高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)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(qiáng)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(dǎo)致橋梁功能下降，從而造成無法挽回的損失。基于此，應(yīng)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(duì)環(huán)境的影響。應(yīng)重視橋梁的養(yǎng)護(hù)以及檢測(cè)維護(hù)工作，提供安全、便捷的出行條件，并確保橋梁的可持續(xù)運(yùn)營。

關(guān)鍵詞：養(yǎng)護(hù)；橋梁；維修加固

中圖分類號(hào)：TU75" " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號(hào)：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(huì)面臨一系列問題，如橋梁受到車輛反復(fù)碾壓、風(fēng)吹日曬等自然因素的影響，會(huì)導(dǎo)致其性能和結(jié)構(gòu)難以維持初始狀態(tài)。隨著時(shí)間的推移，橋梁的承載能力和穩(wěn)定性可能會(huì)逐漸減弱，這無疑對(duì)行車安全構(gòu)成了潛在威脅。為解決該問題，定期進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修顯得至關(guān)重要。基于此，本文提出了針對(duì)橋梁的養(yǎng)護(hù)與維修的相關(guān)策略。

1 養(yǎng)護(hù)與維修工作中存在的問題

1.1 橋梁環(huán)境缺乏保護(hù)

車輛漏油和環(huán)境管理不到位兩個(gè)方面：①車輛漏油問題。長期累積的漏油會(huì)侵蝕橋梁表面使其失去光澤，甚至?xí)?dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)受損。漏油中的化學(xué)物質(zhì)會(huì)滲入橋梁的混凝土和鋼筋中使其抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)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(shí)清理，垃圾無法自然降解長時(shí)間堆積會(huì)嚴(yán)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(fù)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(shè)計(jì)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(gè)部分組成的，這些部分相互協(xié)作以共同承擔(dān)路面車輛荷載，所以任何一個(gè)部分的損傷都可能影響到整個(gè)橋梁的性能和安全性。因此，對(duì)于橋梁的維護(hù)和保養(yǎng)必須做到細(xì)致入微。橋梁的后期養(yǎng)護(hù)維修往往面臨著各種問題，如果維修不及時(shí)，橋梁銜接可能會(huì)出現(xiàn)問題，進(jìn)而導(dǎo)致地基下沉，影響道路與橋梁的連接質(zhì)量。

1.3 破損修復(fù)不及時(shí)

我國高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)機(jī)制已經(jīng)相當(dāng)成熟，無論是從技術(shù)上還是管理上都具有一定優(yōu)勢(shì)，然而仍存在一些問題需要關(guān)注。其中最突出的問題就是維修不及時(shí)，尤其是欄桿破損的修復(fù)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(shí)修復(fù)可能會(huì)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(dǎo)致行車安全事故的發(fā)生。而更嚴(yán)重的影響是，如果不及時(shí)修復(fù)鋼筋制的護(hù)欄破損，則可能會(huì)帶來二次傷害。鋼筋制的護(hù)欄在被破損可能會(huì)導(dǎo)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(huì)出現(xiàn)更嚴(yán)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(guān)重要，在強(qiáng)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(hù)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(yán)重影響排水性能[2]。異物的堵塞也會(huì)使得橋梁孔隙的排水能力大大降低，這可能導(dǎo)致橋梁在極端天氣下出現(xiàn)積水現(xiàn)象，從而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重?fù)p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(duì)橋梁的承載能力計(jì)算不足

在我國高速公路橋梁的建設(shè)高峰期（即2000年至2005年）建造了許多橋梁，這些橋梁在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下其初始設(shè)計(jì)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(jì)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(dāng)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(fù)，使橋梁結(jié)構(gòu)安全面臨挑戰(zhàn)。如果對(duì)這些橋梁進(jìn)行加固和維修不及時(shí)，將會(huì)嚴(yán)重影響來往行車的安全。

2 養(yǎng)護(hù)與維修加固施工技術(shù)

2.1 養(yǎng)護(hù)技術(shù)

高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)關(guān)乎著橋梁的安全穩(wěn)定，更關(guān)乎著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。在橋梁養(yǎng)護(hù)過程中需要對(duì)橋梁進(jìn)行全面的檢查，包括承重部構(gòu)件、臺(tái)墩基礎(chǔ)、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(gè)方面。

為了確保檢查的準(zhǔn)確性和全面性，需要采用橋檢車、照相機(jī)、卷尺、橋梁裂縫寬度測(cè)量?jī)x器等專業(yè)設(shè)備對(duì)橋梁的各個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)檢查，并查看梁板的情況以確保橋梁的正常運(yùn)行。還需要建立詳細(xì)的檢查檔案（包括修建年限、病害情況、橋梁原始設(shè)計(jì)情況、日常檢查內(nèi)容等），以便于對(duì)橋梁的歷史和現(xiàn)狀有一個(gè)全面的了解，從而為養(yǎng)護(hù)工作提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

在養(yǎng)護(hù)方面，需要定期對(duì)橋梁進(jìn)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(jìn)行承載力計(jì)算，并依據(jù)荷載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)判斷橋梁的受損程度，從而確定修復(fù)方案以保證橋梁的安全。

2.2 維修加固施工技術(shù)

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(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，針對(duì)這個(gè)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(duì)剔除部分進(jìn)行內(nèi)部加強(qiáng)，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(biāo)號(hào)混凝土。

首先，剔除有問題的部分是解決問題的基礎(chǔ)。在橋梁維修過程中，需要對(duì)板梁鉸縫進(jìn)行全面檢查以便找出有問題的部分，然后針對(duì)這些部位進(jìn)行剔除。這一步驟需要特別注意安全，避免在施工過程中對(duì)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(duì)周圍結(jié)構(gòu)的保護(hù)以免影響其穩(wěn)定性。

