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文檔簡介
公路橋梁養(yǎng)護技術與安全檢查公路橋梁作為交通基礎設施的關鍵組成,承載著區(qū)域經(jīng)濟聯(lián)動與公眾出行的核心功能。其服役狀態(tài)直接關乎路網(wǎng)通行效率與公共安全——據(jù)行業(yè)統(tǒng)計,我國在用公路橋梁數(shù)量超百萬,隨著服役年限增長與交通荷載迭代,橋梁結構易受環(huán)境侵蝕、材料劣化、荷載超限等因素影響,誘發(fā)裂縫、鋼筋銹蝕、支座變形等病害。在此背景下,科學的養(yǎng)護技術與系統(tǒng)的安全檢查體系,既是延緩橋梁性能衰減、延長使用壽命的核心手段,也是防范結構安全事故、保障路網(wǎng)韌性的關鍵支撐。一、公路橋梁養(yǎng)護技術體系(一)預防性養(yǎng)護:延緩病害萌生的主動策略預防性養(yǎng)護聚焦“未病先防”,通過日常運維抑制病害誘因。例如,橋面系養(yǎng)護需定期清理排水孔、疏通泄水槽,避免雨水滯留引發(fā)鋪裝層凍融破壞;支座養(yǎng)護需每半年檢查橡膠老化、鋼構件銹蝕情況,及時清理積塵與雜物,必要時補充潤滑脂以保障位移功能;混凝土結構則需定期清除表面鹽漬、苔蘚,采用硅基防護劑增強抗?jié)B性,阻斷氯離子、碳化作用對內(nèi)部鋼筋的侵蝕路徑。這類養(yǎng)護措施雖不直接修復病害,卻能將結構劣化速率降低30%以上,顯著延長大修周期。(二)病害修復養(yǎng)護:靶向治理結構損傷當橋梁出現(xiàn)可見病害時,需針對性實施修復。以裂縫處理為例,寬度≤0.2mm的表面裂縫可采用環(huán)氧樹脂封閉劑涂刷,阻斷水分滲透;寬度0.2-0.5mm的裂縫需鉆孔埋設注漿嘴,以低壓灌注環(huán)氧樹脂或水泥漿填充;若裂縫伴隨鋼筋銹蝕,則需鑿除銹蝕區(qū)域混凝土,對鋼筋除銹后涂刷阻銹劑,再采用聚合物砂漿修補?;炷羷兟洳『Φ男迯蛣t需先剔除疏松層,對暴露鋼筋防銹處理后,用高延性混凝土或纖維增強砂漿恢復截面,確保修補層與原結構粘結強度不低于C30混凝土標準。(三)結構加固養(yǎng)護:提升承載能力的系統(tǒng)方案針對承載力不足或病害發(fā)展至影響結構安全的橋梁,需實施加固改造。粘貼碳纖維布加固法適用于梁體抗彎、抗剪不足的場景,通過環(huán)氧樹脂將碳纖維布粘貼于受拉區(qū),利用其高強度特性提升截面剛度;體外預應力加固則通過在梁體外部設置預應力束,主動抵消部分荷載彎矩,常用于舊橋荷載等級提升;增大截面法(即“外包混凝土”)需在原構件外側綁扎鋼筋、支模澆筑混凝土,使新舊結構協(xié)同受力,適用于墩柱、蓋梁等構件的加固。加固設計需結合橋梁現(xiàn)狀、荷載需求與施工條件,通過有限元模擬驗證加固效果,確保加固后結構安全系數(shù)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求。二、公路橋梁安全檢查機制(一)分級檢查:構建全周期監(jiān)測網(wǎng)絡橋梁安全檢查實行“定期檢查+專項檢查+應急檢查”三級體系。定期檢查按橋梁技術狀況每1-3年開展一次,重點核查橋面鋪裝破損、支座變形、墩臺沉降、結構裂縫發(fā)展等表觀病害,同步采集結構幾何參數(shù)(如梁體撓度、墩柱垂直度);專項檢查針對特定病害或結構薄弱環(huán)節(jié),如斜拉橋索力監(jiān)測、鋼管混凝土脫空檢測,需采用無損檢測技術(超聲探傷、雷達掃描、應力波測試)定位隱患;應急檢查則在地震、洪水、重載撞擊等突發(fā)事件后啟動,重點排查結構整體性損傷,如支座脫空、梁體錯位、墩柱開裂等,為搶險決策提供依據(jù)。(二)檢查技術:從經(jīng)驗判斷到智能感知傳統(tǒng)目視檢查依賴工程師經(jīng)驗,但受限于視角與精度?,F(xiàn)代檢查技術已向“無損化、數(shù)字化”升級:超聲回彈綜合法可檢測混凝土強度與內(nèi)部缺陷;地質(zhì)雷達能穿透鋪裝層,識別脫空、積水等隱患;無人機搭載高清攝像頭與紅外熱像儀,可快速掃描橋梁全貌,捕捉墩柱裂縫、支座老化等細節(jié);結構健康監(jiān)測系統(tǒng)(SHM)通過布設應變計、加速度傳感器,實時采集荷載響應、振動特性,結合大數(shù)據(jù)算法預警結構異常。