陳英昊
(長安大學 公路學院,陜西 西安 710000)
隨著我國的快速發展,交通流量日益增加且車輛的載重量也越來越大,車流壓力的增長速度遠遠超過了現有橋梁的承受能力極限.另外,我國還有許多老橋仍在使用中,這些橋梁因為早年的資金及技術不成熟等原因,導致橋梁強度規格達不到現有規范及日常使用要求.近幾年,我國頻繁發生橋梁坍塌事故,如哈爾濱陽明灘大橋、北京懷柔寶山橋、江蘇鹽城秦南鎮跨海大橋等,固然有車輛嚴重超載、船舶撞擊等偶然作用的原因,但也警示我國橋梁養護維修部門工作的不到位,若對橋梁定期進行養護加固,或許這類悲劇可以避免.我國仍存在著把更多的精力放在興建橋梁而對橋梁養護加固投入的精力、資金不足等問題.我國在橋梁檢測手段、橋梁檢測儀器、相關技術規范方面也距西方發達國家有很大差距,我國橋梁養護仍處在一個發展完善的階段.
我國早期對橋梁的外觀、構造、跨徑、選線等方面投入大量精力,也取得了卓越的成就,我們已經成為了橋梁大國,建造了許多名列前茅的世界同類型大橋,兼顧構造與美觀.也正是這些成就的光環,使我國出現了重建不重養的思想偏差.好在公路部門及時發現問題,出臺了相關規范,力爭使大部分橋梁不再處于失養的狀態.現總結橋梁養護常遇見的問題如下:
(1)橋梁是通行要道,理論上不允許長時間在上面逗留.然而在我國有些橋梁上(尤其是鄉鎮橋梁上)存在有商販在橋上擺攤等現象.不但會影響交通流量,還會產生大量垃圾.這些垃圾會堵塞橋梁,如堵塞排水孔,導致雨季橋面積水嚴重,長此以往,必然導致橋面破壞.
(2)由于施工不當、壓縮沉降、地基沉陷、結構突變等原因產生的橋頭跳車現象.橋頭跳車會嚴重影響行車安全,加速橋臺與路面接合處的破壞,影響橋梁的耐久性.
(3)由于溫度收縮、預應力、施工時水泥用量過多等原因產生的非結構性裂縫;由于水平縱向鋼筋、箍筋或受拉鋼筋配筋率不夠,因彎矩、剪力導致的結構裂縫.
(4)國內很多大跨徑橋梁(尤其是預應力混凝土梁橋)出現下撓度過大的現象.特別是長期撓度的控制很難把握,很多橋梁都因此暫停使用或花費大量費用維修.
(5)橋梁上應根據實際情況設置慢行標志、限制軸距標志、禁止危險品運輸車輛標志、橋名標志、限質量標志、窄橋標志、限高標志(橋梁下是通道的情況)、限速標志、禁止超車標志等.在部分橋梁上幾乎沒有標志設置,造成隱患.
狹義橋梁的養護是指為了保證橋涵及其附屬設施的正常使用進行的保養、維修、加固和改造工作.廣義的橋梁養護還包括為保證橋梁正常運營采取的其他措施,如對橋梁進行檔案管理、相關的規范制度以及應急方案的建立.
公路橋梁的檢查主要有日常檢查、定期檢查、特殊檢查、應急檢查和專門檢查.其中日常檢查是觀測橋梁狀況的主要手段,主要靠目測,應至少每月進行一次,并填寫橋梁經常檢查記錄表.定期檢查較日常檢查更為嚴格,需要目測并輔以測量儀器,近距離觀察,并應當場填寫“橋梁定期檢查數據表”,檢查周期不得超過3年.特殊檢查主要針對遭遇地震等自然災害或船舶撞擊等偶然作用的橋梁,由具有相應檢測實力的專業研究機構實施,檢查主要為維修加固提供依據.
橋梁根據橋梁狀況分為五類,其中一類、二類橋梁只需進行必要的檢查及維護,維修與加固主要針對三~五類的橋梁,其中五類橋梁由于破損嚴重,應根據維修條件及經濟等方面的考慮選擇是否進行維修,必要時應拆除重建.特殊的,橋下凈空達不到新的交通標準的橋梁也應進行整修.橋梁的維修工作主要包括:橋面的整平處理,噴漆,支座的修理,橋臺墩臺的修理,附屬設施如安全設備、照明設備的修理,缺失標志的補充,裂縫的處理.橋梁的養護維修按照性質、規模、技術要求可分為小修保養工程、中修工程、大修工程、搶修工程四大類.其中小修和中修主要針對破損較輕不影響交通的橋梁,在原有基礎上進行小幅度整修,改善橋梁性能,延長橋梁的使用壽命;大修工程主要針對的是破損嚴重、影響正常使用以及早年建造的不能達到現今承載要求的技術水平較差的橋梁,其目的是提高道路的通行能力.對于遭遇水毀或意外事故等破壞的橋梁應進行搶修工程來快速恢復交通,屬于應急處理.
