高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固施工探討

摘 要：公路橋梁作為連接各地交通要道的特殊構(gòu)筑物，必須保持高強度和高硬度。由于橋梁在結(jié)構(gòu)上的特殊性，也使得任何的失誤都可能導致橋梁功能下降，從而造成無法挽回的損失。基于此，應確保公路橋梁的穩(wěn)定性和安全性，節(jié)約橋梁的維修與更換成本，并減少交通事故以及橋梁對環(huán)境的影響。應重視橋梁的養(yǎng)護以及檢測維護工作，提供安全、便捷的出行條件，并確保橋梁的可持續(xù)運營。

關鍵詞：養(yǎng)護；橋梁；維修加固

中圖分類號：TU75" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2024）04-0114-03

0 引言

高速公路橋梁是連接各地的重要交通樞紐，然而在長期使用過程中會面臨一系列問題，如橋梁受到車輛反復碾壓、風吹日曬等自然因素的影響，會導致其性能和結(jié)構(gòu)難以維持初始狀態(tài)。隨著時間的推移，橋梁的承載能力和穩(wěn)定性可能會逐漸減弱，這無疑對行車安全構(gòu)成了潛在威脅。為解決該問題，定期進行養(yǎng)護和維修顯得至關重要。基于此，本文提出了針對橋梁的養(yǎng)護與維修的相關策略。

1 養(yǎng)護與維修工作中存在的問題

1.1 橋梁環(huán)境缺乏保護

車輛漏油和環(huán)境管理不到位兩個方面：①車輛漏油問題。長期累積的漏油會侵蝕橋梁表面使其失去光澤，甚至會導致橋梁結(jié)構(gòu)受損。漏油中的化學物質(zhì)會滲入橋梁的混凝土和鋼筋中使其抗壓強度和抗拉強度降低，從而影響橋梁的使用壽命[1]。②環(huán)境管理不到位。如果橋梁周圍的垃圾無法得到及時清理，垃圾無法自然降解長時間堆積會嚴重影響到公路的質(zhì)量。

1.2 橋梁銜接不緊密

高速公路橋梁往往位于復雜的環(huán)境中，很多橋梁常常跨越山澗、湖泊河流等不良地質(zhì)，這就需要橋梁在設計和建造過程中充分考慮到這些外在因素，以保證行車安全。另一方面，橋梁不僅要承受自身的質(zhì)量，還要承受來自車輛的巨大荷載。

從結(jié)構(gòu)上來說，橋梁是由上部構(gòu)造、下部構(gòu)造、支座和附屬構(gòu)造物等多個部分組成的，這些部分相互協(xié)作以共同承擔路面車輛荷載，所以任何一個部分的損傷都可能影響到整個橋梁的性能和安全性。因此，對于橋梁的維護和保養(yǎng)必須做到細致入微。橋梁的后期養(yǎng)護維修往往面臨著各種問題，如果維修不及時，橋梁銜接可能會出現(xiàn)問題，進而導致地基下沉，影響道路與橋梁的連接質(zhì)量。

1.3 破損修復不及時

我國高速公路橋梁養(yǎng)護機制已經(jīng)相當成熟，無論是從技術上還是管理上都具有一定優(yōu)勢，然而仍存在一些問題需要關注。其中最突出的問題就是維修不及時，尤其是欄桿破損的修復問題常常被忽視。雖然欄桿破損看似是小問題，但如果不及時修復可能會引發(fā)更大的安全隱患。欄桿是橋梁的安全防線，一旦出現(xiàn)問題就可能導致行車安全事故的發(fā)生。而更嚴重的影響是，如果不及時修復鋼筋制的護欄破損，則可能會帶來二次傷害。鋼筋制的護欄在被破損可能會導致內(nèi)部的鋼筋暴露出來，如果車輛撞擊到這些鋼筋可能會出現(xiàn)更嚴重的傷害。

1.4 橋孔通水不暢

橋梁孔隙在極端天氣中的作用至關重要，在強降雨、大雪等天氣中橋梁孔隙具有排水功能，可避免積水泡發(fā)橋梁，從而保護橋梁結(jié)構(gòu)免受水的侵蝕，確保橋梁在極端天氣下的穩(wěn)定性和安全性。目前常見的問題是高速公路橋梁橋孔被異物堵塞，嚴重影響排水性能[2]。異物的堵塞也會使得橋梁孔隙的排水能力大大降低，這可能導致橋梁在極端天氣下出現(xiàn)積水現(xiàn)象，從而對橋梁結(jié)構(gòu)造成嚴重損害。此外，被堵塞的橋梁孔隙還可能影響泄洪能力，給下游地區(qū)帶來洪澇隱患。

