新时期公路桥梁养护及维修加固技术的探讨

期刊: 环球探索 DOI: PDF下载

孙豪

剑阁县国省道公路养护段 四川 剑阁 628000

摘要

随着我国经济的高速发展,交通需求处于不断增加的时期,公路桥梁作为交通运输体系中不可或缺的一部分,其重要性日益凸显。然而,在车辆荷载、环境侵蚀、材料老化等因素作用下,桥梁结构的安全与使用性能不断下降,其维修与加固成为保证桥梁安全性、延长使用寿命和提高交通效率的重要课题。新时期公路桥梁养护与加固技术面临着前所未有的机遇与挑战。基于此,本文对新时期公路桥梁养护及维修加固技术进行研究,首先分析了新时期公路桥梁养护及维修加固重要性,然后阐述了新时期公路桥梁养护及维修加固必要性,对当前公路桥梁基础设施存在的问题及原因进行了分析,最后提出了公路桥梁养护技术,以期为相关人员提供参考。


关键词

公路桥梁;养护;维修加固

正文


前言:

随着科学技术的不断进步,新材料、新工艺不断地应用于桥梁维修加固领域。如何将这些先进技术有效地应用于桥梁养护与维修加固工作中,提高其效率与质量已成为业界关注的焦点。同时,桥梁健康监测技术的发展为桥梁养护维修提供更精确的数据支撑,使桥梁养护管理向科学化、精细化方向发展。

1 新时期公路桥梁养护及维修加固重要性

新时期以来,随着我国经济的高速发展,城乡建设步伐加快,公路桥梁作为一种重要的交通基础设施,对促进区域经济发展、提高人民生活水平起着举足轻重的作用。随着服役年限的增加,桥梁可能出现开裂、锈蚀、磨耗等病害,如处理不当,将严重影响其承载力,甚至导致结构失稳,危及行车安全。因此,对桥梁进行定期维修,并进行必要的维修加固,是保证桥梁安全、稳定的有效措施。对桥梁进行适时地维修,不仅能对已有损伤进行修补,而且能防止潜在的安全隐患,有效地延长桥梁的使用寿命。这对优化资源配置,减少桥梁建设所需资金有重要意义。如果桥梁受损严重,造成交通中断,不仅会影响区域经济的正常运转,还会带来巨大的经济损失。若能进行有效地维修与加固,则可将此问题降至最低。良好的桥梁状况能确保交通顺畅,避免桥梁养护施工造成的交通堵塞,提高整体通行效率。加强桥梁的养护、加固、维护,可以减少新建桥梁对周围环境的影响,符合可持续发展思想。在维护社会治安的同时,也是一种社会责任感的体现[1]

2 新时期公路桥梁养护及维修加固必要性

2.1 养护技术必要性

新世纪以来,随着科学技术的进步、社会经济的发展,公路桥梁养护技术不断地更新、更新。这些技术的应用,对保证桥梁安全,延长使用寿命,降低经济损失,具有十分重要的意义。随着无损检测、健康监测等技术的发展,能够更准确地识别出桥梁结构的损伤与隐患,并据此制定针对性的养护与加固措施,避免资源浪费,提高维修工作的针对性与有效性。采用高性能混凝土、碳纤维加固等新材料和新技术对桥梁进行养护加固,可有效提高桥梁承载力与耐久性,抵御自然灾害与人为因素的侵蚀,延长桥梁使用寿命。采用先进的维修技术,可使桥梁发生轻微损坏时及时修补,避免损坏扩大,减少大规模维修加固的必要性。这不仅能减少维护费用,还能降低因维护而造成的交通中断,降低社会和经济损失。采用先进的维修技术可以有效地降低由桥梁病害引起的交通事故,保证行车安全。同时,对桥梁进行定期维护与维修,能够保证桥梁在良好的运营条件下,提高通行效率。随着全球气候变化的加剧,桥梁维修技术也面临着严峻的挑战,如提高桥梁的防洪和抗震能力,确保极端气候条件下桥梁的安全性和稳定性。随着人们对交通便捷、安全需求的不断提高,公路桥梁维修养护技术能够满足社会发展的需要,增强社会对桥梁安全的信任[2]