所謂橋梁的加固,是指對有承載能力不足的橋梁構件進行補強,改善結構性能,提高橋梁結構承載能力和安全,增加橋梁的強度、剛度、穩定性和耐久性.主要針對三~五類以及需要臨時通過特重車的橋梁.按照加固的部位分為上部結構加固和下部結構加固.上部結構的主要加固方法有擴大截面、粘貼加固、增加輔助構件等;下部結構的主要加固方法有擴大基礎加固、高壓噴漿加固等.加固方法應靈活運用,必要時可根據現場情況多種加固方法結合使用.需要注意的是,加固前應先處理好裂縫等病害.加固的主要內容有:加固補強薄弱構件,增加輔助構件,更換構件,橋梁加寬,橋墩、橋臺的加固等.橋梁的加固過程中存在許多不可避免或尚未解決的問題,主要有:
(1)對于已通車的橋梁,不可避免的影響交通.
(2)受到原有橋梁結構的限制,難以改變結構根本,加固效果有限.
(3)新舊材料的膠著力,新舊材料結合處整體性差.
(4)難以探查結構內部,難以確定極限狀況,造成加固保守,浪費材料,增加費用.
橋梁養護已經成為了嶄新的橋梁發展方向,隨著交通網的完善,道橋的重心將逐漸由建橋轉移到養橋,如何養橋、如何提高養護的效率是新的研究方向.有太多因橋梁安全意識淡薄導致的橋梁坍塌事件作為前車之鑒,因此改善橋梁養護的措施,勢在必行.
現今,橋梁養護人員的素質普遍不高,從事橋梁養護的人員大部分并未能掌握橋梁檢查、檢測、維修加固的基本知識,難以擔當合格的檢查維護人員.加強養護人員的培訓是需要急切付諸行動的,針對不同的養護人員,有針對性的進行培訓.可以通過請有關高校教授、專家到單位講座以及由從事該行業的專業人士帶領工作人員實地學習等方式提高橋梁養護人員的素質.
當前我國的檢測手段與評估手段相對落后,而從國外引進的專業技術檢測的費用高昂,這使得橋梁養護人員在經費不足的情況下很難保證橋梁安全.保證橋梁養護經費的及時、足額、到位,是保證橋梁養護的根本條件.只有在資金充足的情況下,才能提高檢測的效率、人員的培訓以及技術的研發.
普查橋梁,建立并完善橋梁檔案,保證檔案的準確性.橋梁檔案類比于身份證,是不應該出現偏差的.橋梁檢測中經常出現的問題就是橋梁資料的不完善,甚至出現缺失檔案、錯誤檔案的情況,出現按照檔案資料到達資料地點卻發現沒有橋涵的情況.改善橋梁檔案管理,能改善橋梁養護的秩序性和準確性.
古話云:“工欲善其事,必先利其器.”現今的許多橋梁跨徑較大,橋高較高,采用簡易的器械難以完成日常檢查及維修工作,很多測量、觀察工作需要空中作業.專業的設備是保證橋梁正常維護的前提,只有設備到位,才能保證橋梁養護的有效準確,保證橋梁的安全.同時也不應盲目購買養護設備,在性能相差不大時應優先選用價格低廉、容易修理的設備.不常用的養護設備可以臨時租賃.良好的設備使用管理,能有效的提高設備的利用率,減少設備的維修費用.
發達國家早在工業革命時完成了大部分橋梁的建設,其針對橋梁養護的研究已趨成熟,例如美國、日本等國家先后建立了橋梁養護的計算機管理系統,包含完整的橋梁檢測、評定和技術改造體系.虛心學習國外先進理念,結合我國實際情況,研究出適合我國的一套完整管理系統,能有效的加速我國橋梁養護的發展速度.
橋梁是跨越障礙物的設施,是公路的重要組成部分.目前,我國對橋梁養護的重視程度有所增加,但我國仍未能提出一套完整的橋梁養護與加固系統理論.在我國交通事業的蓬勃發展的大環境下,橋梁養護的重要性不言而喻.因此,研究出一套適合我國的成套的養護系統理論,為我國危橋舊橋的改造提供技術支持,是當務之急.橋梁養護不是簡單的重復性工作,養護工作應不斷創新,結合國情研究實用易用的養護措施和管理方法.總之,把舊橋的養護與加固作為橋梁未來發展的主要方向,符合我國當前交通發展國情,可實現交通通暢和經濟效益的相輔相成.
〔1〕黃平明,陳萬春.橋梁養護與加固[M].人民交通出版社,2009.15-25.
〔2〕《公路橋涵養護規范》JTG H 11-2004.
〔3〕《公路橋涵設計通用規范》JTG D60-2004.
〔4〕李昌鑄.公路橋梁管理系統管理系統(CBMS2000)的開發與應用[J].公路交通科技,2003:84-90.