市政道路橋梁設施的養護管理分析

丁千寧

（南京市城市道路管理中心，江蘇 南京 210000）

0 引言

近年來，城市道路建設發展迅猛，形成較為完備的交通網絡，城市道路橋梁養護管理水平直接關系到道路交通網絡穩定運行。目前城市道路橋梁養護管理水平良莠不齊，所采用的施工技術手段尚無統一規范，導致養護過程缺乏科學性。對道路橋梁養護進行系統分析和科學規劃，提出科學可行的養護方案，對于提升整體交通網絡安全和穩定性具有重要意義。

1 城市道路橋梁設施養護管理的必要性

城市道路橋梁設施養護管理重在保障城市交通網絡處于良好運行狀態、確保市民安全、順暢出行。在城市交通體系中，道路橋梁種類繁多，建設年代、施工工藝及技術均各不相同。要保障現代城市立體交通體系能夠實時處于最佳狀態，是一項非常復雜的系統工程，一旦發現問題就要立即予以解決，否則會產生“牽一發而動全身”的效應，嚴重影響城市交通順暢程度。對于城市交通網絡中的重要節點——道路橋梁而言，進行大規模修繕對整個交通體系影響較大，會帶來交通擁堵，影響公眾正常出行。因此，需形成一套完整、科學的城市道路橋梁養護體系，定期對道路橋梁健康情況進行檢查，發現問題予以解決，防止小病不治而演變為重病，延長道路橋梁的健康使用周期，以養代修，以最小的養護管理成本換取城市道路橋梁的整體安全使用[1]。

2 城市道路橋梁設施養護管理問題分析

2.1 管理體制與專業技術應用不夠完善

我國現代建筑業起步較晚，橋梁養護工程處于探索、發展階段，近年來，相關工藝水平雖有了長足進步，但距離歐美等發達國家仍存在一定差距，主要表現在橋梁健康監測和日常養護方面，在專業技術方面缺乏主動創新和行業標準的制定。此外，當前橋梁養護管理機構思想較為因循守舊，缺乏主動意識，對解決辦法沒有進行預設，所采用的養護技術與橋梁本身匹配程度較差，使得道路橋梁在養護之后實際質量提升有限，運轉過程中依然存在風險。

2.2 橋梁設施養護施工人員技術水平不高

當前，在道路橋梁養護工作中，部分施工技術人員自身業務水平存在不足，加之未制定與養護工作相配套的制度，使得對道路橋梁養護工作有所影響。道路橋梁養護管理是一項系統性工程，對施工人員個人技術素養要求較高，現實中存在專業技術水平達不到對道路橋梁進行現代化養護要求的情形。調查發現，道路橋梁養護機構所配置的工作人員中，具備相關專業素質的人數占總人數的不足一半；在施工操作中常會遇到技術人員不足的現象，制約了養護工作的開展，且容易引發安全事故。

3 城市道路橋梁設施養護管理策略

3.1 完善養護管理制度

“沒有規矩不成方圓”。對道路橋梁進行有效養護管理，保障相關工作順利進行，需制定科學的道路橋梁養護管理制度，避免因制度建設不到位而產生安全隱患。養護管理制度包括：其一，道路橋梁養護崗位職責。其二，道路橋梁養護施工工藝及技術規范。其三，道路橋梁養護施工質量監督機制。其四，道路橋梁養護巡查制度及備忘錄。此外，全體施工人員在養護工程實施過程中，須嚴格按照流程及規范操作，避免產生技術性失誤。同時，需按照制度要求對整個養護過程進行全方位監督，保障整個養護作業周期順利完成[2]。

3.2 加強養護人才隊伍建設

3.2.1 常態化職業技能培訓

道路橋梁養護機構要著眼于日常，積極推進精細、常態、科學的員工專業技術培訓。其一，需定期開展道路橋梁養護相關理論學習。其二，在理論學習的基礎上進一步提升實操能力，通過實操現場對工人進行培訓，積極組織與技術專家、技術骨干之間的交流與學習，不斷提升職工專業技術水平。其三，需高度關注職工成長需求，保障職工利益，防止技術骨干流失。

3.2.2 創新檢驗培訓成果

道路橋梁養護機構應重視對施工人員專業技能的提升，在培訓之外，更要注重實訓與練兵，保證技術人員能力不滑坡、技術不落伍。定期開展系統內職業技能大賽，通過技巧展示、實際操作等競賽環節評選出“技術能手”，推動系統間的技術交流，彼此促進專業水平提升。對于在區域間技能競賽活動中成績優異的員工給予職稱晉升傾斜等優惠措施，促使從業人員主動向技術能手方向成長，營造良性競爭的良好局面。

