高速公路橋梁養護與維修加固施工技術

黨增義

（甘肅省天水公路局高等級公路養護中心，甘肅天水741000）

0 引言

在社會經濟的不斷發展下，人們生活水平變得越來越高，出行方式也各式各樣，汽車也成為人們出行中最為便捷的一種方式，然而川流不息的車流量使得我國公路橋梁承載壓力不斷增加，雖然我國公路橋梁建設已經取得了突飛猛進的發展，建設水平也不斷提高，但是在使用年限方面卻沒有得到更好的延長，這便與高速公路橋梁養護、維修加固施工技術之間有著緊密的聯系。所以，深入研究高速公路橋梁養護與維修加固施工技術是非常有必要的。

1 高速公路橋梁養護與維修加固施工技術應用的現實意義

1.1 及時彌補高速公路橋梁的質量缺陷

高速公路橋梁工程區別于普通的工程項目，在實際投放使用的過程中極易受自然因素、人為因素的影響。從而導致高速公路橋梁產生磨損等質量缺陷問題。因此，在高速公路橋梁中廣泛應用養護、維修、加固施工技術。

一方面，可以有效降低高速公路橋梁的橫向斷裂、縱向斷裂風險，并且，提高高速公路橋梁的承載力、抗風險能力，保證高速公路橋梁在長期實踐工作中，充分發揮自身的穩定性能。

另一方面，通過高速公路橋梁養護、維修、加固，保證人民群眾高速出行的人身安全，避免由于高速公路橋梁質量問題，造成惡劣的交通事故。

1.2 有效延長高速公路橋梁的應用年限

通過高速公路橋梁養護、維修、加固施工技術的廣泛應用，可以延長其整體的應用年限。一方面，高速公路橋梁是人民群眾出行的重要基礎設施。因此，在實踐的過程中，整體的磨損較為嚴重、使用較為頻繁，極易對高速公路橋梁設施質量產生破壞。另一方面，公路橋梁設施通常建設環境比較復雜，在投入使用的過程中，極易受外界極端天氣、氣候的影響，從而對高速公路橋梁的使用產生不良影響。基于此，合理規范地使用施工技術，可以有效彌補消極因素對高速公路橋梁產生的損害，避免高速公路橋梁施工年限的縮短進而增加整體的施工建設成本。

2 高速公路橋梁養護與維修加固的重要性

我國疆域遼闊，因此各個地域發展情況也存在著不同之處，公路運輸建設過程中經常使用的一種施工方式就是架設橋梁。依托于橋梁實現各地市連接或者是橫跨河流保證高速公路的暢通。然而，在高速公路中，橋梁在使用壽命方面比較長，而且也不能定期更換，所以后續會經常使用到養護、加固維修的方式，這對養護橋梁來說具有較高的性價比。通過定期采用合理的橋梁養護和加固方式，能夠降低發生交通事故的概率，避免出現人員、財產的傷亡和損失，提高了交通運輸的效率。

高速公路中也有一些老舊的橋梁，通過采用加固、維修的方式可以提高高速公路使用壽命，降低重建的成本，也能完善我國高速公路運輸體系，保證我國高速公路一直處于國際前沿，最終達到現代化國家在運輸中的標準，這也是提高我國在國際基礎設施建設影響力上采取的一個重要措施。所以，修建完成高速公路橋梁以后，后續養護、維修工作的開展尤為重要[1]。

3 高速公路橋梁面臨的主要病害

3.1 混凝土危害

高速公路橋梁工程中，混凝土使用量比較大，并且如果存在質量方面的問題，就必定很難達到預期效果，后期如果被雨水侵蝕，混凝土表面就會出現裂縫、松散的情況。

通過對高速公路橋梁工程的實際調查可知，縱向上很多現澆板梁底板出現了長短不一的裂縫，使得混凝土暴露在外面，并遭受到了嚴重的腐蝕。但是在裂縫寬度上還比較小，基本上都在1mm 左右。通過分析發生這種情況的原因可知，這是因為橋面上承載了較大的荷載，因此梁板出現了橫向上的彎矩，如果達到了一定的數值就必定會對梁體產生不可恢復的損害，即出現裂紋。然而，進行相關調查中可以發現，存在的這些裂縫都保持在可以接受的范圍中，僅僅需要進行養護和維護加固即可，不會出現安全方面的問題。只有較少一部分存在著較大裂縫寬度，這些裂縫的存在會對梁板整體性能以及使用性能產生影響[2]。

