高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)與維修加固施工技術(shù)

李世杰

山西太長高速公路有限責(zé)任公司 山西晉中 030609

公路橋梁是我國交通系統(tǒng)的重要組成部分，其與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、大眾生產(chǎn)生活都有直接的關(guān)系，所以保證公路橋梁的質(zhì)量與安全至關(guān)重要。就公路橋梁的質(zhì)量與安全而言，僅僅從施工、建設(shè)層面加強(qiáng)是不夠的，還需要在公路橋梁投入使用后加強(qiáng)對(duì)其養(yǎng)護(hù)及維修加固，以此來持續(xù)性保證公路橋梁質(zhì)量與安全，進(jìn)而保證交通運(yùn)輸?shù)陌踩c效率。而就實(shí)際來看，我國很多公路橋梁的養(yǎng)護(hù)與維修加固工作都不算理想，很多建設(shè)單位、管理部門都將重心放置于新建工程建設(shè)中，從而忽視了對(duì)現(xiàn)有工程的管理[1]。

1 公路橋梁養(yǎng)護(hù)及維修加固施工的重要性

公路橋梁在長期的使用中，如果缺乏定期的養(yǎng)護(hù)與維修，將會(huì)使公路橋梁的病害逐步擴(kuò)大，最終形成更為嚴(yán)重的質(zhì)量和安全問題。養(yǎng)護(hù)、維修加固技術(shù)的應(yīng)用可使公路橋梁的承載力有所提升，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性得以優(yōu)化，使公路橋梁可在其正常的設(shè)計(jì)年限內(nèi)保持其安全通行，也就避免了大的病害和結(jié)構(gòu)性問題處理時(shí)引起的成本增大。一些高速公路橋梁地處峽谷、河流等相對(duì)惡劣的環(huán)境中，復(fù)雜的地形地勢(shì)結(jié)構(gòu)使公路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度非常大，更要在后續(xù)投入運(yùn)營以后做好養(yǎng)護(hù)和維修加固處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)公路橋梁存在的潛在質(zhì)量安全問題，并通過相應(yīng)的維修加固，恢復(fù)道路橋梁的正常通行。

2 高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)與維修加固施工技術(shù)

2.1 錨噴加固技術(shù)

錨噴技術(shù)是利用噴射設(shè)備，通過壓縮空氣把混凝土利用管道噴射到已經(jīng)錨固完成的鋼筋網(wǎng)的一面，使其凝結(jié)硬化成為鋼筋混凝土。錨噴混凝土不需要進(jìn)行振搗，在高速噴射的過程中，水泥與骨料會(huì)反復(fù)多次撞擊，使得混凝土密實(shí)；同時(shí)，可以將水灰比控制在0.4-0.45范圍內(nèi)，使其與混凝土、磚料、鋼材等形成一定黏性，使得新舊混凝土能夠傳遞拉應(yīng)力。錨噴技術(shù)應(yīng)用于舊橋加固就成為了新型舊橋加固技術(shù)，主要加固原理為利用新的混凝土與受力鋼筋以及舊結(jié)構(gòu)的緊密聯(lián)合，形成噴射混凝土、錨桿、原結(jié)構(gòu)相聯(lián)結(jié)的整體組合。錨噴加固技術(shù)的本質(zhì)就是增加受力斷面，使其可以承受更大的荷載。其中，新增加的鋼筋主要是幫助舊結(jié)構(gòu)承受拉應(yīng)力，且成為新增混凝土的骨架。另外，錨噴加固技術(shù)在加固舊橋的過程中能夠起到加固的作用，且施工便捷、經(jīng)濟(jì)效益好，不會(huì)對(duì)交通造成影響。

