高速公路桥梁养护与加固
2015-03-24
引言
桥梁作为高速公路的重要组成部分, 桥梁养护的好坏直接关系到高速公路交通行车的安全与畅通, 桥梁工程缺陷的存在必然严重影响桥梁的正常使用功能,对于缺陷较严重的桥梁,如得不到及时养护维修, 不仅严重影响桥梁的使用周期, 有些甚至会造成桥垮人亡的恶性事故。另外,高速公路在我国建设虽有几十年的历史,但高速公路还没有一套完整的养护技术规范和标准, 高速公路桥梁养护与管理仍处于起步阶段。
高速公路桥梁养护现状
我国经济的快速增长，高速公路成为经济发展的主要纽带之一，而桥梁则是道路的咽喉。随着交通量的发展和较大吨位车辆增加，桥梁负担着沉重的荷载及繁重的交通量。交通运输对桥梁结构性能和通行能力的要求也越来越高，如果桥梁长期疲劳作业，则病害会大量出现并发展迅速，将难以适应日趋增长的交通量需求。随着环境因素与行车荷载的相互作用，桥梁技术状况不断产生恶化，使用功能降低。目前国内外均出现桥梁垮塌事故，造成诸多社会影响、经济损失和人员生命财产损失。桥梁的病害状况已引起了相关部门的高度重视，如何管养好现有桥梁，保持桥梁的正常状态，延长其使用寿命，已成为高速公路桥梁养护管理工作重要问题。
高速公路桥梁结构存在的主要问题分析
首先,对于高速公路桥梁来说,其结构同任何建筑结构一样,在设计之初,就有一定的设计使用寿命。高速公路桥梁结构的使用寿命一般受各种自然环境因素的影响,比如:混凝土的碳化、钢筋的锈蚀、预应力的损失以及墩台的冲刷;同时也要承受各种非自然因素的影响,如:人为破坏、意外损伤,车辆超载等因素。而且高速公路的桥梁结构性能衰减呈现不可逆性,也就是说高速公路桥梁一旦建成通车,其建筑结构性能一般会随时间的变化而不断衰减,若不加强其养护,进行定期检测工作,适时采取措施来加固维修以及提载升级,则其结构性能衰减趋势将更快。其次,我们看到高速公路桥梁养护管理单位的管理存在缺位,普遍存在着养路不养桥和重建不重养的管理思想,最终造成桥梁的失养,其主要表现在以下几个方面:(1)高速公路桥梁桥面不清洁,部分泻水孔堵塞。这些现象在在中小型桥梁中比较普遍;(2)引道路面与高速路桥衔接处建筑面不够平整。最终导致部分桥头跳车,行车不顺适,同时影响车速,降低行车安全,长期下去会直接影响桥的使用寿命;(3)部分桥梁的构件损坏没有及时维修。高速公路桥梁投入运营后,由于在前期的施工中出现的变位以及沉陷空洞、裂缝等毛病,在平时日常养护工作中也没有及时修补,造成部分路桥混凝土剥落以及钢筋外露锈蚀,桥梁的活动支座失去活动能力等等,这类桥梁养护上的毛病不及时处理可能酿成大病;(4)其他还表现在对高速公路桥梁没有进行定期的检查检验,对桥梁建筑病害的状况和发展过程不清楚,同时还有些桥梁技术状况在各类建筑报表资料中混乱,管理不统一等等,这些都构成隐患。
高速公路桥梁养护技术分析
高速公路桥梁的检查
(1)高速公路桥梁养护的程序。高速公路养护工作的主要内容除一般性维修维护和清扫外,还有就是桥况的养护检评,而且要根据桥况检评情况来确定一般性的桥梁养护内容。要把桥梁小修保养纳入到一般性的养护工作中,实现全年的养护经费定额包干。对于高速公路桥梁的大中修工程,相关管理部门必须提交桥况检评报告,并且要编制养护的预算,将其纳入到年度高速公路桥梁的大中修计划。除此以外,路桥的重大加固以及提载升级工程,则必须经过荷载试验和专题研究,要适时编制工程预算,施工招标投标实施。
