橋梁的養(yǎng)護、維修與加固

1、1、橋梁的養(yǎng)護管理橋梁是公路的重要組成部分，橋梁養(yǎng)護的好壞直接關系到公路交通的安全和暢通。隨著 我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展， 對交通運輸提出了更高的要求， 反映在公路運輸上的交通量猛增， 運輸車輛載重量加大。公路運輸對公路橋梁的通行能力和承載能力的要求越來越高，而一些 舊橋陳舊老化，破損現(xiàn)象日趨嚴重，許多舊橋難以適應日趨增長的交通量需要。1.1 目前中小橋梁養(yǎng)護和管理所存在的問題（ 1）交通量問題 交通量問題越來越大， 舊橋的承載能力已經(jīng)不能滿足新的荷載等級要 求。（ 2）橋梁耐久性問題 由于設計考慮欠周，鋼筋腐蝕、凍融損壞、堿集料反應和化學物 質(zhì)侵襲、環(huán)境影響等，使得結構的承載力會隨著時間推移而

2、降低。尤其是，當混凝土保護層 剝露、鋼筋腐蝕后，其有效截面積會不斷減小，就使得結構的承載能力迅速下降，并不可恢 復，嚴重時還會出現(xiàn)鋼筋斷裂。當結構的剩余承載能力低于作用荷載時，橋梁結構就有可能 發(fā)生破壞。因此，由鋼筋腐蝕病害而引起的橋梁耐久性問題，已成為一個非常突出的災害性 問題。（ 3）疲勞問題 橋梁所采用的材料往往含有微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺 陷（ 微裂紋和微孔洞 ）會成核，發(fā)展及合并形成損傷，并逐步地在材料中形成宏觀裂紋。如果 宏觀裂紋得不到有效控制，極有可能會引起材料、結構的脆性斷裂。疲勞損傷是鋼橋設計中 的核心問題，有不少因疲勞斷裂引起橋梁垮塌的案例。早期疲勞損傷往往不

3、易被檢測到，但 其帶來的后果可能是災難性的。（ 4）橋梁的超載 橋梁的超載現(xiàn)象是客觀存在的，在某些路段十分突出，有兩種情況： 其一是早期修建的老橋超齡、超負載運營；另一種情況是違規(guī)超載車輛的存在。前者產(chǎn)生的 原因主要是設計規(guī)范的變化和交通量的增加及重載車輛的發(fā)展所致，這種現(xiàn)象是必然的；而 后者是由于車輛使用者違反交通運輸法規(guī)超載營運，這樣的違規(guī)超載現(xiàn)象在中國公路運輸中 是很普遍的。超載會使橋梁損傷和裂縫加劇，甚至會出現(xiàn)一些過載引發(fā)的結構破壞事故。（ 5）偶然事件的發(fā)生、撞擊 船只和車輛撞擊橋梁、火災等突發(fā)事件時有發(fā)生，嚴重的 發(fā)生車毀、船沉、橋塌的惡性事故，極大威脅著橋梁的正常使用和耐久性。（

4、 6）維修資金緊缺、缺乏有效的監(jiān)測和管理 限于資金和材料的緊缺，一方面不可能大 量地拆除舊橋改建新橋，另一方面，還缺乏整套有效的橋梁運營監(jiān)測和管理的系統(tǒng)，幫助管 理者維護橋梁。另外，從橋梁的設計到使用，由于科技發(fā)展水平的限制，還有許多我們所未 知的，如橋梁的地震特性，風振特性及控制及復雜結構確切的空間受力行為和強度機理等方 面研究都只能說是初步的，至少是不全面的。1.2 加強中小橋梁養(yǎng)護的必要性（1）公路交通量劇增，加快了橋梁老化的步伐。根據(jù)車輛調(diào)查及車速調(diào)查資料，省道干 線公路以上汽車絕對數(shù)增長 230%，縣道支線以下公路汽車絕對數(shù)增長 40%，根據(jù)統(tǒng)計混合車 擁有量平均每年按 13%左右速

5、度遞增。（2）超重車、集裝車、大噸位車的出現(xiàn)加重了橋梁的負荷，加快了橋梁損壞的進行。由 于原橋設計荷載等級偏低，已不適應目前超重車、集裝車、大噸位車增多的新情況，造成橋 梁承受不起日益增長的負荷而成為危橋。（ 3）橋梁修建中有些質(zhì)量較低，造成橋梁使用的“先天不足” 。相當數(shù)量的橋梁，尤其 是早期修建的橋梁，由于資金短缺，設計、施工標準低，加上技術管理薄弱，施工質(zhì)量不能 保證這些橋梁使用壽命，有些很快就會變成危橋。（ 4）橋梁設計計算荷載等級低，限制公路運輸能力。在養(yǎng)護的橋梁中，汽 -15 只占橋梁 總數(shù)的 30%，汽 -10 以下的占橋梁總數(shù)的 70%。（5）橋梁管護不善。在大自然風、霜、雨雪

6、的侵蝕作用下以及環(huán)境污染的日益加重，造 成橋梁自身老化破損，使得橋梁衰老加快，壽命縮短。1.3 橋梁養(yǎng)護管理的原則（1）以預防為主， 防治結合。根據(jù)積累的技術經(jīng)濟資料和當?shù)鼐唧w情況， 進行科學分析， 預作防范，增強橋梁設施的耐久性和抗災能力。做好雨季的防護工作，減免水毀損失。夏季 做好主橋面的降溫工作，以減少高溫對橋面性能的影響。冬季做好防雪防冰工作，及時清除 冰雪障礙，減少冰雪天氣對大橋交通的影響。（2）因地制宜，就地取材，挖潛改造，合理利用，以降低養(yǎng)護成本。（3）重視調(diào)查研究，針對病害原因采取相應的技術措施。（4）盡量采用國內(nèi)外有關科研成果，推廣使用有關新技術、新材料、新設備、新經(jīng)驗， 注