1.5 對橋梁的承載能力計算不足

在我國高速公路橋梁的建設高峰期（即2000年至2005年）建造了許多橋梁，這些橋梁在當時的技術條件下其初始設計具有一定的前瞻性，充分考慮了未來交通發(fā)展的需求。然而隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和汽車保有量的持續(xù)增長，這些橋梁如今面臨著無法滿足當前車輛承載需求的困境。日益增長的交通壓力使得部分橋梁不堪重負，使橋梁結(jié)構(gòu)安全面臨挑戰(zhàn)。如果對這些橋梁進行加固和維修不及時，將會嚴重影響來往行車的安全。

2 養(yǎng)護與維修加固施工技術

2.1 養(yǎng)護技術

高速公路橋梁養(yǎng)護關乎著橋梁的安全穩(wěn)定，更關乎著人們的生命財產(chǎn)安全。在橋梁養(yǎng)護過程中需要對橋梁進行全面的檢查，包括承重部構(gòu)件、臺墩基礎、橋面排水、橋面伸縮縫、橋梁安防措施以及路面抗滑穩(wěn)定性等各個方面。

為了確保檢查的準確性和全面性，需要采用橋檢車、照相機、卷尺、橋梁裂縫寬度測量儀器等專業(yè)設備對橋梁的各個部分進行詳細檢查，并查看梁板的情況以確保橋梁的正常運行。還需要建立詳細的檢查檔案（包括修建年限、病害情況、橋梁原始設計情況、日常檢查內(nèi)容等），以便于對橋梁的歷史和現(xiàn)狀有一個全面的了解，從而為養(yǎng)護工作提供準確的依據(jù)。

在養(yǎng)護方面，需要定期對橋梁進行清潔并處理橋面剝落、開裂等問題，并采取防腐措施處理鋼筋混凝土材料以避免鋼筋腐蝕、混凝土脫落，從而保證橋梁的使用壽命。為了確保橋梁的承載力，需要定期進行承載力計算，并依據(jù)荷載試驗結(jié)構(gòu)判斷橋梁的受損程度，從而確定修復方案以保證橋梁的安全。

2.2 維修加固施工技術

2.2.1 上部結(jié)構(gòu)的橫向病害

2.2.1.1 板梁鉸縫

板梁鉸縫問題的處理是橋梁維修工程的關鍵環(huán)節(jié)之一，針對這個問題需要采取一系列有效的處理措施有剔除有問題的部分，對剔除部分進行內(nèi)部加強，采用植筋方式連接板梁，以及在施工材料的選擇上使用高標號混凝土。

首先，剔除有問題的部分是解決問題的基礎。在橋梁維修過程中，需要對板梁鉸縫進行全面檢查以便找出有問題的部分，然后針對這些部位進行剔除。這一步驟需要特別注意安全，避免在施工過程中對橋梁結(jié)構(gòu)造成不必要的損傷。在剔除過程中還需要注意對周圍結(jié)構(gòu)的保護以免影響其穩(wěn)定性。

其次，對剔除的部分進行內(nèi)部加強，加入鋼筋以提高其承載能力。在剔除完有問題的部分后，需要在原位置加入鋼筋以提高板梁鉸縫的承載能力。這一步驟需要注意鋼筋的規(guī)格和布置，并確保新加入的鋼筋能夠有效地發(fā)揮作用。在加入鋼筋的過程中，還需要注意鋼筋的焊接質(zhì)量，以保證焊接處的強度和穩(wěn)定性。

再次，在連接板梁的過程中需要采用植筋的方式，以保證連接的牢固性和穩(wěn)定性。植筋是一種將鋼筋植入混凝土中的加固方法，在采用植筋方式連接板梁時，需要注意植筋的深度、位置和鋼筋規(guī)格，從而確保植筋效果達到預期標準。在植筋過程中，還需要注意對周圍混凝土的保護，從而避免因施工過程中的震動或沖擊導致混凝土的損傷。

最后，選擇使用高標號混凝土進行施工。高標號混凝土具有強度高、耐久性好、抗?jié)B性優(yōu)等特點，能夠有效提高橋梁的承載能力和使用壽命。在選擇高標號混凝土時還需要注意混凝土的配合比和施工工藝，確保混凝土的質(zhì)量和性能達到預期。