(2)高速公路桥梁桥况检查分类。
高速公路桥梁养护规范规定:桥况检查的一般分为月检、季检以及年检和专门检查。月检一般是由养护工区技术工人,对高速公路的桥况进行经常性的检查;季检一般是由养护工区的技术人员,要求配备一些简易的仪器对桥况进行的一般性检查;年检是由高速公路的经营管理单位工程部组织,要配备专门的桥梁仪器设备进行检查;专门检查一般是由邀请高速公路桥梁的专家以及专业的桥梁检测机构进行的检查。
(3)高速公路桥况检查的内容。
①检查相关资料的收集。在进行桥况检查前,对于检测工程师和技术人员,必须尽可能收集到该桥的建筑设计资料文件、施工资料文件以及养护档案资料,以便了解该桥的现状。当缺乏一定的资料时,应及时向桥梁的设计、施工以及验收和养护当事人来了解桥梁相关建筑情况。②桥梁结构尺寸检测。这就需要采用测定仪器和钢尺等对高速公路桥梁的实际结构尺寸指标进行直接测量,并仔细核对设计资料,最终确定符合程度。③结构性能检测。桥梁的结构性能检测主要是对桥梁的混凝土强度以及钢筋强度等性能的综合检测。具体实施中可采用回弹仪和超声波脉冲法来检测混凝土强度。需要注意的是,对桥梁钢筋强度的检测一般可采用保护层测定仪,有的甚至凿开保护层进行应力应变检测。④桥梁结构缺陷检测。桥梁的结构缺陷检测包括:一是桥梁混凝土外观质量检查(如桥梁的空洞、蜂窝度面以及层理剥落等);二是桥梁结构裂缝情况检测;三是桥梁结构的变形情况检测(如桥梁的沉降、冲刷和轴线变位等)。最后将以上桥梁资料的收集与桥况的检查资料建立相应的数据库文件,最终形成桥梁健康档案。
高速公路桥梁养护技术分析
首先是根据高速公路桥梁养护检查中对桥梁技术状况做出的评价,来制定桥梁养护方案(如I类属正常保养;II类属小修;III类需加固维修;IV类需要通过专门检查来确定最终的升级或者改建方案)。其次根据桥梁的裂缝检查来确定桥梁养护方案,凡桥梁裂缝超过一定限度时,就必须进行加固来处理:一是桥梁的裂缝发展较快,六个月增大0.01cm以上;二是桥梁的裂缝数量增加比较显著;三是除桥梁裂缝外,还存在有其它的严重隐患,这些都需进行加固处理。再次,可采用体外预应力和碳纤维加固组合方案来加固高速公路桥梁。
(1)确定加固原则:一是经济性,这就要求桥梁加固的费用比新建费用节省至少一半以上投资;二是高速公路桥梁的加固要求足以延长该桥梁设计年限的20%～30%的使用寿命;三是是加固技术应该可靠、耐久以及养护方便,对发现的桥梁缺陷要一次性加固好,并且要对原有结构的损伤尽可能减至最低。(2)确定以下几种常用的高速公路桥梁加固方法,并且供确定桥梁加固方案时参考应用(如增大路桥截面惯性矩法、是粘贴法、预应力法以及改变体系法和综合法等等)。
3 结语
随着交通事业的蓬勃发展, 一批科技含量高、技术复杂、施工难度大的高速公路桥梁在我国建成或即将建成,随之而来对高速公路桥梁养护和管理的问题,目前,桥梁的养护工作日益重要, 不仅建设投资占一定的比例, 而且养护资金也占相当大的比例,年复一年的桥梁维修,水毁损失费,就是一项重大的经济损失, 各级交通管养部门要进一步提高认识,扭转只重建、不重养的错误观念,切实采取有效措施,充分发挥养护实力,强化桥梁的日常养护,逐年提高公路抗灾能力,只有这样,才能确保高速公路桥梁的安全畅通。