3.2 裂縫病害

高速公路橋梁使用時間很長，因此如果在前期設計施工階段存在問題或者在車輛反復碾壓下，必定會加速裂縫的形成，呈現出不同狀態的裂縫。橋板界面上，經常會發生彎曲裂縫，因此，該部位結構受力時間較長，施工過程中也存在不連續澆筑行為，這也就導致了該處抗彎剛度很難達到規定的標準。在片梁部位上，裂縫呈現出一種細微型的特征，出現這些裂縫也是因為橫向力的作用，導致逐漸形成扭轉裂縫。

3.3 支座病害

高速公路橋梁中一個重要的構件就是支座，如果橋梁長期使用，那么就會出現橡膠老化、剪切方式和形狀發生變化等情況，最終導致支座遭受到損壞。

橡膠支座實際上也存在著一些優勢，如成本較低、使用中比較方便等，所以橡膠支座在高速公路橋梁具體施工過程中已經得到了廣泛的應用。但是，橡膠在物理性質的影響下，如果長時間的使用，就會出現脫空、開裂、腐蝕等情況。支座發生變形開裂的原因是：路面長期承受較大壓力，導致橡膠支座會出現永久性的變形，隨著時間的推移就會出現開裂的情況。

此外，高速公路橋梁在具體施工中，如果支撐墊石不平整，也會導致支座在受力中不夠均勻，如果一些部位應力較為集中化，此時這些部位就會先出現開裂的問題。出現支座脫空問題是：具體施工中制作底部沒有墊塞平鋼板、鋼板的厚度不足、施工中受到外部因素影響等，使得支座已經和設計位置發生偏離。支座在發生脫空以后會產生巨大的危害性，導致梁體局部出現下沉，損壞整個橋面。支座墊板出現了腐蝕的情況，根本原因在于鋼板表層防銹層已經失去了原有的效果，鋼板直接暴露于外面必定會受到外部環境影響出現腐蝕的情況。

3.4 橋面損壞

高速公路橋面在受到車輛碾壓、橋頭銜接不到位、排水不暢等影響下，會導致橋面發生損壞。高速公路橋梁工程中，最常見的一種問題就是橋面鋪裝病害。在縱向和橫向方面的裂紋，或者是網狀的裂紋都是在橋面鋪裝過程中經常遇到的一種病害。如果路面上有裂縫，那是因為路面的剛度不夠。在較大的壓力下，局部區域會發生變形。當變形超過路面的彈性變形時，就會出現裂縫，并且裂縫會迅速擴大。與此同時，橋面在實際鋪設過程中，不同鋪設層在使用的材料方面也存在著不同之處，一般情況下會具有不同力學性能，受到較大荷載力的影響必定會出現不協調的情況。如果這種不協調達到了一定的程度，就必定會導致縱向、橫向上出現眾多裂縫。高速公路橋梁如果修建時間比較早，人們在受到自身認識水平有限的影響下，會導致使用的鋼筋較小，后續使用中也會在路面荷載力增加的情況下出現裂紋。

鋪裝層要是出現了裂紋，對高速公路產生的損害也不小。

首先，鋪裝層要是出現了問題，就會使得車輛對路面產生巨大沖擊。

其次，鋪裝層要是有裂紋那么就很難有效發揮出防水功能，導致雨水滲到主梁中，嚴重腐蝕內部鋼筋，并對混凝土結構中的力學性能產生損壞，整個橋梁安全也會產生很大影響。

最后，鋪裝層損壞以后，會破壞原來的受力體系，導致整個結構在受力方面不均衡，非常容易出現應力集中的情況[3]。

4 現存問題

4.1 工程設計過程中不科學

高速公路橋梁工程與其他建筑工程相比存在著一定的差異性，為了提高工程的整體質量，有必要在施工前期階段進行嚴格的檢查、有效評估施工現場，撰寫科學、完善的工程施工設計，為實際施工提供科學的指導。高速公路橋梁工程在土層結構、地形水文等條件方面有更高的要求，要是工程在設計中沒有考慮到影響公路橋梁質量的因素，就必定會導致橋梁在運行中出現問題，最終為公路橋梁實用性、安全性留下較大的隱患。

