養護階段，利用專業的傳感器，能夠對索塔的應力分布、變化加以實時監測。加勁梁承受著應力的壓力，屬于壓彎構件，在預防性養護過程中，需要密切關注加勁梁的應力分布情況、開裂情況與撓度變化情況。

3.4 做好橋梁的定期修復

大跨徑斜拉橋在投入使用以后，在長期的荷載作用下，常常會面臨各種病害、安全等問題。通常情況下，大跨徑斜拉橋病害的出現與有關養護部門的養護、修復手段有著直接的關系，再加上在自然環境、通車量的影響情況下，大跨徑斜拉橋不可避免地會出現一定的損耗，尤其是一些小型構件，常常會出現各種質量問題。因此，應發揮預防性養護的作用，有關的養護部門需從大跨徑斜拉橋的具體情況著手，加強對橋梁的定期檢查與修復，嚴格根據國家對橋梁工程的相關養護標準與要求，開展各種常規性檢查，注重對大跨徑斜拉橋各種細節問題的處理。當在常規性檢查工作中發現大跨徑斜拉橋存在質量缺陷時，養護部門必須立即與相關部門協商，及時就這些質量缺陷采取必要的控制與預防策略，最大程度上避免質量缺陷的擴展，從源頭上阻止病害的發生。

4 結束語

近年來，我國大跨徑斜拉橋工程項目逐漸增多，為維持大跨徑斜拉橋的安全、穩定運營，有關部門必須結合實際的運營情況，做好相應的預防性養護工作，發揮預防性養護在病害預防方面的重要作用，保障病害處理的及時性，促進大跨徑斜拉橋經濟與社會效益的實現。