公路危舊中小橋梁的養護與維修加固分析

吳童年

(甘肅省武威公路事業發展中心，甘肅 武威 733000)

截止2022年底，我國現有公路總里程達528萬km，其中“路”是平穩地面條件下的公路保障，而“橋”則是峽谷、溝壑、河流之上等復雜條件下的公路保障，相較于“路”的功能性影響，“橋”的功能性損失以及潛藏的危險因素更容易引發行人、行車的安全。因此，為保證行人、行車的舒適度和安全性，必須分析公路危舊中小橋梁的養護與維修加固策略，緩解交通運輸壓力，才能夠有效提升我國公路的整體效能。

1 公路危舊中小橋梁養護與維修加固的意義

1.1 保障行人行車的安全

公路是一項保障性設施，是連通城市之間、城鄉之間的紐帶，通過公路工程讓遍布在960萬km2各處的親人、朋友能夠更簡單的相見，讓北方人們的餐桌上能夠出現南方城市生產的蔬果，讓南方人們能夠領略北方城市的風情，但在公路方便人們出行、加強經濟建設的同時，公路自身的性能也與過往行車的安全產生直接聯系，尤其橋梁作為公路系統中建立在溝壑、河流等復雜條件下的設施，若橋梁的功能性存在問題，會嚴重影響行人、行車的過往安全，誘發安全事故。

我國現有公路橋梁96.11萬座，其中特大橋梁7 417座，大橋13.45萬座，中小橋梁約81.92萬座，是公路橋梁中占比最大的部分，若中小橋梁的質量存在問題，將會嚴重影響公路系統的運輸能力和交通保障能力，誘發安全事故、阻礙經濟發展，通過公路危舊中小橋梁的養護與維修加固工作，能夠有效恢復橋梁的功能性，進而保障行人、行車的過往安全，加速我國“建設交通強國”的目標達成[1]。

1.2 促進地方經濟發展

“要想富，先修路”這句在我國經濟建設中流傳幾十年的話語，經過時間的驗證已經成為我國發展經濟的“真理”，這句話也直接說明交通保障與經濟建設的直接關系，同時，橋梁作為人們“跋山涉水”的重要保障設施，若橋梁存在質量問題，會嚴重影響該地區的經濟建設。

為大力發展地區經濟，各地區先后開展旅游、物流、采摘園、農家樂等新興的經濟建設模式，不僅如此，在當下網絡大興的時代，網絡購物、線上線下聯通都需要公路工程的交通保障。如上文所述，中小型橋梁是公路橋梁中最重要、數量最多的組成部分，雖然中小型橋梁泛指長度在100m以下的橋梁，但中小型橋梁卻是聯通路與路之間的重要保障，一旦橋梁的功能性受損，其兩側的路也將失去意義，為地區經濟的發展造成阻礙。通過公路危舊中小橋梁養護與維修加固工作，能夠有效保證橋梁的功能性完善，保證公路流通，進而為地區經濟發展提供基本條件[2]。

2 公路橋梁養護維修加固質量不足的原因

2.1 養護維修工作人員能力問題

任何以工作人員為基本條件而開展的工程項目，都不可避免的會受到工作人員的技術能力影響。公路危舊中小橋梁養護與維修加固工作需要涉及多種技術要求，包括但不限于：檢測技術、問題分析能力、養護與維修技術的掌握、養護與維修標準的確定、養護與維修方案的規劃等等。在實際的公路危舊中小橋梁養護與維修加固工作中，將養護與維修工作分為檢測與養護維修兩個部分，由不同的工作人員負責各自的工作。但作為施工現場的管理人員，除具備現場協調能力、方案制定能力外，必須對各項技術都有一定掌握，才能夠科學、標準的開展公路危舊中小橋梁養護與維修加固工作，當前大部分的是危舊中小橋梁養護與維修工作現場，管理人員并不滿足相關的能力需求[3]。

其次，工作人員對自身所負責工作的技術掌握也會影響橋梁的養護維修加固效果。即使管理人員能夠完善制定施工方案，若負責各項工作的工作人員不能夠以自身技術落實養護維修加固方案，也會導致公路橋梁養護維修加固質量不足的問題。

