高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術(shù)

黨增義

（甘肅省天水公路局高等級公路養(yǎng)護中心，甘肅天水741000）

0 引言

在社會經(jīng)濟的不斷發(fā)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(shè)已經(jīng)取得了突飛猛進的發(fā)展，建設(shè)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(yǎng)護、維修加固施工技術(shù)之間有著緊密的聯(lián)系。所以，深入研究高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術(shù)是非常有必要的。

1 高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實意義

1.1 及時彌補高速公路橋梁的質(zhì)量缺陷

高速公路橋梁工程區(qū)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(dǎo)致高速公路橋梁產(chǎn)生磨損等質(zhì)量缺陷問題。因此，在高速公路橋梁中廣泛應(yīng)用養(yǎng)護、維修、加固施工技術(shù)。

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(fēng)險，并且，提高高速公路橋梁的承載力、抗風(fēng)險能力，保證高速公路橋梁在長期實踐工作中，充分發(fā)揮自身的穩(wěn)定性能。

另一方面，通過高速公路橋梁養(yǎng)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(zhì)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(yīng)用年限

通過高速公路橋梁養(yǎng)護、維修、加固施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，可以延長其整體的應(yīng)用年限。一方面，高速公路橋梁是人民群眾出行的重要基礎(chǔ)設(shè)施。因此，在實踐的過程中，整體的磨損較為嚴(yán)重、使用較為頻繁，極易對高速公路橋梁設(shè)施質(zhì)量產(chǎn)生破壞。另一方面，公路橋梁設(shè)施通常建設(shè)環(huán)境比較復(fù)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(chǎn)生不良影響。基于此，合理規(guī)范地使用施工技術(shù)，可以有效彌補消極因素對高速公路橋梁產(chǎn)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(shè)成本。

2 高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固的重要性

我國疆域遼闊，因此各個地域發(fā)展情況也存在著不同之處，公路運輸建設(shè)過程中經(jīng)常使用的一種施工方式就是架設(shè)橋梁。依托于橋梁實現(xiàn)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(xù)會經(jīng)常使用到養(yǎng)護、加固維修的方式，這對養(yǎng)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(yǎng)護和加固方式，能夠降低發(fā)生交通事故的概率，避免出現(xiàn)人員、財產(chǎn)的傷亡和損失，提高了交通運輸?shù)男省?/p>

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(xiàn)代化國家在運輸中的標(biāo)準(zhǔn)，這也是提高我國在國際基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(xù)養(yǎng)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(zhì)量方面的問題，就必定很難達到預(yù)期效果，后期如果被雨水侵蝕，混凝土表面就會出現(xiàn)裂縫、松散的情況。

通過對高速公路橋梁工程的實際調(diào)查可知，縱向上很多現(xiàn)澆板梁底板出現(xiàn)了長短不一的裂縫，使得混凝土暴露在外面，并遭受到了嚴(yán)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(fā)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(xiàn)了橫向上的彎矩，如果達到了一定的數(shù)值就必定會對梁體產(chǎn)生不可恢復(fù)的損害，即出現(xiàn)裂紋。然而，進行相關(guān)調(diào)查中可以發(fā)現(xiàn)，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(yǎng)護和維護加固即可，不會出現(xiàn)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(chǎn)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(shè)計施工階段存在問題或者在車輛反復(fù)碾壓下，必定會加速裂縫的形成，呈現(xiàn)出不同狀態(tài)的裂縫。橋板界面上，經(jīng)常會發(fā)生彎曲裂縫，因此，該部位結(jié)構(gòu)受力時間較長，施工過程中也存在不連續(xù)澆筑行為，這也就導(dǎo)致了該處抗彎剛度很難達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。在片梁部位上，裂縫呈現(xiàn)出一種細(xì)微型的特征，出現(xiàn)這些裂縫也是因為橫向力的作用，導(dǎo)致逐漸形成扭轉(zhuǎn)裂縫。

3.3 支座病害

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

橡膠支座實際上也存在著一些優(yōu)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(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是，橡膠在物理性質(zhì)的影響下，如果長時間的使用，就會出現(xiàn)脫空、開裂、腐蝕等情況。支座發(fā)生變形開裂的原因是：路面長期承受較大壓力，導(dǎo)致橡膠支座會出現(xiàn)永久性的變形，隨著時間的推移就會出現(xiàn)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(dǎo)致支座在受力中不夠均勻，如果一些部位應(yīng)力較為集中化，此時這些部位就會先出現(xiàn)開裂的問題。出現(xiàn)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(jīng)和設(shè)計位置發(fā)生偏離。支座在發(fā)生脫空以后會產(chǎn)生巨大的危害性，導(dǎo)致梁體局部出現(xiàn)下沉，損壞整個橋面。支座墊板出現(xiàn)了腐蝕的情況，根本原因在于鋼板表層防銹層已經(jīng)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(huán)境影響出現(xiàn)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(dǎo)致橋面發(fā)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(wǎng)狀的裂紋都是在橋面鋪裝過程中經(jīng)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(qū)域會發(fā)生變形。當(dāng)變形超過路面的彈性變形時，就會出現(xiàn)裂縫，并且裂縫會迅速擴大。與此同時，橋面在實際鋪設(shè)過程中，不同鋪設(shè)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(xué)性能，受到較大荷載力的影響必定會出現(xiàn)不協(xié)調(diào)的情況。如果這種不協(xié)調(diào)達到了一定的程度，就必定會導(dǎo)致縱向、橫向上出現(xiàn)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(rèn)識水平有限的影響下，會導(dǎo)致使用的鋼筋較小，后續(xù)使用中也會在路面荷載力增加的情況下出現(xiàn)裂紋。