2.2 公路橋梁橋面養(yǎng)護(hù)與維修加固

公路橋梁橋面由于種種因素影響容易出現(xiàn)銜接不夠緊密的問題，這不僅會(huì)影響到行車的穩(wěn)定性和舒適性，嚴(yán)重情況甚至?xí)?dǎo)致安全問題的發(fā)生。所以針對(duì)公路橋梁橋面，就必須加強(qiáng)做好養(yǎng)護(hù)及維修加固施工。在公路橋梁養(yǎng)護(hù)與維修加固施工中，必須要掌握公路橋梁橋面鋪裝層修補(bǔ)施工技術(shù)。即對(duì)公路橋梁橋面鋪裝層進(jìn)行修補(bǔ)、加固等，以此來保證橋面的整體連貫性和平整性。橋面鋪裝層在長期荷載下容易發(fā)生凹陷、裂紋的情況，針對(duì)凹陷及裂紋，必須及早進(jìn)行處理，比如可以采取混凝土修補(bǔ)、填縫的方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與維修加固。在具體橋面養(yǎng)護(hù)與維修加固中，首先需要對(duì)橋面板進(jìn)行沖洗，保證橋面板的干凈整潔，在施工過程中，要根據(jù)環(huán)境確定是否施工，一般施工不宜在過高的溫度環(huán)境中進(jìn)行，然后通過對(duì)橋面進(jìn)行混凝土維修加固來解決鋪裝層出現(xiàn)開裂、凹陷等問題。在橋面鋪裝層養(yǎng)護(hù)與維修加固施工中，必須保證公路橋梁橋面防水層、找平層、混凝土結(jié)構(gòu)的有效銜接。針對(duì)公路橋梁的過渡段，也需要做好加固維修，比如要做好過渡段的充分填筑與碾壓施工，對(duì)于軟土地，可以采用預(yù)壓法、排水固結(jié)法提高加固效果[2]。

2.3 維護(hù)和修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)

高速公路橋梁中的混凝土用量多，結(jié)構(gòu)中很多構(gòu)件都是混凝土結(jié)構(gòu)，作為主體結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)成，加強(qiáng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)和修復(fù)是非常重要的。因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)性質(zhì)的特殊性，以及公路橋梁長期處于露天環(huán)境下，風(fēng)吹日曬下的混凝土結(jié)構(gòu)勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)老化、損壞的問題，車輛反復(fù)碾壓也使混凝土結(jié)構(gòu)的磨損嚴(yán)重，當(dāng)在日常的養(yǎng)護(hù)中未及時(shí)處理混凝土結(jié)構(gòu)破壞的問題時(shí)，就會(huì)使混凝土性能不斷減弱，且損壞加劇。因此，混凝土結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)中，相關(guān)養(yǎng)護(hù)人員要及時(shí)清理混凝土結(jié)構(gòu)中的各種雜質(zhì)，隨后針對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫等損壞位置，使用專用粘貼劑來錨噴處理。在部分的混凝土結(jié)構(gòu)部位，可選用增大截面加固法，這一加固方法應(yīng)用時(shí)，對(duì)于新增的截面部分，須使用現(xiàn)澆混凝土、自密實(shí)混凝土和噴射混凝土澆筑而成，當(dāng)然，也可選用摻有細(xì)石混凝土的水泥基灌漿材料灌注而成，對(duì)于新增混凝土層，如果是板，其澆筑厚度要在40mm以上，而梁、柱的厚度應(yīng)在60mm以上。

2.4 裂縫的分析、判斷及修補(bǔ)

在公路橋梁后續(xù)使用的過程中裂縫是比較常見的問題，梁體裂縫因裂縫的類型、范圍、部位及裂縫寬度的不同，應(yīng)分析原因，作出判斷后提出治理對(duì)策。結(jié)構(gòu)受力裂縫多發(fā)生在受拉、受剪區(qū)；表面溫度裂縫及混凝土收縮裂縫多在較大結(jié)構(gòu)面。連續(xù)剛構(gòu)橋的跨中部位、0＃及附近節(jié)段、橫隔板門洞、0＃節(jié)段底板及墩頂?shù)炔课皇芰?fù)雜，應(yīng)力較大，是裂縫的常見部位。一般溫度裂縫、混凝土收縮裂縫寬度不大，在規(guī)范規(guī)定值以內(nèi)，可進(jìn)行環(huán)氧封閉或壓力注漿處理。對(duì)超出規(guī)范限值寬度的裂縫，屬結(jié)構(gòu)受力原因的，應(yīng)進(jìn)行材料和構(gòu)件分析計(jì)算、試驗(yàn)，必要時(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計(jì)算或結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。作出判斷后，采取針對(duì)性措施治理。對(duì)梁體因材料本身（如堿骨料反應(yīng)）及環(huán)境原因造成局部超限的裂縫或損壞，應(yīng)對(duì)裂縫進(jìn)行壓力注膠、修補(bǔ)、加固等處理；面積較大時(shí)，除以上處理外，還考慮再作表面涂裝處理。梁體受壓區(qū)出現(xiàn)裂縫時(shí)，因分析原因，如為結(jié)構(gòu)受力破損性質(zhì)，應(yīng)封閉交通，做進(jìn)一步檢測(cè)、評(píng)估后治理。

