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公路橋梁作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的核心載體,其安全運(yùn)行直接關(guān)系區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展與公眾出行效率。隨著我國公路網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,既有橋梁服役年限增長,結(jié)構(gòu)病害與性能衰減問題日益凸顯??茖W(xué)開展維修養(yǎng)護(hù)工作,不僅能及時(shí)消除安全隱患、恢復(fù)結(jié)構(gòu)功能,更能通過預(yù)防性干預(yù)延長橋梁使用壽命,降低全生命周期成本。本報(bào)告結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)梳理橋梁病害特征、養(yǎng)護(hù)技術(shù)體系及管理機(jī)制,為行業(yè)提供兼具理論性與實(shí)操性的技術(shù)參考。一、公路橋梁養(yǎng)護(hù)工作的重要性(一)保障結(jié)構(gòu)安全與通行能力橋梁結(jié)構(gòu)長期承受車輛荷載、環(huán)境侵蝕(如雨雪、凍融、鹽霧)及地質(zhì)變化影響,易出現(xiàn)裂縫擴(kuò)展、鋼筋銹蝕、支座變形等病害。若養(yǎng)護(hù)不及時(shí),小病害可能演變?yōu)榻Y(jié)構(gòu)性損傷,導(dǎo)致承載能力下降,甚至引發(fā)坍塌事故。通過定期檢測與針對性維修,可有效控制病害發(fā)展,確保橋梁滿足設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn),保障路網(wǎng)通行安全與效率。(二)延長橋梁使用壽命與經(jīng)濟(jì)性新建橋梁成本高昂,而科學(xué)養(yǎng)護(hù)可使橋梁服役周期延長20%~30%(依據(jù)典型工程統(tǒng)計(jì))。以某省干線公路橋梁為例,通過預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與及時(shí)修復(fù),單座橋梁年均養(yǎng)護(hù)成本僅為重建費(fèi)用的5%~10%,且能避免因橋梁中斷對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的間接損失。因此,養(yǎng)護(hù)工作是實(shí)現(xiàn)橋梁資產(chǎn)保值增值的核心手段。二、公路橋梁常見病害及成因分析(一)結(jié)構(gòu)裂縫裂縫是橋梁最常見病害,按成因可分為荷載裂縫(如梁體受彎、剪應(yīng)力超過設(shè)計(jì)值)、溫度裂縫(混凝土收縮/膨脹受約束)、收縮裂縫(混凝土硬化過程中體積變化)。例如,連續(xù)梁橋跨中裂縫多由長期重載導(dǎo)致,而墩臺(tái)裂縫常與基礎(chǔ)不均勻沉降相關(guān)。(二)鋼筋銹蝕混凝土碳化使保護(hù)層堿性降低,或氯離子(如除冰鹽、海水)侵入破壞鈍化膜,導(dǎo)致鋼筋銹蝕膨脹,進(jìn)而引發(fā)混凝土剝落、保護(hù)層開裂。沿海地區(qū)橋梁及冬季撒鹽路段橋梁,鋼筋銹蝕問題尤為突出,嚴(yán)重時(shí)可使結(jié)構(gòu)承載能力下降30%以上。(三)橋面鋪裝病害瀝青鋪裝易出現(xiàn)車轍、坑槽、推移,水泥鋪裝則常因溫度應(yīng)力、荷載沖擊產(chǎn)生斷板、錯(cuò)臺(tái)。病害成因包括鋪裝層厚度不足、粘結(jié)力差、基層強(qiáng)度不足,或重載車輛長期碾壓。橋面排水不暢導(dǎo)致的積水凍融循環(huán),也會(huì)加速鋪裝層破壞。(四)支座病害支座是橋梁受力傳遞的關(guān)鍵部件,常見病害有橡膠老化、鋼板銹蝕、位移超限、脫空等。