总之,在新时期开展公路桥梁养护与加固技术研究,对保障交通安全、提高交通效率、应对环境挑战,具有十分重要的意义。

2.2维修加固必要性

在新时期,公路桥梁的养护与加固是一项十分重要的工作,它不仅关系着交通的安全与效率,而且关系着国民经济的发展与社会的稳定。桥梁在长期服役过程中,由于自然老化、环境腐蚀和超载行驶等原因,可能产生结构损伤和功能劣化。如得不到及时地维修和加固,就有可能引发交通事故,危及行车安全。对受损的桥梁实施及时地维修和加固,能有效地消除安全隐患,保证行车安全。桥梁损坏或不能充分发挥作用,会造成交通限速、封闭养护等现象,严重影响交通的畅通性和效率。对其进行及时地维修和加固,不仅能减少此类事故,而且能起到改善桥梁性能、提高通行能力的作用,提高整体通行效率。桥梁的损伤与功能劣化,不仅增加了养护费用,同时也会影响到周围的经济活动。只有这样,才能将这些损失降到最低,才能保证区域经济的稳定发展。随着新材料、新工艺的不断发展,以及安全标准的不断提高,对桥梁结构的性能与安全性提出了更高的要求。对既有桥梁进行维修加固,既能满足新的技术要求,又能提高桥梁的整体工作性能。

3 桥梁养护面临的严峻问题

3.1存在着严重的环境问题

目前,我国桥梁维修养护工作面临着严峻的环境问题,严重影响着桥梁的安全与使用寿命。在全球气候变化背景下,洪水、飓风、高温、冰雹等极端天气事件频发,对桥梁结构的破坏日趋严重。比如,洪水会使桥墩遭到冲刷,而飓风则会损坏桥梁的上部结构。温度的剧烈波动会使桥梁材料产生热胀冷缩应力,长此以往,将导致结构产生裂纹及结构疲劳。特别是混凝土、钢结构的桥梁,由于温度的变化,其破坏尤为明显。由于工业污染引起的酸雨,导致了桥梁结构材料的锈蚀,尤其是钢筋和钢桥等金属构件的锈蚀。酸雨加速了桥梁结构的锈蚀进程,降低了桥梁的承载力,导致桥梁的使用寿命达不到原定要求。在高寒地区,人们经常会在路面上撒盐以融化雪、冰,而盐分会随风、雨进入桥梁结构,加剧钢筋及其他金属构件的腐蚀。另外,在近海区域,海水中的盐雾也会对桥梁产生类似的破坏。微生物和植物根系等生物学因素也会引起桥梁结构的损伤。例如,植物根的生长会破坏桥基,而微生物的活性则会加快材料的侵蚀。长时间的水流冲蚀与河床冲刷严重影响桥墩及桥梁基础的稳定,尤其是在洪水期,河床冲刷将导致桥基裸露,甚至导致桥梁坍塌。

3.2桥梁承受压力大

桥梁是城市重要的运输基础设施,其日常运营承受着巨大的压力。这些荷载既有桥梁本身的自重、交通量等因素,也有长期运行时的环境因素。随着我国经济的发展,交通量的不断增长,许多桥梁承载着超出原设计标准的车辆数、载重量。特别是重载车辆的长期荷载作用下,桥梁的疲劳破坏加速。随着时间的流逝,在交通荷载及环境因素的作用下,即使是设计建造得最合理的桥梁,在长期的交通荷载与环境因素作用下,也会出现老化等问题。这些磨损与老化将导致桥梁结构的性能退化,甚至存在安全隐患。

面对日益增长的养护维修需求,许多地区桥梁养护资源相对有限,亟待加强。这包括了资金,人力,技术等方面的制约。由于资源有限,很难及时、全面地对桥梁进行维修加固。在一些案例中,在设计与建造上可能会有不足之处,这可能会在营运初期或后期出现。设计、施工等方面的缺陷会导致桥梁承载力不足,耐久性能下降,维修难度增大[3]

3.3桥梁与桥体的连接不够紧密

桥梁与桥体(通常指桥面板、桥墩或桥台等结构)间连接不严是当前桥梁维修中亟待解决的重要问题。这种状况一般是由设计,建造,材料缺陷,或长时间受交通荷载及环境影响所致。连接不严会降低结构的使用性能,增加安全风险,严重时还会造成结构损伤。设计中没有充分考虑其承载力与耐久性,导致节点设计不尽合理。在施工过程中,因工艺、材料等方面的原因,造成接头的质量达不到标准。在长期的使用中,由于材料的老化和腐蚀,使接头的强度降低。

3.4结构桥的后期维护工作不完善

桥梁建设后的后期维修是一种普遍现象,它直接影响到桥梁的安全、寿命和运营效率。养护不当会造成桥梁结构的逐步劣化,甚至引发重大安全事故。桥梁的钢筋混凝土结构因得不到定期检测与维修而产生裂缝,金属构件也会生锈。桥梁排水系统长期得不到清理,容易发生淤堵,形成积水,加速桥梁结构锈蚀。如果不进行经常性地评估与加固,其承载力将会随着时间的推移而逐渐下降,直至不能承受设计荷载。由于桥面防水层、桥面铺装层得不到及时更新,导致桥面严重磨耗。桥梁照明设施、交通标志未得到及时维修,影响了夜间行车的安全性。维修和恢复工程通常需要巨额资金,但政府或有关部门可能不能提供充足的预算。可能缺乏合格的维修人员,从而导致维修工作不能有效地进行。长期的、系统性的桥梁维修计划可能没有被开发出来,或该计划的实施很差。缺少有效的管理机制,以保证维修的实施和质量。市民对维修保养之重要性认识不足,致使有关问题无法及时反馈。