2.2.1.2 T梁橫隔板

在橋梁建設與維護過程中，T梁橫隔板問題的處理是一項重要任務。此類問題通常出現(xiàn)在干接頭形式中，因此需要對其進行改造，將其轉(zhuǎn)變?yōu)闈窠宇^，這一過程包括了多個步驟，需要嚴謹?shù)氖┕ず蛯I(yè)的技術。

對干接頭部位的混凝土進行鑿除，然后使用與原鋼筋規(guī)格一致的鋼筋實施焊接，以確保新舊鋼筋的連接穩(wěn)定，而不會對橋梁的承載力產(chǎn)生影響。在焊接完成后需要將受力鋼筋置于橫隔板下方，以使橫隔板在承受力時更加穩(wěn)定。在施工方式上，需要采用吊模澆筑模式澆筑水泥混凝土灌澆料，以確保混凝土的澆筑質(zhì)量和穩(wěn)定性。

2.2.1.3 彎矩問題

彎矩是橋梁結(jié)構(gòu)中的一種內(nèi)力，它的大小和方向會受到橋梁的形狀、材料、載荷等多種因素的影響。為了抵消較大的彎矩，通常需要采用橫向預應力的方式。穿螺紋鋼筋需要進行打孔，然后將螺紋鋼筋穿入孔中并進行施加預應力，使鋼筋產(chǎn)生預壓應力，從而抵消橋梁結(jié)構(gòu)中的彎矩。在施加預應力后，需要使用錨具固定鋼筋，以防止其在受力過程中滑動。

使用環(huán)氧砂漿進行防腐，有利于延長鋼筋的使用壽命，保證橋梁的安全穩(wěn)定。在施工細節(jié)上，需要在橫橋方向（即橫向隔板的T梁腹板下面）進行打孔并穿鋼筋，以確保鋼筋的安裝位置準確，并避免對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。

2.2.2 伸縮縫病害

伸縮縫病害部位的處理是橋梁維修工程中的一項關鍵任務，為了保證橋梁的正常使用和安全性需要按照一定的步驟進行維修加固。這些步驟包括：剔除原有混凝土、錨固鋼筋處理、增加鋼筋網(wǎng)以及將橋面鋼筋伸入伸縮縫混凝土內(nèi)實施錨固環(huán)焊接等環(huán)節(jié)。

2.2.2.1 剔除原有混凝土

剔除原有混凝土是維修加固的第一步，在這一步驟中，需要特別注意避免切透瀝青混凝土路面，以免影響橋梁的承載能力和穩(wěn)定性，在剔除混凝土的過程中還需要注意避免松動問題以確保施工的有效性[3]。為此，通常會在剔除混凝土前對周邊的混凝土進行預處理（如使用鑿巖機進行預裂）以減少剔除過程中的松動。

2.2.2.2 錨固鋼筋處理

錨固鋼筋處理是確保伸縮縫穩(wěn)定性和承載力的關鍵環(huán)節(jié)。在錨固過程中，需要保留原有預埋鋼筋，對部分鋼筋進行更換，并補齊缺失鋼筋，以確保鋼筋的穩(wěn)定性和承載力。

在錨固鋼筋的過程中，還需要注意鋼筋的焊接質(zhì)量，以保證焊接處的強度和穩(wěn)定性。增加鋼筋網(wǎng)可以提高伸縮縫的抗拉強度和抗彎強度，從而增加其使用壽命和安全性。在增加鋼筋網(wǎng)過程中，需要注意鋼筋的布置密度和焊接質(zhì)量，以確保鋼筋網(wǎng)的有效性。在布置鋼筋網(wǎng)時還需要注意與原有鋼筋的連接，從而使新舊鋼筋形成一個整體共同發(fā)揮作用。

2.2.2.3 錨固環(huán)焊接

將橋面鋼筋伸入伸縮縫混凝土內(nèi)，實施錨固環(huán)焊接是整個維修加固過程的關鍵。這一步驟能夠有效地將橋面鋼筋和伸縮縫混凝土連接在一起，從而幫助橋梁提高其整體穩(wěn)定性。在鋼筋規(guī)格上，通常建議使用φ16鋼筋進行植筋，因為這種鋼筋規(guī)格既可以保證鋼筋的強度又可以避免鋼筋過大導致的施工困難。值得注意的是，在實施錨固環(huán)焊接時需要注意焊接質(zhì)量，以確保焊接處的強度和穩(wěn)定性。