支座失效會(huì)導(dǎo)致梁體受力不均,引發(fā)裂縫或墩臺(tái)偏位,嚴(yán)重時(shí)需緊急更換。病害多由安裝偏差、環(huán)境侵蝕或長期荷載累積導(dǎo)致。三、維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)體系構(gòu)建(一)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)以“早發(fā)現(xiàn)、早處置”為核心,通過日常巡查(每月1~2次)、定期檢測(每年1次結(jié)構(gòu)檢測,每3年1次特殊檢測)掌握橋梁狀態(tài)。技術(shù)措施包括:清潔與防腐:定期清理橋面雜物、排水孔,對鋼構(gòu)件(如護(hù)欄、支座鋼板)采用熱噴鋅、防腐涂料進(jìn)行防護(hù),每5~8年維護(hù)一次。橋面防水:在鋪裝層下設(shè)置防水卷材或防水涂料,阻斷雨水滲透路徑,減少鋼筋銹蝕風(fēng)險(xiǎn)。支座保養(yǎng):定期清理支座積塵、雜物,檢查位移功能,必要時(shí)補(bǔ)充潤滑脂,確保其自由變形。(二)修復(fù)性養(yǎng)護(hù)技術(shù)針對已出現(xiàn)的病害,采用針對性技術(shù)恢復(fù)結(jié)構(gòu)性能:裂縫修復(fù):寬度<0.2mm的裂縫采用環(huán)氧樹脂表面封閉;0.2~0.5mm裂縫采用壓力注漿(水泥漿或環(huán)氧樹脂);>0.5mm裂縫需先鑿槽嵌填修補(bǔ)材料,再進(jìn)行表面封閉。鋼筋銹蝕處理:剔除銹蝕區(qū)域混凝土,清除銹層,涂覆阻銹劑后重新澆筑補(bǔ)償收縮混凝土,或采用外包鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土加固。橋面改造:瀝青鋪裝病害采用銑刨重鋪(厚度≥4cm),水泥鋪裝病害采用斷板換板、灌漿加固或薄層罩面(如UHPC超高性能混凝土)。(三)應(yīng)急養(yǎng)護(hù)技術(shù)針對自然災(zāi)害(地震、洪水)、交通事故等突發(fā)情況,需快速響應(yīng):臨時(shí)支撐:橋梁坍塌或支座失效時(shí),采用鋼支架、貝雷梁等搭建臨時(shí)支撐體系,恢復(fù)基本通行??焖傩扪a(bǔ):使用速凝混凝土、環(huán)氧砂漿等材料,4~8小時(shí)內(nèi)完成坑槽、裂縫的應(yīng)急修補(bǔ),保障交通。交通管制:配合維修工作設(shè)置警示標(biāo)志、臨時(shí)便道,必要時(shí)實(shí)施交通分流,降低事故影響。四、關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用與工藝優(yōu)化(一)裂縫病害修復(fù)技術(shù)以某連續(xù)剛構(gòu)橋裂縫處理為例,采用“無損檢測定位—壓力注漿加固—表面防護(hù)”工藝:1.檢測定位:用超聲探傷儀確定裂縫深度(≤1.5m),標(biāo)記走向與寬度。2.注漿加固:沿裂縫間距20~30cm鉆孔(孔徑8~10mm),埋入注漿嘴,采用環(huán)氧樹脂漿(壓力0.3~0.5MPa)填充裂縫,固化后截?cái)嗨c空氣侵入路徑。3.表面防護(hù):在裂縫表面粘貼碳纖維布(寬度15~20cm),進(jìn)一步約束裂縫擴(kuò)展,提升梁體抗彎剛度。(二)橋面鋪裝改造技術(shù)某重載路段橋面改造采用“銑刨原鋪裝—防水粘結(jié)層施工—UHPC薄層鋪裝”工藝:銑刨原瀝青鋪裝至基層,清理浮渣后噴涂水性瀝青基防水涂料(厚度1~2mm),增強(qiáng)粘結(jié)力。澆筑3~5cm厚UHPC鋪裝層(設(shè)計(jì)強(qiáng)度C80),其超高韌性與耐磨性可承受重載沖擊,使用壽命較傳統(tǒng)鋪裝延長3~5年。(三)結(jié)構(gòu)加固與性能提升技術(shù)某舊橋承載能力不足,采用“體外預(yù)應(yīng)力+碳纖維布”聯(lián)合加固:在梁底張拉體外預(yù)應(yīng)力鋼束(強(qiáng)度等級符合規(guī)范要求),通過反拱效應(yīng)抵消部分荷載彎矩,降低梁體應(yīng)力。