道路桥梁养护存在的问题及其预防措施探讨

摘要

近年来,我国在桥梁建设领域的实践成果斐然,不过大部分现有桥梁都存在通行能力不足、设计标准不够高等问题,面对社会经济的蓬勃发展,这些桥梁已经跟不上交通运输需求的增长步伐,可见今后我国将面临旧桥养护高峰期。本文通过查阅文献资料基本掌握全球各国在桥梁养护方面的研究成果,首先对桥梁养护及管理方面的理论概念予以简要介绍,给桥梁养护及管理打下牢固的理论基础,也给具体探讨桥梁养护提供支。接着分析我国道路桥梁养护工程中的常见问题,主要存在桥梁结构、承载力、表层及其他问题,在此基础上制定有助于提高桥梁养护成效的方法措施,建立统一的桥梁信息档案库,强化检查桥梁道路的意识;对桥梁日常养护工作予以高度关注,着重加固和修补桥梁;提出完整的桥梁养护机制,加大养护管理投入等,保障桥梁养护工作的顺利实施。最后本文以某桥梁养护工程为例,分桥梁存在的主要病害及原因,并提出桥梁养护的具体工程实施方案,为其他桥梁修补工程提供理论依据。

关键词:桥梁养护;质量;加固修补;管理

引言

我国社会经济稳定发展,离不开长期而庞大的基础设施建设投资的支持,近年来国内桥梁、道路等基础设施建设项目仍在不断增多。交通桥梁建设直接关系着人民群众的日常生活与出行,不但给群众提供了良好的交通条件,而且对国民经济尤其是物流运输、旅游等行业的发展相当有利。众所周知,桥梁的使用寿命一般长达数十年,所以桥梁建设时间仅占桥梁全寿命周期的一小部分,后期还需要通过数十年持续养护来维持桥梁的交通作用。正因如此,桥梁养护对桥梁而言是一项必要而重要的工作,既有助于确保正常的交通运输,又有助于保障群众的生命财产安全。不过纵观国内桥梁养护及管理现状,受人员因素、资金因素、技术因素等各种因素的影响,我国陆续暴露出许多无益于维护桥梁的问题。

1 相关概述

1.1桥梁养护的定义

按照我国上世纪九十年代颁布的一系列桥梁养护文件来看,桥梁养护指的是定期对桥梁基础设施进行检验、修补以及养护,而桥梁养护的主要目的是维持公路桥梁的正常使用状态,延长其正常使用寿命,保障群众生活和生产活动不受影响,确保道路桥梁的交通安全。此外,上述文件还明确提出桥梁养护的内容,包括对桥梁基础设施的技术状态进行检验,对桥梁重要构件进行修复和加固,检查桥梁的安全情况,建立健全桥梁技术档案等等。

1.2桥梁养护管理的含义

管理是一个非常普遍的概念,只需要将专业术语添加在管理之前,就能衍生出对应领域的管理,比方说销售管理、企业管理等等,其实桥梁管理也是由很多部分组成的,诸如桥梁养护管理、桥梁收费管理等等。本文研究的桥梁养护管理指的是与养护桥梁相关的各种管理活动,其中包含丰富多样的管理项目,主要有:对桥梁养护资源进行科学分配与持续优化;创建完整的桥梁养护组织结构;尽量保证桥梁养护过程的安全性;提出桥梁养护战略方针等。

2 道路桥梁养护过程中的常见问题

2.1桥梁常见质量问题

2.1.1桥梁结构存在缺陷

桥梁结构产生裂缝的概率并不小,因此桥梁中普遍暴露出结构裂缝问题,导致裂缝出现的原因包括施工人员操作失当、桥梁结构强度过低、建设材料不合格等等,此外还包括许多能够造成桥梁结构缺陷的原因,此处不再一一列举。一旦桥梁存在明显的结构缺陷,那么桥梁结构的刚度和强度便会遭到削弱,而且各种外部因素还会通过裂缝深入桥梁结构中,不断腐蚀桥梁钢筋,最终导致桥梁正常寿命缩减或者性能下降。对整个桥梁来说,桥面平整与否至关重要,既直接影响桥梁路面的正常使用,又对桥梁路面的稳定性与交通安全性有显著影响。目前,桥面开裂已成为严重影响桥梁正常使用的普遍性缺陷之一,其产生原因是桥面受力不均或其他多种原因。作为公路桥梁发生概率最大的重大病害之一,桥梁裂缝通常分为两种:1)施工质量不达标导致的温度收缩裂缝:这种裂缝往往是不正确的施工操作直接引发的,施工人员并未有效控制升温,进而产生过大的温度应力,或者混凝土材料收缩引发形变;2)桥梁结构强度与刚度过低导致的荷载裂缝:通常情况下,荷载裂缝是由于设计人员在设计环节未完全考虑桥梁上部即将承受的交通荷载,导致设计荷载远低于交通荷载,加之桥梁设计尺寸过小,这样一来在长期遭受超出设计水平的荷载时就很容易出现明显变形。总的来看,建筑材料承受过大荷载与应力是导致上述两种裂缝的共同原因。桥梁混凝土中添加的钢筋是主要负责承载钢筋支座自重的部分,对钢筋混凝土桥梁的抗拉强度有决定性影响,而混凝土其实并没有多强的抗拉性能,钢筋混凝土桥梁很容易在投入使用后不久出现裂缝,这是一种正常现象,只要裂缝不严重就不会对公路桥梁正常使用带来影响。