2.2 橋梁管理制度缺位

我國現有中小型公路橋梁81.92萬座，龐大的數量導致中小型橋梁的日常管理始終處于缺位狀態，如：在城市、城鄉之間的中小型公路橋梁因缺少日常巡查、管理，周邊群眾會在公路橋梁上晾曬農作物、衣物(如圖1所示)，長此以往，農作物中的水分、衣物中的水分和清潔劑殘留物質會加速橋梁材料的腐蝕速度，從而造成橋梁的性能缺失。

圖1 正在橋梁上晾曬的被褥

造成公路橋梁日常管理效果較差的主要問題便是公路橋梁管理責任的不清晰。公路橋梁建設是市政工作的一部分，其規劃、施工都有明確的責任，但在后期使用階段的管理工作卻沒有明確的責任劃分，當公路橋梁被發現質量問題時，會進行維修和加固，但不明確的責任劃分顯然會增加公路橋梁養護維修加固的工作量，因此，建立完善的公路橋梁管理制度，才能夠更好保障公路橋梁的功能性[4]。

2.3 不合理的養護維修導致橋梁問題加重

公路橋梁的養護維修加固工作一般以強度較高的材料進行補強，補強標準及補強材料的應用都應以滿足維修加固條件即可，無論是使用過多材料進行補強或是補強材料不足，都會導致橋梁養護維修加固的效果受到影響。

首先，若補強材料使用過多，會增加橋梁自身重量，且補強材料所處的位置是橋梁最“脆弱”的部分，因此，若補強材料使用過多反而會進一步加劇橋梁的功能性損失問題。其次，加固補強材料需要具備較高的強度，當前用于補強的材料主要包括鋼板、碳纖維等材料，加固補強的效果與加固材料自身強度有直接聯系，若加固材料使用不足會導致加固補強效果較差，從而無法達到公路橋梁養護維修加固的目的[5]。

3 橋梁養護維修的策略

3.1 覆蓋橋梁壽命全過程的檢測

檢測是開展養護維修加固工作的前提條件。只有橋梁當前存在性能不足問題時，才應開展適當的維修加固工作。在公路橋梁的檢測工作中根據檢測的目的和技術不同，分為經常性檢測、外觀定期檢測、結構定期檢測、動靜載實驗以及其他性能檢測共五部分[6]。

其中經常性檢測主要針對橋面設施、基礎結構以及其他設施進行技術檢測。經常性檢測一般以一月為周期，是一項以預防為主的橋梁檢測項目；外觀定期檢測，是一項日常檢測項目，通過對橋梁外觀情況的觀察能夠進一步掌握橋梁結構的實際情況，從而判斷養護措施和養護時間；結構定期檢測是一種在常規檢測基礎上進行的無損檢測，包括但不限于混凝土強度檢測、混凝土碳化深度檢測、鋼位置及混凝土防護層厚度檢測等，通過結構定期檢測，技術人員能夠判斷當前橋梁的承載標準并進行養護維修方案調整；動靜載實驗分為動載實驗和靜載實驗兩部分，動載實驗是通過不同速度、不同質量行車通過所產生橋梁行動應變、動位移、應力作用下的振動等數據收集，進而判斷橋梁在動載條件下的工作狀態。靜載實驗則是通過在橋梁指定區域的重物堆積，收集橋梁的靜應變和靜位移等數據，從而分析橋梁內部的受力分布、梁跨中點的撓度等，從而判斷橋梁在靜載條件下的工作狀態；其他性能檢測是針對橋梁可能受損情況的觸發性檢測，通過混凝土結構取芯、建模分析等方式，分析橋梁在承受火災、超高質量運輸等情況后的荷載性能[7]。

通過不同周期、不同技術的檢測工作開展，能夠讓技術人員更全面的掌握橋梁當前工作狀態，從而為后續的橋梁養護、維修、加固方案進行梳理調整，保證橋梁能夠得到適度的養護，恢復橋梁的功能性。

3.2 培養素質過硬的維修養護加固工作隊伍

為提升工作隊伍的整體能力，相關工作單位應積極開展培訓活動以及友鄰單位之間的學習活動，通過培訓活動和學習活動，能夠讓工作人員發現自身工作素養、技術等方面的不足，從而進行針對性學習提升。