鋪裝層要是出現(xiàn)了裂紋，對高速公路產(chǎn)生的損害也不小。

首先，鋪裝層要是出現(xiàn)了問題，就會使得車輛對路面產(chǎn)生巨大沖擊。

其次，鋪裝層要是有裂紋那么就很難有效發(fā)揮出防水功能，導(dǎo)致雨水滲到主梁中，嚴(yán)重腐蝕內(nèi)部鋼筋，并對混凝土結(jié)構(gòu)中的力學(xué)性能產(chǎn)生損壞，整個橋梁安全也會產(chǎn)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(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)在受力方面不均衡，非常容易出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況[3]。

4 現(xiàn)存問題

4.1 工程設(shè)計過程中不科學(xué)

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(zhì)量，有必要在施工前期階段進行嚴(yán)格的檢查、有效評估施工現(xiàn)場，撰寫科學(xué)、完善的工程施工設(shè)計，為實際施工提供科學(xué)的指導(dǎo)。高速公路橋梁工程在土層結(jié)構(gòu)、地形水文等條件方面有更高的要求，要是工程在設(shè)計中沒有考慮到影響公路橋梁質(zhì)量的因素，就必定會導(dǎo)致橋梁在運行中出現(xiàn)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(shè)中不牢固

高速公路橋梁在建設(shè)中的重點就是地基的建設(shè)，其直接決定了公路橋梁的質(zhì)量。其中在具體施工過程中，施工人員若難以保證地基的質(zhì)量，此時就會導(dǎo)致橋面出現(xiàn)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(dǎo)致橋面開裂、起砂，出現(xiàn)這種情況的根本原因在于施工。一些橋面鋪設(shè)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(xiàn)磨損、表皮開裂的情況[4]。

4.3 維修養(yǎng)護不定期

高速公路上每天會有運行的車輛，因此更應(yīng)該定期進行檢查養(yǎng)護。如果在發(fā)生了質(zhì)量方面的問題以后再進行養(yǎng)護，那么此時工作的開展會非常復(fù)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(qū)，非常容易出現(xiàn)碰撞的事故，因此有必要在公路橋梁兩側(cè)上設(shè)立護欄。針對由于交通事故出現(xiàn)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(fù)，保障高速公路橋梁正常的運行。

5 高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固關(guān)鍵施工技術(shù)的應(yīng)用策略

5.1 高速公路橋梁常規(guī)養(yǎng)護技術(shù)

高速公路橋梁養(yǎng)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(yǎng)護施工工作的主要目的就是保證整體項目應(yīng)用的長期性、持續(xù)性。通過觀察與研究可以將現(xiàn)階段的高速公路橋梁常規(guī)養(yǎng)護技術(shù)總結(jié)為以下幾方面：

首先，相關(guān)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(jiān)測。依據(jù)高速公路橋梁的結(jié)構(gòu)特點，將其劃分為不同的檢查模塊。在監(jiān)測工作中依據(jù)實際需要進行年檢、月檢等工作。并且，積極聘請行業(yè)內(nèi)部的橋梁專家、監(jiān)測機構(gòu)對高速公路橋梁具體情況進行篩查、審核[5]。與此同時，依據(jù)相關(guān)規(guī)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(chǎn)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(chǎn)生風(fēng)化、開裂等問題。

其次，通過定期的開展施工質(zhì)量檢測工作，幫助技術(shù)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(yǎng)護施工技術(shù)應(yīng)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(tǒng)工作性能的降低，導(dǎo)致整體公路橋梁使用效果的下降。

最后，養(yǎng)護工作針對高速公路橋梁中的鐵質(zhì)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)，定期的進行防腐處理。并且，對于橋梁的鋼筋結(jié)構(gòu)，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(wěn)定性能，避免養(yǎng)護工作的缺失，激化結(jié)構(gòu)中的受損問題。

高速公路橋梁在養(yǎng)護過程中需要和維修工作一同展開，并且也需要結(jié)合常見的病害采取具體的養(yǎng)護措施，例如可以科學(xué)地涂抹活性劑。此外，對建筑材料數(shù)據(jù)、養(yǎng)護參數(shù)也需要做好相關(guān)的記錄，以有效養(yǎng)護公路橋梁。高速公路橋梁在具體養(yǎng)護過程中也不能僅限于橋梁本身，反而需要站在生態(tài)以及排水系統(tǒng)的角度上，為公路橋梁養(yǎng)護工作的開展提供良好的生存環(huán)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(guī)養(yǎng)護技術(shù)，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(shù)