4 公路桥梁养护技术

4.1桥梁状况检查

公路桥梁维修技术对保证桥梁安全,延长其使用寿命具有重要意义。按照现行行业规范,公路桥梁的养护与检测一般可分为月检、季度检、年检、专业检四个阶段。月检以技术人员为主,主要检查桥梁的安全状况。此阶段的检测多为基础性检查,重点是观察桥面是否存在明显的安全隐患,如裂缝、渗水、锈蚀等。月检就是要及时发现和解决一些可能影响到桥梁安全的小毛病,使之不致酿成大麻烦。季检对技术要求很高,要求有特殊的仪器。在此阶段,检验内容更为细致,不仅要对桥面进行观测,而且要对支座、伸缩缝等关键部位进行检测。季度检查的目的在于全面评价桥梁的整体状态,保证其结构的安全性和功能性的完整性。由各部门工程部负责年检工作,并要求配备专用的桥梁设备。与月度检查、季度检查相比,年度检查更全面,并对结构进行全面的检查与评价。定期检查主要是发现桥梁可能出现的结构缺陷或损坏,以便进行维修或加固[4]。专业检测是针对公路桥梁养护工作的需求,聘请业内专业技术人员,针对公路桥梁养护维修需求,开展针对性的研究工作。在发现某座桥有特殊问题或者要进行大修之前,通常都要进行这样的检查。专业检测是利用先进的检测技术与仪器,对桥梁的结构和材料进行深入地分析,以确定最佳的养护计划。在检测开始之前,必须收集桥梁设计资料和维修记录,以便对桥梁的基本状况有一个全面的认识。测量桥梁结构尺寸,利用专用检测仪器测定其结构参数,并将其与设计值进行对比。性能试验以混凝土和钢筋等材料的强度为研究对象,采用相应的试验设备对其进行测试。观察桥梁混凝土外观,检查有无损坏,如裂缝,变形等。

4.2预应力 CFRP加固

预应力 CFRP加固技术是一项先进的桥梁加固技术,尤其适合于公路桥梁的养护与加固。与普通碳纤维布相比,预应力碳纤维板具有更高的抗拉强度以及良好的耐腐蚀性,因此使用寿命更长。另外,由于碳纤维板本身质量较轻,施工时不需使用大型机械,因此可大大简化施工程序,降低工程造价。首先,将混凝土表面清理干净,清除表面的灰尘、杂质及锈斑,以保证碳纤维板与混凝土表面的粘结。在设计好的锚固端、张拉端钻孔、安装高强螺钉,为后续施加预应力做好准备。采用外加剂对碳纤维板施加预应力,可改善原结构受力状态,改善结构的抗裂能力及承载力。将黏合剂涂在碳纤维板和混凝土梁底、模底和梁底的界面上,以保证黏合剂的充分搅拌和均匀涂抹。待黏合剂完全干透后,开始组装碳纤维板。装配工艺要求严格对齐,对工人的技术要求很高。施工结束后,对梁的张拉性能、变形及弯曲度进行监测,以保证加固效果达到预期效果。为了增加耐久性,对碳纤维板及锚定件进行了涂漆处理。定期例行检查,确保结构长期稳定可靠。

预应力 CFRP加固技术是一种高效可靠的桥梁维修养护方法,尤其适用于既有桥梁承载能力提升、使用寿命延长等特点的旧桥加固改造。

5 结论

随着我国公路交通事业的迅速发展,车辆荷载也在逐年增加,因此,对公路桥梁进行维修与加固显得越来越重要。在新的时代背景下,需要采取更科学、更高效、更可持续的技术措施,以迎接新的挑战。预应力 CFRP加固技术,高性能混凝土应用,智能监测技术的应用,均为新时期公路桥梁养护与维修加固技术的发展提供了新的思路。

参考文献:

[1] 刘佳.公路桥梁养护与维修加固技术的应用分析[J].冶金丛刊, 2022(012):007.

[2] 张一平.公路桥梁施工管理养护技术及加固维修探析[J].居舍, 2022(7):55-57.

[3] 张克震.高速公路桥梁养护与维修加固施工技术研究[J].智能城市应用, 2023, 6(5):19-21.

[4]黄炳舟.公路桥梁养护与维修加固施工关键技术解析[J].建筑工程技术与设计,2016,06(14):683-685.

 


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