3.3 創新應用道路橋梁養護技術

3.3.1 道路橋梁養護技術

（1）稀漿封層

作為一項新技術，瀝青稀漿封層技術近年來在國內外橋梁養護中得到廣泛應用。該技術可改善道路橋梁路面狀況，提高路面平整度，提升抗磨、防滑性能，具有節約施工時間、節約施工能耗等諸多優點，對于瀝青路面的預防性養護尤為適用。道路橋梁路面在經歷大流量交通負荷和溫濕度頻繁變化的多重因素作用下，瀝青會產生老化現象，其中，油分逐步膠質化、碳化，性能指標明顯下降。采用稀漿封層技術，用瀝青路面再生密封劑涂刷路面，對原油瀝青中的油分進行合理補充，可恢復瀝青本身性能。

（2）瀝青混凝土罩面

市政道路橋梁與高速公路、其他公路不同，預埋管線復雜，預置管線溝槽大概率會在實際應用過程中產生沉降不均勻的現象，影響路面平整度。在這種情況下，道路橋梁養護機構需及時對原有路面進行銑刨加罩施工操作，恢復路面原有性能。

（3）更換伸縮縫

道路橋梁應用時間較長，經歷負載頻次較多，伸縮縫在外力作用下會產生損壞、結構變化等問題，對道路橋梁路面平整度帶來影響，道路橋梁養護可按照細部操作規程進行更換操作：第一，用混凝土破碎機對伸縮縫周邊進行破碎，嚴格控制破碎深度，不得觸及梁體端部混凝土和鋼筋結構，并對破碎部分進行充分清理，切割原有舊伸縮縫構件，預留錨固端。第二，安裝新伸縮縫。在安裝前需對破除部分再次清理，對側面、底面進行清理，確保槽內無雜物；如原有鋼筋有缺失，須進行縱向拉筋和豎向支撐筋補植。對伸縮縫與路面相對位置進行反復調校，務必使表面與原瀝青鋪裝路面保持在同一平面，然后固定伸縮縫。第三，澆筑伸縮縫兩側混凝土。在澆筑前對表面進行鑿毛、沖洗、除塵等操作，澆筑時需振搗密實，充分發揮混凝土的粘合力。第四，混凝土養生、安裝膠帶。混凝土澆筑完成后為保證含水量適中，需用覆蓋物進行覆蓋，按照養護規范進行灑水養護。當混凝土凝固強度達到七成以上，安裝膠帶。混凝土強度達到參數標準后，開放交通。

3.3.2 道路橋梁加固技術

現代交通網絡中，道路橋梁所承載負荷隨著交通工具數量幾何級增長而迅速增加，對道路橋梁工作穩定性具有較大影響，對道路橋梁加固操作是道路橋梁養護工作中最重要的項目。目前，推薦的加固技術有粘貼碳纖維片加固法和修補裂縫加固法[3]。

（1）粘貼碳纖維片加固法

粘貼碳纖維片加固法是近幾年出現的道路橋梁加固領先技術。碳纖維材料結構強度大，可達到同等面積鋼材強度的7～8倍，采用該材料進行道路橋梁加固，能大幅度增加道路橋梁承載能力，提高抵御外界壓力和拉力的能力，保證建筑結構穩定性。粘貼碳纖維片加固法在養護施工中應用流程為：第一，去除混凝土表層粉刷物，可通過機械和手工協作打磨混凝土基底層，暴露出缺陷所在基底層位置。第二，預先準備好底膠，對混凝土基底層缺陷位置進行涂膠操作，注意需使底膠充分浸潤入混凝土，應用底膠粘合力修復基底。第三，在底膠上用樹脂砂漿進行填充，修正混凝土基底層平整度，將預先裁剪好的碳纖維片以筒狀按照局部輪廓彎曲角度進行粘貼，粘貼完畢后涂抹面膠，使纖維片迅速與粘貼面緊密貼合，最大限度提高纖維片貼合強度。

（2）裂縫修補加固法

道路橋梁在日常應用過程中，因承載壓力過大、外界溫度和濕度變化劇烈均可導致道路橋梁產生裂縫，裂縫寬度5～10mm不等，對道路橋梁負荷能力產生不利影響，如持續擴大還可能導致坍塌事故，需立即進行修復施工。修復技術首選裂縫修補加固法，施工關鍵技術環節包括：第一，以高壓風槍清除裂縫內部和外部附著粉塵，用丙酮對裂縫內殘留物進行徹底清洗。第二，探知裂縫周圍松散層，然后用鋼絲刷或磨光機將松散層清理干凈，在清理時要覆蓋松散層周圍2～3cm范圍。同時，要保持裂縫干燥，為下一步施工打好基礎。第三，保證裂縫在充分干燥的情況下，將注漿口和裂縫進行粘貼，與裂縫形成整體狀態。按照裂縫長度和寬度設置注漿口距離，一般以30～40cm為宜。同時，每個裂縫中均需設置進漿口和排氣孔。待注漿準備工作完成后，將預先準備好的環氧樹脂溶液注入裂縫，注入后需完全封閉裂縫表面，待注入溶液達到半干狀態后，用環氧樹脂溶液進行涂刷，以便于形成的完整封閉帶，一般可形成寬度6cm左右的封閉帶。第四，待封閉帶徹底完成硬化后，以壓氣試驗檢查封閉緊密程度是否達標，用罐壓環氧漿嘴將氧氣以0.2～0.4MPa氣壓穩定充入，并在密封帶、注漿口及其周圍涂抹肥皂水仔細檢查封閉緊密程度是否達標。第五，裂縫修補7h后，修補部分已充分固化，可采用目測或取芯樣法對裂縫固定位置進行效果查驗。