2.5 上部結(jié)構(gòu)的改造

近年來，我國高速公路橋梁運(yùn)行荷載急劇增大，對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)的承重能力要求逐漸增加。高速公路橋梁正式投入使用后，由于自身承受著較大的重量，加上橋面也會(huì)將無法承受的車輛荷載傳遞到橋梁上部結(jié)構(gòu)，因此，在高速公路橋梁產(chǎn)生病害、承載能力下降、無法滿足通行條件時(shí)，需對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修及加固改造。在加固改造過程中，重點(diǎn)應(yīng)該放在橋梁的上部結(jié)構(gòu)，從而提升高速公路橋梁承載能力，以及正常使用的安全性、穩(wěn)定性。高速公路橋梁上部結(jié)構(gòu)常用的加固方法有橋面植筋加固法、碳纖維加固法、梁板粘鋼加固法。橋面植筋加固法能夠保證橋梁上部構(gòu)造的完整性，進(jìn)一步提高橋面承載能力，該方法對(duì)原有橋梁結(jié)構(gòu)的影響較小，能夠保證原有橋梁上部結(jié)構(gòu)承載能力得到有效提升。碳纖維加固應(yīng)用到上部結(jié)構(gòu)加固中，能夠有效提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和防止結(jié)構(gòu)失穩(wěn)現(xiàn)象，延長上部結(jié)構(gòu)的使用壽命，降低加固成本。梁板粘鋼加固能夠提高橋梁混凝土構(gòu)件薄弱部位的承載強(qiáng)度，保證新舊混凝土更好的結(jié)合，形成更穩(wěn)定的整體[3]。

2.6 排水系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)及維修加固

排水系統(tǒng)是公路橋梁尤為重要的組成部分，其質(zhì)量的高低與公路橋梁質(zhì)量與安全的高低有直接的關(guān)系，所以掌握排水系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)及維修加固技術(shù)也十分重要。首先，為了保證公路橋梁排水系統(tǒng)的質(zhì)量，工作人員就必須加強(qiáng)對(duì)排水系統(tǒng)的定期檢查，保證排水系統(tǒng)滿足公路橋梁排水需求。一旦發(fā)現(xiàn)排水系統(tǒng)出現(xiàn)破損、堵塞問題，則需要第一時(shí)間進(jìn)行處理。就破損問題而言，可以采用防水材料進(jìn)行修補(bǔ)，就堵塞問題而言，可以通過調(diào)整防水系統(tǒng)橫坡、縱坡坡度進(jìn)行解決。一般公路橋梁路面的橫坡坡度不能超過3.0%，縱坡坡度不能超過3.0%，這樣可以更好地保證公路橋梁排水有效性。如公路橋梁為封閉式排水橋梁，則需要加強(qiáng)對(duì)抽水泵與排水通道的檢驗(yàn)和排查，保證抽水泵與排水通道正常運(yùn)行，如出現(xiàn)堵塞問題，則需要及時(shí)找到堵塞原因，進(jìn)而對(duì)抽水泵及排水通道進(jìn)行疏通、清理，及時(shí)解決堵塞問題[4]。

2.7 應(yīng)對(duì)水流沖擊的加固技術(shù)

部分高速公路橋梁下部為河流，當(dāng)在雨季到來的時(shí)候，強(qiáng)降雨天氣下河流水位將大大提升，洪水和汛期的漲水會(huì)使高速公路橋梁遭遇嚴(yán)重的水力沖刷，因此，針對(duì)這種類型的高速公路橋梁結(jié)構(gòu)特征，在日常的養(yǎng)護(hù)和維修加固中，需考慮水流沖擊對(duì)結(jié)構(gòu)造成的不利影響，在加固維修技術(shù)應(yīng)用的過程中，重點(diǎn)要對(duì)橋梁基礎(chǔ)和橋墩進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。具體的加固處理中，相關(guān)人員要使用鋼筋、鉛絲與混凝土柱來實(shí)現(xiàn)捆綁支撐，隨后將各個(gè)石籠之間使用鉛絲來保障連接效果，在這種加固、連接處理的方式下，橋梁結(jié)構(gòu)可通過緩慢下沉來減緩水流沖刷對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞。對(duì)于高速公路橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)良好的加固維修效果，往往還需使用細(xì)砂礫、土質(zhì)材料等進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)，但在防護(hù)處理的過程中，尤其要注重對(duì)板樁高度的控制，盡量使板樁高度不超出河床。實(shí)際的處理中，一些高速公路橋梁的結(jié)構(gòu)較為特殊，加固可能會(huì)受到河床穩(wěn)定性不足的影響，當(dāng)加固處理中出現(xiàn)這一現(xiàn)象后，意味著在工程建設(shè)時(shí)，基礎(chǔ)建設(shè)的深度不足，要提高結(jié)構(gòu)對(duì)水流沖擊的抵御能力，往往還需根據(jù)最大的水流沖擊面情況制定平面防護(hù)等方案。

