浅谈桥梁养护与加固
2014-03-29陈英昊
陈英昊
(长安大学 公路学院,陕西 西安 710000)
1 桥梁养护的现状与常见问题
1.1 桥梁养护的现状
随着我国的快速发展,交通流量日益增加且车辆的载重量也越来越大,车流压力的增长速度远远超过了现有桥梁的承受能力极限.另外,我国还有许多老桥仍在使用中,这些桥梁因为早年的资金及技术不成熟等原因,导致桥梁强度规格达不到现有规范及日常使用要求.近几年,我国频繁发生桥梁坍塌事故,如哈尔滨阳明滩大桥、北京怀柔宝山桥、江苏盐城秦南镇跨海大桥等,固然有车辆严重超载、船舶撞击等偶然作用的原因,但也警示我国桥梁养护维修部门工作的不到位,若对桥梁定期进行养护加固,或许这类悲剧可以避免.我国仍存在着把更多的精力放在兴建桥梁而对桥梁养护加固投入的精力、资金不足等问题.我国在桥梁检测手段、桥梁检测仪器、相关技术规范方面也距西方发达国家有很大差距,我国桥梁养护仍处在一个发展完善的阶段.
1.2 桥梁养护的常见问题
我国早期对桥梁的外观、构造、跨径、选线等方面投入大量精力,也取得了卓越的成就,我们已经成为了桥梁大国,建造了许多名列前茅的世界同类型大桥,兼顾构造与美观.也正是这些成就的光环,使我国出现了重建不重养的思想偏差.好在公路部门及时发现问题,出台了相关规范,力争使大部分桥梁不再处于失养的状态.现总结桥梁养护常遇见的问题如下:
(1)桥梁是通行要道,理论上不允许长时间在上面逗留.然而在我国有些桥梁上(尤其是乡镇桥梁上)存在有商贩在桥上摆摊等现象.不但会影响交通流量,还会产生大量垃圾.这些垃圾会堵塞桥梁,如堵塞排水孔,导致雨季桥面积水严重,长此以往,必然导致桥面破坏.
(2)由于施工不当、压缩沉降、地基沉陷、结构突变等原因产生的桥头跳车现象.桥头跳车会严重影响行车安全,加速桥台与路面接合处的破坏,影响桥梁的耐久性.
(3)由于温度收缩、预应力、施工时水泥用量过多等原因产生的非结构性裂缝;由于水平纵向钢筋、箍筋或受拉钢筋配筋率不够,因弯矩、剪力导致的结构裂缝.
(4)国内很多大跨径桥梁(尤其是预应力混凝土梁桥)出现下挠度过大的现象.特别是长期挠度的控制很难把握,很多桥梁都因此暂停使用或花费大量费用维修.
(5)桥梁上应根据实际情况设置慢行标志、限制轴距标志、禁止危险品运输车辆标志、桥名标志、限质量标志、窄桥标志、限高标志(桥梁下是通道的情况)、限速标志、禁止超车标志等.在部分桥梁上几乎没有标志设置,造成隐患.
2 桥梁的养护
狭义桥梁的养护是指为了保证桥涵及其附属设施的正常使用进行的保养、维修、加固和改造工作.广义的桥梁养护还包括为保证桥梁正常运营采取的其他措施,如对桥梁进行档案管理、相关的规范制度以及应急方案的建立.
2.1 桥梁的检查
公路桥梁的检查主要有日常检查、定期检查、特殊检查、应急检查和专门检查.其中日常检查是观测桥梁状况的主要手段,主要靠目测,应至少每月进行一次,并填写桥梁经常检查记录表.定期检查较日常检查更为严格,需要目测并辅以测量仪器,近距离观察,并应当场填写“桥梁定期检查数据表”,检查周期不得超过3年.特殊检查主要针对遭遇地震等自然灾害或船舶撞击等偶然作用的桥梁,由具有相应检测实力的专业研究机构实施,检查主要为维修加固提供依据.
2.2 桥梁的维修
桥梁根据桥梁状况分为五类,其中一类、二类桥梁只需进行必要的检查及维护,维修与加固主要针对三~五类的桥梁,其中五类桥梁由于破损严重,应根据维修条件及经济等方面的考虑选择是否进行维修,必要时应拆除重建.特殊的,桥下净空达不到新的交通标准的桥梁也应进行整修.桥梁的维修工作主要包括:桥面的整平处理,喷漆,支座的修理,桥台墩台的修理,附属设施如安全设备、照明设备的修理,缺失标志的补充,裂缝的处理.桥梁的养护维修按照性质、规模、技术要求可分为小修保养工程、中修工程、大修工程、抢修工程四大类.其中小修和中修主要针对破损较轻不影响交通的桥梁,在原有基础上进行小幅度整修,改善桥梁性能,延长桥梁的使用寿命;大修工程主要针对的是破损严重、影响正常使用以及早年建造的不能达到现今承载要求的技术水平较差的桥梁,其目的是提高道路的通行能力.对于遭遇水毁或意外事故等破坏的桥梁应进行抢修工程来快速恢复交通,属于应急处理.