其次，對(duì)剔除的部分進(jìn)行內(nèi)部加強(qiáng)，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(qiáng)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(shí)，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(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。在植筋過程中，還需要注意對(duì)周圍混凝土的保護(hù)，從而避免因施工過程中的震動(dòng)或沖擊導(dǎo)致混凝土的損傷。

最后，選擇使用高標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行施工。高標(biāo)號(hào)混凝土具有強(qiáng)度高、耐久性好、抗?jié)B性優(yōu)等特點(diǎn)，能夠有效提高橋梁的承載能力和使用壽命。在選擇高標(biāo)號(hào)混凝土?xí)r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(dá)到預(yù)期。

2.2.1.2 T梁橫隔板

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

對(duì)干接頭部位的混凝土進(jìn)行鑿除，然后使用與原鋼筋規(guī)格一致的鋼筋實(shí)施焊接，以確保新舊鋼筋的連接穩(wěn)定，而不會(huì)對(duì)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(shí)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(huì)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(yù)應(yīng)力的方式。穿螺紋鋼筋需要進(jìn)行打孔，然后將螺紋鋼筋穿入孔中并進(jìn)行施加預(yù)應(yīng)力，使鋼筋產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而抵消橋梁結(jié)構(gòu)中的彎矩。在施加預(yù)應(yīng)力后，需要使用錨具固定鋼筋，以防止其在受力過程中滑動(dòng)。

使用環(huán)氧砂漿進(jìn)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(xì)節(jié)上，需要在橫橋方向（即橫向隔板的T梁腹板下面）進(jìn)行打孔并穿鋼筋，以確保鋼筋的安裝位置準(zhǔn)確，并避免對(duì)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(xiàng)關(guān)鍵任務(wù)，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(jìn)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(shí)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(dòng)問題以確保施工的有效性[3]。為此，通常會(huì)在剔除混凝土前對(duì)周邊的混凝土進(jìn)行預(yù)處理（如使用鑿巖機(jī)進(jìn)行預(yù)裂）以減少剔除過程中的松動(dòng)。

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(guān)鍵環(huán)節(jié)。在錨固過程中，需要保留原有預(yù)埋鋼筋，對(duì)部分鋼筋進(jìn)行更換，并補(bǔ)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(qiáng)度和穩(wěn)定性。增加鋼筋網(wǎng)可以提高伸縮縫的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)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(shí)還需要注意與原有鋼筋的連接，從而使新舊鋼筋形成一個(gè)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(shí)施錨固環(huán)焊接是整個(gè)維修加固過程的關(guān)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(jìn)行植筋，因?yàn)檫@種鋼筋規(guī)格既可以保證鋼筋的強(qiáng)度又可以避免鋼筋過大導(dǎo)致的施工困難。值得注意的是，在實(shí)施錨固環(huán)焊接時(shí)需要注意焊接質(zhì)量，以確保焊接處的強(qiáng)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(duì)于橋梁局部病害的處理通常會(huì)采取局部挖補(bǔ)法。這種方法主要是在病害部位進(jìn)行局部開挖并清理損壞的混凝土，然后使用新的混凝土進(jìn)行填充和修復(fù)。例如，修補(bǔ)橋面鋪裝層的局部坑槽問題時(shí)就可以采用此法。這種方法可以針對(duì)性地解決問題，避免了大面積修復(fù)帶來的浪費(fèi)和工程量的增加。

對(duì)于嚴(yán)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(shù)需要剔除原有鋪裝層并使用水泥混凝土重新鋪裝，同時(shí)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(fù)橋面鋪裝層，從而幫助橋梁恢復(fù)其承載能力和使用壽命。

在施工過程中，還需進(jìn)行梁頂?shù)闹步畈⑴c鋼筋網(wǎng)焊接，增強(qiáng)梁頂?shù)目估瓘?qiáng)度，以防止其在受力過程中發(fā)生變形。對(duì)水泥鋪裝層進(jìn)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(shè)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(yán)重的是它可能會(huì)影響到橋梁的安全性能。因此，需要采用適宜的加固技術(shù)對(duì)裂縫進(jìn)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(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載力。粘貼鋼板法具有很多優(yōu)點(diǎn)，如施工簡(jiǎn)便、效果顯著等。然而，這種方法的施工流程比較復(fù)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(duì)鋼板粘貼的牢靠性至關(guān)重要。只有基底處理得當(dāng)，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(shí)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(yù)防裂縫問題的發(fā)生。粘貼纖維法操作簡(jiǎn)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(duì)交通影響小等優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際工程中得到了廣泛的應(yīng)用。在實(shí)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(duì)于混凝土梁體裂縫問題較嚴(yán)重的橋梁，粘貼鋼板法可能是較好的選擇，因?yàn)樗軌蜓杆偬岣呓Y(jié)構(gòu)的承載力以解決裂縫問題。而對(duì)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(jiǎn)便。

3 結(jié)束語

高速公路橋梁隨著時(shí)間的推移，由于長期使用引起結(jié)構(gòu)受損，進(jìn)而導(dǎo)致無法承受大型車輛，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成了威脅。為了解決這個(gè)問題，不僅需要關(guān)注施工養(yǎng)護(hù)技術(shù)改進(jìn)以提升橋梁管理水平，而且還需要針對(duì)橋梁裂縫、結(jié)構(gòu)和舊橋基礎(chǔ)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(xiàn)

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收稿日期：2023-11-18

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