2.1.2桥梁承载能力不强

桥梁运力主要取决于其承载能力,如果想有效增强其运输能力,就必须着重增强桥梁的承载能力,而施工材料是其中最值得关注的一点。一旦检查发现桥梁结构的混凝土受到损坏,那么仅仅分析混凝土本身是不够的,还需要对其他因素进行综合分析,比方说是否存在超载现象、钢筋挠度等等,尽量全面、准确地把握根本原因,并有目的地落实解决措施。桥梁材料是影响桥梁正常使用的首要因素之一。通过分析桥梁受力状况可知,桥梁材料是承载全部桥梁上部荷载的部位,上部荷载会通过桥梁材料迅速分散至下部桥梁基础中,由此可见,桥梁材料的承载性能对桥梁交通功能有着显著影响。通常情况下,可以通过评估混凝土强度来准确体现桥梁结构的承载性能。通过检验桥梁混凝土可知,混凝土硬度不足并非导致桥梁混凝土受损的唯一原因。其实施工质量不达标才是导致这一问题的根本原因,也就是施工人员在施工环节未严格依据操作规范行事,导致实际施工质量出现问题。比方说,未充分振捣致使混凝土内部存在空洞,这样一来桥梁在受到荷载时很容易在某些位置集中大量应力。除此之外,施工材料严重风化、施工材料被盐渍侵蚀也是导致施工材料强度过低的主要原因。一旦负责承受桥梁上部荷载的横向梁与纵向梁产生远超正常水平的裂缝,那么就意味着桥梁材料无法承受实际载荷,混凝土硬度过低,进而造成桥梁结构硬度不足,这样一来桥梁实际承载性能必然达不到足以保障其正常使用的程度。无论裂缝是大是小,都会在一定程度上削弱桥梁的抗裂性能,进而产生恶性循环,致使桥梁裂缝继续扩大化。

2.1.3桥梁表层问题

麻面和蜂窝是桥梁表面比较普遍的问题,这两种问题一般不会产生严重影响,不过有很大概率扩散,进而造成桥梁运力整体下降。蜂窝麻面指的是桥梁在长期使用过程中因为遭受车辆碾压,致使沥青、混凝土等桥梁表面材料产生表层破坏,而形成的一种现象。相较于其余各种公路桥梁病害,蜂窝产生的危害并不大,而且蜂窝很少会直接损害桥梁本身。但是,倘若桥梁养护管理单位继续无视这种现象,不尽快解决蜂窝问题,那么蜂窝将很快扩散开来,其危害程度也将随之加深,久而久之,混凝土中的钢筋会慢慢暴露在自然因素侵蚀下,最后收到侵蚀破坏。众所周知,长期暴露在自然环境中的钢筋很容易受到水分、气体等方面的侵蚀,慢慢地钢筋实际截面会不断缩减,承载性能也持续受到削弱。而钢筋受腐蚀的直接后果,就是导致钢筋混凝土桥梁的正常寿命减少、正常使用受影响甚至威胁交通安全。

2.1.4桥梁其他问题

由于桥梁必须拥有足够的刚度和稳定性,因此桥梁结构需要满足很高要求,然是许多国内桥梁普遍暴露出横向联系不足的现象,这使得桥面结构达不到应有的承载性能,极易导致各种继发性病害。除此之外,桥梁支座还暴露出锈蚀、位置偏差、磨损严重等问题。受落后思想观念的限制,有很多道路桥梁养护管理单位及人员在养护管理桥梁之时,为充分意识到上述问题的严重性,更没有及时予以修复。进而造成许多问题,比方说桥梁栏杆缺失、桥梁栏杆受损等等,这成为威胁来往行人车辆安全的重大隐患。导致桥梁栏杆出现缺失或受损的原因多种多样,比方说,某些车辆在行驶之时因操作失当直接碰撞桥梁栏杆,导致桥梁栏杆扭曲甚至掉落。

2.2桥梁养护管理中的常见问题

从桥梁养护实际情况来看,还暴露出下述几项问题:①未妥善完成养护检查工作,很难一时间察觉桥梁存在的隐患,长此以往隐患不断扩大成严重损害,不但影响桥梁的正常使用,而且导致桥梁养护成本上升而桥梁使用寿命缩减;②仍然固守落后低效的桥梁养护管理模式,并未采取高效、系统性的桥梁监测观察方式,大部分桥梁虽然都安排专人负责养护,但是这些养护人员一味按照个人经验行事,频频做出不正确的养护操作。