4.2 橋面建設中不牢固

高速公路橋梁在建設中的重點就是地基的建設，其直接決定了公路橋梁的質量。其中在具體施工過程中，施工人員若難以保證地基的質量，此時就會導致橋面出現裂縫。由于高速公路交通流量大，路面面臨著很大的壓力，從而導致橋面開裂、起砂，出現這種情況的根本原因在于施工。一些橋面鋪設混凝土的時候，水灰配比比例缺少合理性，砂石、水泥攪拌過程中缺少一定的均勻性，這無疑降低了混凝土自身的強度；并且還有可能使得高速公路橋梁在壓光的時候不及時，使得橋面非常容易出現磨損、表皮開裂的情況[4]。

4.3 維修養護不定期

高速公路上每天會有運行的車輛，因此更應該定期進行檢查養護。如果在發生了質量方面的問題以后再進行養護，那么此時工作的開展會非常復雜。高速公路橋梁由于有一定的坡路，車輛在上下坡的時候會存在視線盲區，非常容易出現碰撞的事故，因此有必要在公路橋梁兩側上設立護欄。針對由于交通事故出現的路面、護欄損壞的情況，維修人員更加需要及時進行維護修復，保障高速公路橋梁正常的運行。

5 高速公路橋梁養護與維修加固關鍵施工技術的應用策略

5.1 高速公路橋梁常規養護技術

高速公路橋梁養護工作主要針對工程項目投放使用后造成的磨損。開展高速公路橋梁養護施工工作的主要目的就是保證整體項目應用的長期性、持續性。通過觀察與研究可以將現階段的高速公路橋梁常規養護技術總結為以下幾方面：

首先，相關人員在工作的過程中，必須對高速公路橋梁工程的路面情況進行實時的監測。依據高速公路橋梁的結構特點，將其劃分為不同的檢查模塊。在監測工作中依據實際需要進行年檢、月檢等工作。并且，積極聘請行業內部的橋梁專家、監測機構對高速公路橋梁具體情況進行篩查、審核[5]。與此同時，依據相關規定定期開展高速公路橋梁路面的清潔工作。保證公路橋梁路面的潔凈，避免由于障礙物的影響對人民群眾的出行安全產生威脅。并且，在工作的過程中，對公路橋梁路面定期的進行刷涂。避免陽光的直射造成高速公路橋梁路面產生風化、開裂等問題。

其次，通過定期的開展施工質量檢測工作，幫助技術人員對高速公路橋梁中存在的不足與弊端進行彌補。與此同時，養護施工技術應用的核心要義就是保證高速公路橋梁排水性能的良好。在工作的過程中，必須對高速公路橋梁的排水管道定期的進行清淤操作。避免排水系統工作性能的降低，導致整體公路橋梁使用效果的下降。

最后，養護工作針對高速公路橋梁中的鐵質、木質結構，定期的進行防腐處理。并且，對于橋梁的鋼筋結構，做好防銹工作。在工作的過程中，定期綜合評估高速公路橋梁的穩定性能，避免養護工作的缺失，激化結構中的受損問題。

高速公路橋梁在養護過程中需要和維修工作一同展開，并且也需要結合常見的病害采取具體的養護措施，例如可以科學地涂抹活性劑。此外，對建筑材料數據、養護參數也需要做好相關的記錄，以有效養護公路橋梁。高速公路橋梁在具體養護過程中也不能僅限于橋梁本身，反而需要站在生態以及排水系統的角度上，為公路橋梁養護工作的開展提供良好的生存環境。高速公路橋梁對公路運行的安全性起著決定性的作用，因此尤為需要重視橋梁的常規養護技術，及時解決橋梁中的問題，保證車輛行駛中的安全性[6]。

5.2 高速公路橋梁維修施工技術

高速公路橋梁中的維修施工技術主要針對于結構中的不可逆損傷。例如：高速公路橋梁結構產生斷裂、破壞等問題。高速公路橋梁的維修施工技術，需要對整體的結構進行拆除、修復。在技術應用的過程中，需要遵循兩項基本工作原則：安全穩定原則、成本控制原則。區別于上述養護技術的應用工作，維修施工技術對公路橋梁工作質量的標準要求更為嚴格。

首先，在維修施工技術應用的過程中，必須保證原有結構與修復結構工作的協調性。并且，相關人員避免對原有的高速公路橋梁結構體造成影響。在實際操作的過程中，充分考慮高速公路橋梁施工新舊材料的一致性。

其次，修復施工技術在應用的過程中，需要保證自身的獨立工作。在操作的工程中，為避免對高速公路橋梁的運行工作產生消極影響，必須保證公路橋梁應急道路的暢通性，通過在高速公路橋梁上方搭建工作平臺，開展整體施工工作。一旦高速公路橋梁結構產生鋼筋外漏問題，施工技術在應用的過程中必須將保護結構、防銹結構等防護機制進行清除。在保證鋼筋結構體表面清潔的狀態下，開展維修工作。