2.8 做好公路橋梁檢測(cè)工作

對(duì)公路進(jìn)行檢測(cè)后，相關(guān)人員要記錄檢測(cè)數(shù)據(jù)并存檔，制作表格進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并將分析結(jié)果交給相關(guān)公路管理部門，利用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)建立橋梁數(shù)據(jù)庫，為日后的橋梁養(yǎng)護(hù)工作提供相關(guān)數(shù)據(jù)。另外，建立專業(yè)的公路橋梁養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊(duì)，在橋梁養(yǎng)護(hù)過程中可以快速分析并制定加固方法，以此不僅可以提升工作效率，還能保障公路橋梁的養(yǎng)護(hù)效果。此外，還要制定合理的養(yǎng)護(hù)方案、預(yù)防措施及養(yǎng)護(hù)結(jié)果報(bào)告，使團(tuán)隊(duì)中的每個(gè)工作人員都可以發(fā)揮所長，為我國公路橋梁養(yǎng)護(hù)工作提供保障。

2.9 截面加固技術(shù)

當(dāng)橋梁在使用過程中出現(xiàn)承重力不足問題或經(jīng)不住高強(qiáng)度運(yùn)行時(shí)，需要對(duì)橋梁工程的混凝土進(jìn)行加固。在增加截面過程中，可以對(duì)橋梁面板進(jìn)行加厚或提升主梁的高度及寬度，這種加固截面方式比較簡(jiǎn)單，只適用一些跨度較小的橋梁。另外，采用截面加固的方法對(duì)橋梁進(jìn)行改造，可以提高橋梁的承載能力及強(qiáng)度。在采用這個(gè)方法的過程中，需要了解每個(gè)橋墩支撐能夠承載的強(qiáng)度，同時(shí)還要了解工程的主梁跨度及厚度。此外，還要結(jié)合橋梁自身的承載力具體情況，合理增加橋梁截面的厚度及寬度，如果沒有詳細(xì)了解就盲目加固，就會(huì)導(dǎo)致橋梁的承載力不增反降，浪費(fèi)了大量的人力物力及資金投入，得不償失[5]。

2.10 提高養(yǎng)護(hù)管理人員素質(zhì)

高素質(zhì)人員是精細(xì)化的公路橋梁養(yǎng)護(hù)與管理工作的基礎(chǔ)，提高公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理水平、實(shí)現(xiàn)公路橋梁養(yǎng)護(hù)精細(xì)化管理目標(biāo)應(yīng)該將“人”的發(fā)展和提升作為前提和先決因素。公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理單位應(yīng)該有計(jì)劃地對(duì)人員進(jìn)行養(yǎng)護(hù)新技能、管理新知識(shí)的發(fā)展和提升工作，使公路橋梁養(yǎng)護(hù)人員能夠準(zhǔn)確應(yīng)用相關(guān)技術(shù)，讓公路橋梁管理人員具備現(xiàn)代化管理技能和知識(shí)，在定期培訓(xùn)、專業(yè)化培訓(xùn)等相關(guān)戰(zhàn)略的支撐下，構(gòu)建公路橋梁養(yǎng)護(hù)工作中操作人員、管理人員素質(zhì)和能力提升的共同體，在相互促進(jìn)和彼此強(qiáng)化的基礎(chǔ)上提升公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理工作的精細(xì)化程度和精準(zhǔn)性水平。

3 結(jié)語

高速公路橋梁的不斷新建和發(fā)展，推動(dòng)了交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的提升產(chǎn)生了直接影響。由于高速公路橋梁具有十分重要的價(jià)值，因此社會(huì)各界對(duì)其質(zhì)量等方面提出了高要求。這就需要高速公路橋梁的養(yǎng)護(hù)管理人員提升對(duì)高速公路橋梁養(yǎng)護(hù)和維修加固工作的重視程度。由于該兩項(xiàng)工作對(duì)高速公路橋梁的建設(shè)質(zhì)量及運(yùn)營質(zhì)量有重要的影響，通過伸縮縫、混凝土構(gòu)件裂縫的處置及上部結(jié)構(gòu)的改造等多種方式，進(jìn)一步提高高速公路橋梁的安全性及穩(wěn)定性，滿足群眾的日常出行需求，同時(shí)避免出現(xiàn)各類嚴(yán)重的交通安全事故。