2.3 桥梁的加固
所谓桥梁的加固,是指对有承载能力不足的桥梁构件进行补强,改善结构性能,提高桥梁结构承载能力和安全,增加桥梁的强度、刚度、稳定性和耐久性.主要针对三~五类以及需要临时通过特重车的桥梁.按照加固的部位分为上部结构加固和下部结构加固.上部结构的主要加固方法有扩大截面、粘贴加固、增加辅助构件等;下部结构的主要加固方法有扩大基础加固、高压喷浆加固等.加固方法应灵活运用,必要时可根据现场情况多种加固方法结合使用.需要注意的是,加固前应先处理好裂缝等病害.加固的主要内容有:加固补强薄弱构件,增加辅助构件,更换构件,桥梁加宽,桥墩、桥台的加固等.桥梁的加固过程中存在许多不可避免或尚未解决的问题,主要有:
(1)对于已通车的桥梁,不可避免的影响交通.
(2)受到原有桥梁结构的限制,难以改变结构根本,加固效果有限.
(3)新旧材料的胶着力,新旧材料结合处整体性差.
(4)难以探查结构内部,难以确定极限状况,造成加固保守,浪费材料,增加费用.
3 改善桥梁养护的措施
桥梁养护已经成为了崭新的桥梁发展方向,随着交通网的完善,道桥的重心将逐渐由建桥转移到养桥,如何养桥、如何提高养护的效率是新的研究方向.有太多因桥梁安全意识淡薄导致的桥梁坍塌事件作为前车之鉴,因此改善桥梁养护的措施,势在必行.
3.1 桥梁养护人才的储备
现今,桥梁养护人员的素质普遍不高,从事桥梁养护的人员大部分并未能掌握桥梁检查、检测、维修加固的基本知识,难以担当合格的检查维护人员.加强养护人员的培训是需要急切付诸行动的,针对不同的养护人员,有针对性的进行培训.可以通过请有关高校教授、专家到单位讲座以及由从事该行业的专业人士带领工作人员实地学习等方式提高桥梁养护人员的素质.
3.2 保证桥梁养护的经费
当前我国的检测手段与评估手段相对落后,而从国外引进的专业技术检测的费用高昂,这使得桥梁养护人员在经费不足的情况下很难保证桥梁安全.保证桥梁养护经费的及时、足额、到位,是保证桥梁养护的根本条件.只有在资金充足的情况下,才能提高检测的效率、人员的培训以及技术的研发.
3.3 提高桥梁档案资料的管理
普查桥梁,建立并完善桥梁档案,保证档案的准确性.桥梁档案类比于身份证,是不应该出现偏差的.桥梁检测中经常出现的问题就是桥梁资料的不完善,甚至出现缺失档案、错误档案的情况,出现按照档案资料到达资料地点却发现没有桥涵的情况.改善桥梁档案管理,能改善桥梁养护的秩序性和准确性.
3.4 合理利用桥梁养护的设备
古话云:“工欲善其事,必先利其器.”现今的许多桥梁跨径较大,桥高较高,采用简易的器械难以完成日常检查及维修工作,很多测量、观察工作需要空中作业.专业的设备是保证桥梁正常维护的前提,只有设备到位,才能保证桥梁养护的有效准确,保证桥梁的安全.同时也不应盲目购买养护设备,在性能相差不大时应优先选用价格低廉、容易修理的设备.不常用的养护设备可以临时租赁.良好的设备使用管理,能有效的提高设备的利用率,减少设备的维修费用.
3.5 学习国外的先进理念
发达国家早在工业革命时完成了大部分桥梁的建设,其针对桥梁养护的研究已趋成熟,例如美国、日本等国家先后建立了桥梁养护的计算机管理系统,包含完整的桥梁检测、评定和技术改造体系.虚心学习国外先进理念,结合我国实际情况,研究出适合我国的一套完整管理系统,能有效的加速我国桥梁养护的发展速度.
4 结束语
桥梁是跨越障碍物的设施,是公路的重要组成部分.目前,我国对桥梁养护的重视程度有所增加,但我国仍未能提出一套完整的桥梁养护与加固系统理论.在我国交通事业的蓬勃发展的大环境下,桥梁养护的重要性不言而喻.因此,研究出一套适合我国的成套的养护系统理论,为我国危桥旧桥的改造提供技术支持,是当务之急.桥梁养护不是简单的重复性工作,养护工作应不断创新,结合国情研究实用易用的养护措施和管理方法.总之,把旧桥的养护与加固作为桥梁未来发展的主要方向,符合我国当前交通发展国情,可实现交通通畅和经济效益的相辅相成.
〔1〕黄平明,陈万春.桥梁养护与加固[M].人民交通出版社,2009.15-25.
〔2〕《公路桥涵养护规范》JTG H 11-2004.
〔3〕《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004.
〔4〕李昌铸.公路桥梁管理系统管理系统(CBMS2000)的开发与应用[J].公路交通科技,2003:84-90.