高速公路橋梁中的維修施工技術(shù)主要針對于結(jié)構(gòu)中的不可逆損傷。例如：高速公路橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生斷裂、破壞等問題。高速公路橋梁的維修施工技術(shù)，需要對整體的結(jié)構(gòu)進行拆除、修復(fù)。在技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要遵循兩項基本工作原則：安全穩(wěn)定原則、成本控制原則。區(qū)別于上述養(yǎng)護技術(shù)的應(yīng)用工作，維修施工技術(shù)對公路橋梁工作質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)要求更為嚴(yán)格。

首先，在維修施工技術(shù)應(yīng)用的過程中，必須保證原有結(jié)構(gòu)與修復(fù)結(jié)構(gòu)工作的協(xié)調(diào)性。并且，相關(guān)人員避免對原有的高速公路橋梁結(jié)構(gòu)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(fù)施工技術(shù)在應(yīng)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(chǎn)生消極影響，必須保證公路橋梁應(yīng)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(jié)構(gòu)產(chǎn)生鋼筋外漏問題，施工技術(shù)在應(yīng)用的過程中必須將保護結(jié)構(gòu)、防銹結(jié)構(gòu)等防護機制進行清除。在保證鋼筋結(jié)構(gòu)體表面清潔的狀態(tài)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(jù)施工現(xiàn)場的實際工作需要，在原有的高速公路橋梁結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)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(shù)

高速公路橋梁加固技術(shù)主要針對于高危的工程結(jié)構(gòu)，主要面對高速公路橋梁產(chǎn)生的沉降、斷裂等危險問題。在高速公路橋梁加固技術(shù)應(yīng)用前期，必須依據(jù)專業(yè)的施工配套設(shè)備對整體結(jié)構(gòu)危險性進行監(jiān)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(jié)構(gòu)進行評估、檢查。

與此同時，當(dāng)高速公路橋梁裂縫長度、寬度超過行業(yè)內(nèi)部的相關(guān)規(guī)定，就必須對其結(jié)構(gòu)體進行加固。主要采用的方式是體外預(yù)應(yīng)力結(jié)合碳纖維的加固施工技術(shù)類型。并且，高速公路橋梁加固技術(shù)在應(yīng)用的過程中，必須保證施工操作的經(jīng)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(shù)的應(yīng)用，必須保證高速公路橋梁應(yīng)用壽命延長三分之一。

與此同時，在高速公路橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)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(gòu)造剛硬度進行監(jiān)測。上述方法通常針對于混凝土結(jié)構(gòu)，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(shù)應(yīng)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(shù)人員在工作的過程中，可以依靠大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對其中存在的問題及時記錄在冊，構(gòu)建高速公路橋梁養(yǎng)護、加固、修復(fù)信息的記錄體系，科學(xué)的完善高速公路橋梁概況信息機制，為今后加固、養(yǎng)護、修復(fù)施工技術(shù)的順利操作奠定堅實的基礎(chǔ)。此外，還可以利用增大截面加固技術(shù)、體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)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(shù)。該技術(shù)比較適用于鋼筋混凝土彎曲或其他構(gòu)件變形的加固施工中，針對受到壓力的構(gòu)件采用增加構(gòu)面面積、配筋方式，提高構(gòu)件抗彎以及抗剪能力，以保證公路橋梁構(gòu)件的剛度與穩(wěn)定性。在使用該技術(shù)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(jīng)超過了被允許的范圍中。這兩種情況在具體應(yīng)用中都需要考慮到受力方面的問題，在加固材料與構(gòu)件結(jié)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(yīng)用到橋梁橫梁加固或T 梁加固過程中。

其次，體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。這種技術(shù)比較適合應(yīng)用到存在結(jié)構(gòu)性問題的鋼筋混凝土梁式橋中，尤其是針對承載力出現(xiàn)下降，要提高構(gòu)件荷載力的情況。具體使用中，要將預(yù)應(yīng)力筋放到主體結(jié)構(gòu)外部，加固橋梁主要受力構(gòu)件的時候，需要在構(gòu)建外部設(shè)置出預(yù)應(yīng)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(jié)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(yù)應(yīng)力加固技術(shù)的時候，選擇的預(yù)應(yīng)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(yù)應(yīng)力筋出現(xiàn)生銹的情況。現(xiàn)今經(jīng)常使用到的體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)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(jié)語

綜上所述，高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術(shù)的應(yīng)用，可以創(chuàng)新優(yōu)化整體工程項目的結(jié)構(gòu)。一方面，通過養(yǎng)護、維修、加固等施工技術(shù)的應(yīng)用，建立全方位、立體化的高速公路橋梁工程監(jiān)測機制，有效降低公路橋梁的使用風(fēng)險；另一方面，幫助高速公路橋梁施工現(xiàn)場的技術(shù)人員規(guī)范自身的工作行為。上述從高速公路橋梁養(yǎng)護與維修加固施工技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)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(zhì)量的全面強化，為社會經(jīng)濟建設(shè)創(chuàng)造良好的交通環(huán)境。