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高速公路养护中桥梁预防性养护的应用

赵堃甫 刘顺阳
  
安家(建筑与工程)
2021年24期

摘要:近年来全国危旧桥梁事故的频发,桥梁预防性养护的开展日益重要。从目前已发生的桥梁安全事故来看,大多是由于没有能够提前发现桥梁病害或没有进行及时有效的养护工作造成的。因此,对桥梁进行有效的养护工作,是延长其使用寿命、满足承载能力及通行能力、保障行车安全的重要保证。保持桥梁的良好状态,对公路运输具有极为重要的意义。本文主要分析了高速公路养护中桥梁预防性养护的应用,以供参考。

关键词:高速公路桥梁;预防性养护;应用

1预防性养护的概念

预防性养护是公路养护的一种新的理念,是指公路养护部门在路基、路面、桥涵、隧道以及其他公路设施的结构良好或病害、损毁发生初期,即对其进行养护,延缓公路病害、损毁的发生或进一步扩大,从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好率、提高公路质量和服务水平、降低公路寿命成本、延长中修或大修期限的作业方式。

1.1 桥梁预防性养护的概念

桥梁的预防性养护一般是指为了防止桥梁病害的发生和延迟桥梁轻微病害的进一步扩展,以减缓桥梁病害发展速度、延长桥梁使用寿命为目的的养护作业。它是一种周期性的强制保养措施,它并不考虑桥梁是否已经有了某种损坏,而是通过采用先进的检测技术,努力拓宽人们对于桥梁早期病害的认识空间,提前发现隐藏的隐形病害的存在,并施以正确的预防性养护措施,其核心是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的计划性,它主要针对构件性能退化的原因而不是处理方式。

1.2 桥梁预防性养护的意义

养护管理好一座桥梁与建设好一座桥梁同样重要,甚至更加重要。桥梁预防性养护意义在于可以发现并及时弥补桥梁及其设施的先天不足和缺陷,采取适当的处治方式,从而延长桥梁及附属设施的使用寿命,延缓大修周期,降低运营成本,减少或杜绝由于桥梁设施及设施维护不当给使用者带来的意外损害,避免为此引发的不必要法律纠纷。

1.3 桥梁预防性养护的要求

在高速公路桥梁养护过程中推行预防性养护,主要有以下几点要求:

(1)要全面加强桥梁检测评定等基础性工作,定期开展桥梁技术状况调查,不断完善、更新数据库,及时掌握桥梁的使用状况。

(2)要充分应用计算机技术,开发建立适合本地实际的桥梁管理评价信息平台,科学分析公路桥梁技术状况的衰减规律,分轻重缓急,科学制定预防性养护计划。

(3)管理单位要加大预防性养护的投入,保证预防性养护的时效性,避免由于资金不到位,错过了养护最佳时机。积极推广应用预防性养护的新设备、新技术和新工艺,逐步实现检测自动化、分析数字化、管理信息化、决策科学化。

2 桥梁常见的病害及成因

2.1 板底裂缝

桥梁板底裂缝主要集中在边板或受拉区域,受汽车荷载作用空心板跨中拉应力过大,超过混凝土抗拉强度而产生裂缝;另外,混凝土收缩、滞留水冻胀、超载运输和铰缝破坏形成单板受力也是产生裂缝的重要原因。

2.2 铰缝砂浆开裂、剥落、渗水及单板受力

由于行车荷载的长期冲击作用,或从桥面铺装中渗入的雨水中的酸性物质的共同作用,加剧了铰缝的腐蚀,从而导致了铰缝填料脱落、渗水,使得铰缝部分丧失传力作用或全部失效,最终出现单板受力。