3.4 建立道路橋梁健康預警和監測系統

“防患于未然”是現代道路橋梁養護工作的重要發展方向。現代信息技術快速發展，為實現該目標提供了技術支持和條件。通過實時動態預警監控，了解道路橋梁健康狀態，為日常養護提供第一手數據，提高養護工作效率。

3.4.1 現代化攝影測量技術，拓展監控空間

傳統道路橋梁監控涉及維度較少，多數僅采用激光傳感器和全站儀來測量相對位移，對于道路橋梁長期監測存在短板。全球衛星定位系統雖有優勢，如不受時空限制，可以實現對道路橋梁長期不間斷監測，缺點也比較突出，即無法完成高精度監控。為了兼顧位移監測和撓度變化監測，現代道路橋梁監控創新開發出攝影測量系統。攝影測量系統由報警抓拍系統和撓度監測系統組成。該系統由撓度傳感器、普通傳感器和接入云平臺的計算機組成，可以實現動態監測道路橋梁動撓度變化情況，在動撓度超出允許限定值時會觸發系統中預警系統，抓拍路面實時通行情況，以彈窗、聲音等形式提醒工作人員進行相應處理。在應用攝影測量技術進行動態監控時，需要撓度傳感器和靶點協同工作，將靶點設置于撓度傳感器紅外掃描所涉及范圍內。當影像傳感器感知到靶點發生變化后，可將數據回傳至云平臺計算機，根據圖像測量相應算法計算出靶點位置變化參數，給出實時監測位移數據。報警抓拍系統應用動撓度監測系統所提供數據變化，根據與設定值范圍進行比對，如超過限定值自動上傳報警信息，同時應用現場專用攝像機進行抓拍，回傳現場圖片，推送給相應值守人員進行決策和處理。該技術測量維度多、精度高、范圍廣，特別適用于監測被測道路橋梁在運行過程中的位移情況[4]。

3.4.2 多鏈路健康監測平臺，提升監控效率

引入多鏈路道路橋梁監測平臺，使數據分析更加高效。該平臺由數據檢測系統和預測評估系統所組成，數據檢測系統實現監測數據的采集、傳輸與存儲；預測評估系統又由兩個相關聯系統組成，分為數據分析系統和客戶端。數據分析系統接收來自檢測系統所輸入的數據，對數據進行可視化處理，根據用戶請求，在客戶操作端推送給用戶。用戶接收到的數據是經過處理的可視化數據，可任意提取數據中的某一個參數值并附帶相關分析報告，用戶還可以根據需求對數據進行增、刪、改、查等操作，所有邏輯處理均由健康監測平臺內部完成。與傳統道路橋梁健康監測手段相比較，該系統應用能夠顯著提高數據利用率，將監測數據進行最大限度地開發和利用，充分節約人力資源，進一步提高道路橋梁安全養護水平。在道路橋梁發生故障前做出及時預警，預留充分處理時間。通過實踐驗證，應用該系統可以提高整個道路橋梁監測平臺的穩定性，成為監測平臺的重要技術補充。

3.4.3 基于BIM道路橋梁健康監測系統，提供精準監控

在已有道路橋梁健康監測系統之上，引入基于BIM技術信息管理模型分析模塊，可進一步提升監測系統精準度水平。該信息模塊對被監測道路橋梁基本信息、監測項目、預警信息等進行充分整合分析。應用BIM技術，通過Revit軟件按照綜合數據進行三維建模，將監測數據在web頁面中予以展示，展示內容包括監測點位置信息、監測數據以及實時健康狀況等，反映道路橋梁信息更加直觀。終端用戶可以實現對三維模型進行縮放、旋轉等操作，動態觀察細部參數，實現監控數據準確、科學動態管理。

4 結語

市政道路橋梁是城市交通網絡關鍵組成部分，其健康程度關系到城市運輸網絡安全運行，養護機構及相關人員要通過不斷提升自身水平,提高養護技術，創新工作思路，引入科學養護方法，促進橋梁養護水平不斷提高，逐步提升市政道路橋梁設施養護管理水平，進而為促進相關行業的發展作出貢獻。