3 加强公路桥梁养护工作的策略

3.1树立公路桥梁检查意识,创建桥梁检查档案

相关部门加大对道路桥梁养护的重视程度是确保城市交通安全与稳定的重要前提。同时,相关部门也要积极学习相关养护重视,在经济条件允许的情况下积极引进设备以及养护技术,并基于道路桥梁的实际运行情况,探究其中存在的问题,制定出针对性的养护方案。与此同时要针对养护措施进行及时的记录并整理存档,为之后的养护工作提供客观的理论数据。与此同时要进一步强化监督力度,要求相关人员在开展养护工作的过程中做好质量工作。为了确保道路桥梁的承载能力能够达到预期效果,加固是必要措施,也是提升实际承载能力的重要手段。在进行加固的过程中不仅要掌握专业知识,同时还要基于实际问题制定合适的加固方案。如若桥梁存在结构面剥落、渗流等问题,那么首先要做的就是在松散位置去除表面材料,随后再进行加固,强化加固材料在其表面的附着力。在加固工作完成之后要保证其表面的光滑性,此时才能够达到加固效果。如若发现裂缝问题较大,超出了设计范围,此时就需要借助环氧密封胶对裂缝进行填补。如若发现桥梁出现了严重的裂缝或者是承载力问题,则需要在前期对桥梁稳定性以及问题的实际情况进行检测,在掌握了成因的基础上才能够制定出具有针对性的加固方案。

3.2重视公路桥梁日常养护,做好加固修补工作

为了保证桥梁的实际使用寿命与预期相符,此时要做的就是严格控制桥梁上部所承受的荷载等级,避免出现超载现象。在实际应用过程中,风雨侵蚀也会对桥梁的使用寿命产生影响,因此,可以在雨季来临时,对空洞进行清理,并针对已经被破坏的空洞进行填补,最大程度地控制雨水的渗入,减少雨水侵蚀对桥梁使用寿命的负面影响。同时,在选择填充物质时,要尽可能地提高国家维修材料和标准,减少不必要的成本支出以及资源消耗。

3.3制定桥梁养护工作制度,加大养护管理投入

为了最大程度地延长桥梁的使用寿命,相关部门应重视对道路桥梁养护的重视程度,并积极加大投入力度,在道路桥梁养护工作体系中,加入经费管理这一指标,确保桥梁养护能够有足够的经费作为支撑。同时,在进行养护的过程中要求养护人员能够掌握充足的专业知识,并能够基于桥梁的实际破损情况,选择合适的养护手段、工具等。在条件允许的情况下,可每日进行检查,同时要考虑到突发问题的出现对桥梁造成的损害,因此有必要预先做好防护措施以及应急方案。此外,在对桥梁进行日常检查时要随时做好记录工作,完整表述出现问题的位置、成因等,以此做好精准维修,提高养护效率的同时也能够减少消耗。

3.4加固桥面防腐能力

一般情况下,在运行一年之后,桥梁表面就会因大量的车辆碾压、刹车等出现深浅不一的裂痕,或因雨雪天气等造成防水层破裂等现象,久而久之就会出现渗水等问题,不仅更大程度地破坏了防水层,同时也削弱了桥梁的使用寿命。在面对这一问题时,可积极在桥梁受破坏的表面涂抹石油乳剂等材料,这一步骤能够有效地填补表面的细小裂缝或者空洞,同时也能够在一定程度上对已老化的沥青起到养护作用,提升桥梁的整体耐磨性以及抗压性,增加桥梁的使用寿命。通过实践证明,这一方式能够最大程度地帮助桥梁起到预期中的养护作用,且成本较低,可行性强。另外,依据相关规定,在对桥梁进行养护的过程中,需要在前期进行两种形式的检查,才能够依据检查结果进行对应的养护措施。一般来说,前期检查的形式分为两种,分别是经常检查以及定期检查。前者要保证至少每月一次的频率,检查范围主要就是桥面设施和桥台附属构造。在检查过程中要及时发现问题,并针对问题的成因以及特征选择合适的保养方案。后者的检查形式则要依照一定的周期,以桥梁主体结构及其附属构造为检查对象,同时要注意在汛期加强检查力度与频率,避免意外情况的出现。在检查完成之后就要对检查结果进行评析,依照结果选择合适的养护措施。

3.5修补

针对肋式拱桥肋问横向联结开裂、断裂等问题,解决方案可采用加大截面加固的方式。如若桥梁出现的是双曲拱桥拱波开裂问题,则要采用灌缝胶进行浇筑,并借助钢筋混凝土进行浇筑,起到一定的加固作用。如若是实体式拱桥主拱圈开裂问题,则要在灌缝胶灌注的基础上结合枯贴碳纤维布封闭的方式,对裂缝进行处理,避免裂缝二次开裂,影响桥梁的稳定性以及安全性。针对地基承载力较差的桥梁,可借助植筋技术,在原有基础上浇筑新的混凝土,达到扩大基础尺寸的效果,此时的桥梁承载力以及抗压能力也会有所提升。针对抵抗水平位移,桩基深度不足等问题,则可以适当采用增补桩基的方式起到加固作用,不仅能够提升桥梁的稳定性,同时还能够在原有桩基的基础上增加新的桩基,分散压力,无形中增加使用寿命。

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