最后，在高速公路橋梁加固工作中，為保證交通運行工作的有序進行，可依據施工現場的實際工作需要，在原有的高速公路橋梁結構基礎上進行路面的延展。通過鋼筋、拓寬板的添加，保證高速公路橋梁拼接工作的順利進行[7]。

5.3 高速公路橋梁加固施工技術

高速公路橋梁加固技術主要針對于高危的工程結構，主要面對高速公路橋梁產生的沉降、斷裂等危險問題。在高速公路橋梁加固技術應用前期，必須依據專業的施工配套設備對整體結構危險性進行監測。在實際操作的過程中，主要針對高速公路橋梁的載荷量、外觀結構進行評估、檢查。

與此同時，當高速公路橋梁裂縫長度、寬度超過行業內部的相關規定，就必須對其結構體進行加固。主要采用的方式是體外預應力結合碳纖維的加固施工技術類型。并且，高速公路橋梁加固技術在應用的過程中，必須保證施工操作的經濟適用性。一方面，在加固工作中避免整體加固費用超過高速公路橋梁施工工程的二分之一；另一方面，加固施工技術的應用，必須保證高速公路橋梁應用壽命延長三分之一。

與此同時，在高速公路橋梁結構穩定性的檢查工作中，可以通過回彈儀與超聲波脈沖法對其中的構造剛硬度進行監測。上述方法通常針對于混凝土結構，在高速公路橋梁鋼筋檢查工作中普遍通過保護層測定儀法對其進行檢查。在加固施工技術應用的過程中，針對空洞、剝落的問題，必須及時的進行修補。技術人員在工作的過程中，可以依靠大數據技術、互聯網技術對其中存在的問題及時記錄在冊，構建高速公路橋梁養護、加固、修復信息的記錄體系，科學的完善高速公路橋梁概況信息機制，為今后加固、養護、修復施工技術的順利操作奠定堅實的基礎。此外，還可以利用增大截面加固技術、體外預應力加固技術的方式做好高速公路橋梁加固施工工作。

首先，增大截面加固技術。該技術比較適用于鋼筋混凝土彎曲或其他構件變形的加固施工中，針對受到壓力的構件采用增加構面面積、配筋方式，提高構件抗彎以及抗剪能力，以保證公路橋梁構件的剛度與穩定性。在使用該技術的時候，普遍分為了兩種形式，即加大截面、加強配筋。加大截面比較適用于建立高度、厚度不足的情況下，而加強配筋一般適用于主筋受力已經超過了被允許的范圍中。這兩種情況在具體應用中都需要考慮到受力方面的問題，在加固材料與構件結合之前，使用恒載和新材料來支撐。一般情況下，這種情況適合應用到橋梁橫梁加固或T 梁加固過程中。

其次，體外預應力加固技術。這種技術比較適合應用到存在結構性問題的鋼筋混凝土梁式橋中，尤其是針對承載力出現下降，要提高構件荷載力的情況。具體使用中，要將預應力筋放到主體結構外部，加固橋梁主要受力構件的時候，需要在構建外部設置出預應力筋，只有這樣才能有效的改進橋梁在受力過程中的情況。具體加固施工中，也要緊密結合橋梁實際損壞程度展開，最終從中判斷是要采取整體加固方式，還是采取局部加固方式。在采用體外預應力加固技術的時候，選擇的預應力筋可以是粗鋼筋、高強鋼絲、鋼絞線等。如果混凝土暴露在外面缺少保護層，此時就需要對混凝土采取防腐的處理方式，通過這種方式能有效避免預應力筋出現生銹的情況。現今經常使用到的體外預應力加固技術所使用到的單根粘貼鋼絞線方式還比較多，因此防護體系比較完善，并不需要再次做防腐處理。

6 結語

綜上所述，高速公路橋梁養護與維修加固施工技術的應用，可以創新優化整體工程項目的結構。一方面，通過養護、維修、加固等施工技術的應用，建立全方位、立體化的高速公路橋梁工程監測機制，有效降低公路橋梁的使用風險；另一方面，幫助高速公路橋梁施工現場的技術人員規范自身的工作行為。上述從高速公路橋梁養護與維修加固施工技術應用的現實意義、策略這兩方面，對其進行綜合分析，保證高速公路橋梁工程施工質量的全面強化，為社會經濟建設創造良好的交通環境。