2.2.3 橋面鋪裝病害

橋梁的局部病害問題主要表現(xiàn)在橋面鋪裝層的損壞（如橋梁坑槽等），對于橋梁局部病害的處理通常會采取局部挖補法。這種方法主要是在病害部位進行局部開挖并清理損壞的混凝土，然后使用新的混凝土進行填充和修復。例如，修補橋面鋪裝層的局部坑槽問題時就可以采用此法。這種方法可以針對性地解決問題，避免了大面積修復帶來的浪費和工程量的增加。

對于嚴重破壞的橋面鋪裝層則需要采取更為深入的維修加固方法。例如，改造鋪裝層施工技術需要剔除原有鋪裝層并使用水泥混凝土重新鋪裝，同時為了確保混凝土的防水性建議控制其厚度約6.75 ～12 cm。這種方法可以徹底修復橋面鋪裝層，從而幫助橋梁恢復其承載能力和使用壽命。

在施工過程中，還需進行梁頂?shù)闹步畈⑴c鋼筋網(wǎng)焊接，增強梁頂?shù)目估瓘姸龋苑乐蛊湓谑芰^程中發(fā)生變形。對水泥鋪裝層進行鑿毛處理，可以增加新拌混凝土的粘結(jié)力，并于處理干凈后鋪設防水層以防止水分侵蝕混凝土。

2.2.4 混凝土梁體裂縫

裂縫的產(chǎn)生不僅影響了橋梁的美觀，更嚴重的是它可能會影響到橋梁的安全性能。因此，需要采用適宜的加固技術對裂縫進行有效的處理[4]。其中，粘貼鋼板法和粘貼纖維法是兩種常用的加固方法。

粘貼鋼板法是一種常用的加固方法，主要用于加固橋梁的薄弱部位。這種方法通過利用環(huán)氧樹脂將鋼板粘貼到結(jié)構(gòu)上，從而提升橋梁的受力和剛度，解決裂縫問題，增強結(jié)構(gòu)的承載力。粘貼鋼板法具有很多優(yōu)點，如施工簡便、效果顯著等。然而，這種方法的施工流程比較復雜，包括處理地基、卸荷、配膠等步驟。在這些步驟中，基底處理對鋼板粘貼的牢靠性至關重要。只有基底處理得當，才能確保鋼板與結(jié)構(gòu)之間的粘結(jié)牢固，從而保證加固效果的實現(xiàn)。

粘貼纖維法是利用樹脂類粘結(jié)材料的纖維布粘貼到混凝土表面，提高混凝土的抗拉性能，從而預防裂縫問題的發(fā)生。粘貼纖維法操作簡便且效果顯著，是橋梁加固的一種理想選擇。此外，粘貼纖維法還具有施工周期短、對交通影響小等優(yōu)點，因此在實際工程中得到了廣泛的應用。在實際操作中需要根據(jù)橋梁的具體情況來選擇最適合的加固方法。對于混凝土梁體裂縫問題較嚴重的橋梁，粘貼鋼板法可能是較好的選擇，因為它能夠迅速提高結(jié)構(gòu)的承載力以解決裂縫問題。而對于裂縫問題較輕的橋梁，粘貼纖維法則即可滿足加固需求且施工更為簡便。

3 結(jié)束語

高速公路橋梁隨著時間的推移，由于長期使用引起結(jié)構(gòu)受損，進而導致無法承受大型車輛，對人們的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成了威脅。為了解決這個問題，不僅需要關注施工養(yǎng)護技術改進以提升橋梁管理水平，而且還需要針對橋梁裂縫、結(jié)構(gòu)和舊橋基礎等問題采取有效的加固措施，以確保橋梁的穩(wěn)定性。

參考文獻

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[2] 張克震.高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術研究[J].智能城市應用，2023，6（5）：19-21.

[3] 張成祥.高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術[J].建筑技術開發(fā)，2021，48（12）：47-48.

[4] 薛華中.高速公路橋梁施工管理養(yǎng)護與加固維修技術發(fā)展研究[J].中國科技投資，2021（3）：111-112.

收稿日期：2023-11-18

作者簡介：李青航（1990—），男，山東菏澤人，本科，工程師，研究方向：路橋工程。