2.3 空心板水蚀、渗水

该病害产生的主要原因為空心板腔内水分滞留于板底混凝土不良处,长期化学反应所引起。另外,铰缝渗水和伸缩缝橡胶条损坏后的雨水渗入也会造成空心板渗水、水蚀。

2.4 空心板混凝土破损、露筋

该类病害桥梁大多为通道桥,其下超高车辆刮蹭梁板,导致局部混凝土破损、露筋。

2.5 桥台裂缝

混凝土收缩和温差的影响,导致桥台产生裂缝。另外,部分桥梁桥台基础细微沉陷,也是产生桥台裂缝的主要原因。

2.6 墩台混凝土剥落、粗骨料外露

河道水流冲刷、雨水侵蚀、局部火烧、风化等因素,导致墩台混凝土剥落、粗骨料外露。

2.7 桥台水蚀

桥面伸缩装置及桥面排水设施破损,雨水侵蚀导致桥台水蚀。

2.8 伸缩缝、破损、挤压变形失效

由于交通量较大,车辆荷载的反复作用导致伸缩缝混凝土破损、挤压变形失效、橡胶条破损。

2.9 沥青桥面裂缝、坑槽

冬季降温引起的沥青的混凝土收缩作用,车辆荷载的反复作用,混凝土桥面铺装产生裂缝后映射到桥面上,使得桥面铺装产生裂缝。裂缝的进一步发展形成桥面松散、龟裂,在车辆和渗入雨水的共同作用下,桥面松散、龟裂进一步恶化,最终产生桥面坑槽。

2.10 桥面铺装裂缝、破损

在车辆荷载和渗入雨水的共同作用下,铰缝脱落,出现单板受力的现象,导致桥面铺装出现裂缝或破损。

3 高速公路常见的桥梁预防性养护方法

3.1 桥梁预防性养护的原则

(1)合理确定预防性养护的时机

预防性养护技术的关键在于时机的选择。预防性养护时机的选取应基于桥梁的功能性能,养护必须弄清桥梁构件失效的时间。预防性养护实施的时机应该是桥梁仍处于良好状态,或者只有某些严重病害先兆时进行。一旦结构发生损坏,预防性养护措施则是不可行的。

(2)全面调查和科学评价

预防性养护需要完善的检查机制和先进的检测手段做基础,重视桥梁日常巡查和定期检查,全面、持续的掌握桥梁结构状态,通过研究对比各项性能指标,科学分析桥梁技术状况的演变,为判断养护时机和选择养护方法提供依据。

(3)建立健全桥梁养护管理系统

通过建立健全桥梁养护管理系统,能够对桥梁基础信息及检查、检测、维修保养等信息进行记录和统计分析,为快速、科学的进行养护决策提供了坚实的基础。同时,通过统一、规范的桥梁养护管理系统,也能够规范桥梁检查、检测内容和方法,统一桥梁技术状况评定标准,能够更加有效的反映桥梁现状,有利于桥梁管养单位做好桥梁养护管理工作。

(4)加强日常小修保养工作

实施预防性养护应高度重视日常小修保养工作,当桥梁出现各类病害时,及时判断病害成因和发展趋势,尽快采取经济有效的小修保养措施,控制病害发展,恢复结构的承载能力和耐久性。

3.2 预防性养护的常用方法

(1)对于混凝土结构表面裂缝和缺陷,及时采取裂缝封闭、对于较大裂缝必须进行裂缝注胶、混凝土缺陷表面进行环氧树脂砂浆修补等处理措施,防止裂缝和缺陷扩展引起钢筋锈蚀等病害。

(2)对于水蚀的空心板或桥台,以及墩台混凝土剥落、粗骨料外露的,彻底去除松动混凝土、泛碱混凝土以及水渍、污渍。然后再进行环氧树脂砂浆修复。

(3)在伸缩缝失效或破损时,要尽快安排合理时机维修或更换伸缩缝,避免引起桥梁其他病害;及时进行清理堵塞的伸缩缝与泄水孔,以防连锁性破坏。

(4)对于铰缝砂浆开裂、剥落、渗水及单板受力可能失效的,采用重新修补铰缝并注胶,或安装横桥向钢肋板,加强板梁间横向联系,以防止出现单板受力等病害。

(5)对于空心板底部裂缝较多的情况,采用裂缝封闭,再粘贴碳纤维布的方式,恢复结构耐久性,延长桥梁使用寿命。

(6)对于沥青桥面裂缝、坑槽的情况,进行灌缝或坑槽修补,严重的重新铺筑沥青混凝土桥面。

(7)对于桥面铺装裂缝、破损,局部的进行修补,严重的布设钢筋网,重新浇筑混凝土。

4 结语

综上所述,要根据实际养护情况,对桥梁的运行状态进行科学地检测、分析,不断优化桥梁预防养护措施,建立完善的桥梁预防性管理系统,选择最佳的养护时机,采取正确的养护措施,提升桥梁养护的及时性、针对性和有效性,保证桥梁良好的运行状态,不断延长公路寿命。

参考文献

[1]王正平.高速公路桥梁预防性养护技术分析[J].城市建设理论研究,2020(07).

[2]蒋鑫.高速公路桥梁预防性养护技术分析[J].科技创新与应用,2019(03).

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