工作人員作為開展公路危舊中小橋梁養護維修加固工作的主要力量，提升工作人員的技術能力和工作素養，才能夠有效保證養護維修加固工作的高質量實施[8]。

3.3 針對不同問題進行適當處理

適當的養護、維修才能夠有效提升橋梁的使用年限，因此，在危舊中小橋梁的不同問題中，采取針對性處理措施是影響養護、維修效果的關鍵因素。當前危舊中小橋梁的養護維修加固方法主要包括以下三種：

(1)鋼板加固法。公路橋梁是建成后需要長久投入使用的設施，且橋梁長期處于露天環境下，會直接受到溫度、濕度、風、雨等自然條件的侵蝕，降低橋梁的功能性，導致橋梁使用壽命大幅縮減。因鋼板自身的強度大，具備較強的抗腐蝕性，常被用于中小橋梁的養護維修工作中，根據使用鋼材的方法不同，又分為焊補鋼筋法、粘貼鋼板法等。下文主要介紹粘貼鋼板加固法(如圖2所示)。粘貼鋼板加固法主要應用于橋梁承載能力不足或縱向主筋嚴重銹蝕等橋梁功能性嚴重受損的情況，在粘貼鋼板之前，應對所需粘貼部位的混凝土進行監測，需要保證混凝土含水量處于4%以下，并將混凝土表面的松散表層清理打磨，平整度應達到5mm/m的標準，而后使用吹風設備將混凝土表面灰塵清理完畢。粘貼鋼板所用的粘接材料應以環氧樹脂或結構膠為主，粘接材料與硬化劑以2∶1的比例進行混合攪拌，作為粘貼鋼板所用的粘接材料，將粘接材料均勻涂抹至所需粘貼混凝土的表面，而后將鋼板嚴密的貼在目標區域即可。需要注意的是，粘接材料在混合后會快速硬化，因此，粘接材料必須在確認使用時間后才能夠進行混合，其次，鋼板的粘貼效果會直接影響養護維修效果，若鋼板粘接不嚴密，應增加粘接材料用量，并使用重物加壓，以達到粘接效果[9]。

圖2 使用鋼板加固法后的橋梁

(2)碳纖維加固法。碳纖維是近年來新興的高強度、耐高溫、耐腐蝕材料，其自身強度高、質量小的特點，使其成為各行各業發展的主力材料之一，碳纖維加固法是鋼板粘接加固法的擴展應用，碳纖維材料的強度是一般鋼鐵的5倍，其質量卻只有鋼鐵的10%，將鋼板替換為碳纖維材料能進一步提升加固效果，同時碳纖維材料自身質量小的特點，也能夠降低加固材料對橋梁自身產生的應力，有效保障橋梁的使用壽命。

碳纖維加固法的應用過程與碳纖維加固法原理相同，但實際操作卻不盡相同。碳纖維加固法施工前同樣需要將粘接結構的表面進行全面清理，清理對象包括銹蝕、松散的混凝土層等，而后使用粘浸膠均勻涂抹在碳纖維材料的表面，將涂膠一面與橋梁結構進行粘貼即可。需要注意的是，碳纖維材料自身在質量較小雖有利于粘接劑的性能發揮，但橋梁結構自身平整度不足，同樣會導致碳纖維材料脫落的問題，因此，若橋梁結構存在凹凸不平的問題，應使用打磨機等找平設備進行處理，而后進行碳纖維加固法的施工[10]。

(3)橋面鋪裝加固法。公路橋梁大多以鋼筋混凝土結構為主，橋梁在長久的使用過程中，混凝土會持續受到風雨影響而松散，鋼筋會發生銹蝕問題，因此，以瀝青混凝土為主要施工材料，在橋面增加一層鋪裝，能夠有效保護鋼筋混凝土的結構穩定性，進而保證橋梁的穩定使用。

鋼板粘貼加固和碳纖維加固主要針對橋體出現破損問題，性能受到大幅度損傷的情況而使用，而橋面鋪裝加固法則是能夠延長橋梁使用年限的有效養護措施，區分不同技術的不同應用方式，才能夠有效開展公路危舊中小橋梁的養護維修加固工作，保障橋梁的功能性。

4 結語

公路危舊中小橋梁的養護維修加固工作效果直接影響過往行人、行車的安全以及所處地區的經濟建設，為保證橋梁養護維修加固工作的效果，相關人員應積極開展有關技術的分析研究，總結實際工作經驗，為我國的公路工程發展保駕護航。