同步粘貼碳纖維布(層數(shù)2~3層,設(shè)計(jì)強(qiáng)度≥3000MPa),增強(qiáng)梁體抗剪與抗彎能力。加固后橋梁荷載等級從汽-20提升至公路-Ⅰ級,滿足重載交通需求。五、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制與管理機(jī)制(一)全周期檢測與評估體系建立“日常巡查—定期檢測—特殊檢測”三級體系:日常巡查記錄病害位置、形態(tài),采用橋梁管理系統(tǒng)(BMS)錄入數(shù)據(jù),生成養(yǎng)護(hù)建議。定期檢測(每年)采用無損檢測技術(shù)(如雷達(dá)檢測橋面厚度、超聲檢測混凝土缺陷),評估結(jié)構(gòu)性能。特殊檢測(每3~5年)針對病害嚴(yán)重橋梁,開展荷載試驗(yàn)、材料性能測試,確定加固方案。(二)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃與資源配置根據(jù)檢測評估結(jié)果,制定“一橋一策”養(yǎng)護(hù)計(jì)劃:預(yù)防性養(yǎng)護(hù)占年度預(yù)算的30%~40%,重點(diǎn)用于清潔、防腐、小修。修復(fù)性養(yǎng)護(hù)占50%~60%,針對中大修工程,采用設(shè)計(jì)施工總承包模式提高效率。應(yīng)急儲(chǔ)備金占10%~20%,保障突發(fā)病害處置。(三)信息化管理平臺(tái)建設(shè)搭建橋梁養(yǎng)護(hù)數(shù)字化平臺(tái),集成GIS地圖、BIM模型、檢測數(shù)據(jù):實(shí)時(shí)監(jiān)控橋梁狀態(tài),自動(dòng)預(yù)警病害發(fā)展(如裂縫寬度超過閾值時(shí)推送警報(bào))。優(yōu)化養(yǎng)護(hù)資源調(diào)度,通過大數(shù)據(jù)分析預(yù)測病害趨勢,實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)”。六、技術(shù)發(fā)展趨勢與實(shí)踐展望(一)智能化養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用無人機(jī)巡檢:搭載高清相機(jī)、紅外熱像儀,快速檢測橋梁外觀病害(如裂縫、銹蝕),效率較人工提升5~10倍。傳感器監(jiān)測:在關(guān)鍵部位(支座、梁體)安裝應(yīng)變計(jì)、位移計(jì),實(shí)時(shí)采集荷載、變形數(shù)據(jù),為結(jié)構(gòu)安全評估提供依據(jù)。(二)綠色環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新環(huán)保材料:研發(fā)低能耗、可降解的修復(fù)材料(如生物基環(huán)氧樹脂),減少對環(huán)境的污染。舊料再生:橋面銑刨料通過熱再生技術(shù)重新利用,降低資源消耗,某工程再生利用率達(dá)80%以上。(三)數(shù)字化管理升級BIM+養(yǎng)護(hù):建立橋梁數(shù)字孿生模型,模擬病害發(fā)展與養(yǎng)護(hù)措施效果,優(yōu)化方案設(shè)計(jì)。區(qū)塊鏈技術(shù):用于養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)存證,確保檢測、維修記錄真實(shí)可追溯,提升管理透明度。結(jié)語公路橋梁維修養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)
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