例如,某跨海大橋通過SHM系統(tǒng),提前半年識別出某支座沉降速率超限,避免了結構坍塌風險。(三)檢查報告:隱患治理的核心依據(jù)檢查完成后需形成專業(yè)報告,內(nèi)容包括橋梁技術狀況評分(采用《公路橋梁技術狀況評定標準》)、病害成因分析、養(yǎng)護建議等級(分為“正常養(yǎng)護”“小修”“中修”“大修”“改建”)。報告需附病害部位影像、檢測數(shù)據(jù)曲線等佐證材料,為養(yǎng)護方案制定提供精準依據(jù)。例如,某國道橋梁定期檢查發(fā)現(xiàn)T梁腹板斜裂縫,結合荷載試驗數(shù)據(jù)判斷為抗剪不足,報告建議采用體外預應力+碳纖維布聯(lián)合加固,后續(xù)養(yǎng)護實施后,橋梁承載能力提升40%。三、養(yǎng)護與檢查的協(xié)同管理養(yǎng)護與檢查并非孤立環(huán)節(jié),而是構成“發(fā)現(xiàn)-診斷-治理-驗證”的閉環(huán)體系。檢查數(shù)據(jù)為養(yǎng)護決策提供依據(jù):若定期檢查發(fā)現(xiàn)支座剪切變形,需優(yōu)先安排更換;專項檢查識別出箱梁內(nèi)部鋼筋銹蝕,需針對性開展防腐修復。養(yǎng)護實施后,需通過復查驗證效果:如裂縫灌漿后,需在3個月內(nèi)復測裂縫寬度,確認無擴展后判定修復有效。此外,需建立橋梁健康檔案,將歷次檢查、養(yǎng)護記錄數(shù)字化管理,通過對比分析病害發(fā)展趨勢,優(yōu)化養(yǎng)護策略(如將某橋預防性養(yǎng)護周期從1年縮短至8個月,因數(shù)據(jù)分析顯示其混凝土碳化速率加快)。四、實踐案例:某重載交通橋梁的養(yǎng)護升級某跨線橋服役15年,日均通行重載貨車超五千輛,定期檢查發(fā)現(xiàn)主梁腹板裂縫(最大寬度0.4mm)、支座老化(剪切變形15mm)、橋面鋪裝破損(坑槽深度5cm)。養(yǎng)護團隊制定“分步治理”方案:首先采用環(huán)氧樹脂注漿修復裂縫,同步更換盆式支座(選用承載力提升20%的新型支座);其次對主梁采用粘貼碳纖維布(層數(shù)2層,設計抗拉強度≥3.4GPa)加固;最后銑刨重鋪橋面(采用SMA-13改性瀝青,抗車轍性能提升50%)。養(yǎng)護后通過荷載試驗驗證,橋梁承載能力系數(shù)從0.85提升至1.15,病害發(fā)展得到有效控制,預計使用壽命延長10年。五、未來發(fā)展趨勢(一)智能化養(yǎng)護:從“被動維修”到“主動預警”物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術推動養(yǎng)護向“預知性”升級。通過在橋梁關鍵部位布設傳感器(應變、位移、溫度),實時采集結構響應,結合AI算法建立病害預測模型。例如,某省試點“橋梁數(shù)字孿生系統(tǒng)”,將實體橋梁的幾何參數(shù)、材料性能、荷載歷史映射至虛擬模型,通過模擬不同荷載工況預測病害發(fā)展,提前制定養(yǎng)護計劃,使橋梁大修頻率降低25%。(二)綠色養(yǎng)護:環(huán)保技術賦能可持續(xù)運維環(huán)保型材料與工藝成為主流:采用水性環(huán)氧樹脂替代溶劑型產(chǎn)品,減少VOC排放;研發(fā)微生物誘導碳酸鈣沉淀技術,利用細菌代謝修復混凝土裂縫;廢舊輪胎橡膠粉改性瀝青用于橋面鋪裝,既消納固廢又提升抗裂性。某城市橋梁采用“光伏橋面”技術,將太陽能板集成于鋪裝層,既發(fā)電又降低橋面溫度,減少瀝青老化速率。(三)機器人化檢查:突破人工作業(yè)局限無人機、爬壁機器人、水下機器人(ROV)逐步替代人工高危作業(yè)。無人機搭載激光雷達可快速建模,識別墩柱裂縫、支座偏移;爬壁機器人(如磁吸附式)可在橋梁底部、側面行走,檢測混凝土缺陷;ROV用于水下樁基檢測,避免潛水員作業(yè)風險。某跨海大橋采用“無人機+爬壁機器人”聯(lián)合檢查,效率提升3倍,檢測精度達0.1mm。結語公路橋梁養(yǎng)護技術與安全檢查是一項系統(tǒng)工程,需以“全壽命周期”理念統(tǒng)籌技術研發(fā)、機制建設與管理創(chuàng)新。未
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