7、意科學養(yǎng)護與經(jīng)濟效益相結合。（5）實施CBM工程，逐步實現(xiàn)標準化、美化和管理規(guī)范化。（ 6）加強綜合治理，保護生態(tài)平衡，防止環(huán)境污染。（ 7）強化科學管理，堅持“質(zhì)量否決權”制度。（ 8）積極開發(fā)應用橋梁數(shù)據(jù)庫和養(yǎng)護管理信息系統(tǒng)， 逐步實現(xiàn)信息傳輸處理和病害處治 對策科學化。（ 9）大力推廣和發(fā)展養(yǎng)護機械化，實行大中小結合，以小型為主，逐步實現(xiàn)養(yǎng)護機械 裝備標準化、系統(tǒng)化，以保障養(yǎng)護質(zhì)量，提高養(yǎng)護生產(chǎn)效率，降低勞動強度。（ 10）積極研究并增設現(xiàn)代化交通工程設施和服務設施，及時搶險救援，提高橋梁服務水平。（11）建立橋梁養(yǎng)護工程師制度，加強對橋梁的檢查、測試、維護和改善工作。（12）積極開展有

8、針對性的應用科學研究，通過技術進步解決橋梁養(yǎng)護與管理手段方面 的種種技術疑難，達到“多、快、好、省”的目的。（13）開展全方位、多層次的職工技術培訓，強化管理干部、技術人員的繼續(xù)教育和技 術更新，提高養(yǎng)護隊伍的文化技術素質(zhì)。（ 14）加強養(yǎng)護工程的前期工作和各種材料試驗及施工質(zhì)量檢驗和監(jiān)理， 確保工程質(zhì)量 （15）認真做好交通情況調(diào)查工作，積極開發(fā)采用自動化觀測和計算機處理技術，為橋 梁規(guī)劃、設計、養(yǎng)護、管理、科研等提供全面、準確、連續(xù)、可靠的交通信息資料。（16）加強對橋梁設施、收費設施、服務管理設施等的設置、維護、更新工作，保障橋 梁應有的服務水平。1.4 加強橋梁養(yǎng)護管理的建議（1）提高

9、對橋梁養(yǎng)護的認識，尤其對公路管理部門的基層單位，這一點至關重要。橋梁 是公路構造物的重要組成部分，公路的全面養(yǎng)護，當然包括對橋梁的養(yǎng)護。養(yǎng)護中要克服重 路面養(yǎng)護輕橋梁養(yǎng)護的傾向，在橋梁養(yǎng)護中克服如果不加強日常養(yǎng)護維修，同樣小毛病會發(fā) 展成大毛病，嚴重者甚至造成橋梁壽命縮短。（2）確定專門人員，有條件的地方設立專門機構。忽視對橋梁養(yǎng)護管理的一個重要表現(xiàn) 是基層公路管理部門沒有專門人員負責，沒有橋梁養(yǎng)護和防治技術是做不好這項工作的，所 以各級管理部門應安排專人具體負責，承擔起橋梁日常養(yǎng)護管理工作。（3）在每年的年度養(yǎng)護工作計劃中，安排一定經(jīng)費保證橋梁養(yǎng)護維修經(jīng)費的正常來源。（4）進行橋梁普查登記，

10、建立和完善橋梁技術檔案。我們在日常技術工作中，痛感橋梁 資料極不完善，該歸檔的資料沒有歸檔，該建卡的沒有建卡。特別是近幾年公路的新改建工 作很多，橋梁技術狀況變化較大，不在一個規(guī)定時期組織一批人員進行一次橋梁專項調(diào)查， 難以系統(tǒng)地、完整地查清橋梁的技術狀況，建立和完善橋梁技術檔案。同時加強橋梁檢查和 檢驗，為系統(tǒng)地掌握橋梁技術狀況，較早地發(fā)現(xiàn)缺損和異常情況，提出養(yǎng)護措施，保證行車 安全，延長使用壽命。必須按照公路養(yǎng)護技術規(guī)范要求對橋梁開展經(jīng)常性檢查、定期檢 查和特殊檢查。（5）加強各級各類人員的培訓。橋梁是一種專業(yè)性、技術性較復雜的建筑物，由于目前 公路養(yǎng)護管理單位在橋梁養(yǎng)護方面大多缺乏專門的

11、技術人員和技術工人，即使有附帶管一下 的人員，其橋梁養(yǎng)護管理方面的知識，專業(yè)技術也是比較缺乏的；另一方面，近幾年來各地 在橋梁管理方面所取得的經(jīng)驗表明，由于沒有很好地進行總結交流，因此妨礙了橋梁養(yǎng)護管 理水平的提高。為了改變上述狀況，有必要加強對各級公路管理部門技術干部、技術工人的 培訓工作。通過技術培訓提高對橋梁養(yǎng)護管理的認識水平，掌握橋梁檢查、檢測維修及加固 的一些基本方法。（6）加強對橋梁檢查檢測設備的配備工作。橋梁的檢查檢測要對橋梁的上部結構、附屬 構造物進行觀察、測量，有許多工作要空中作業(yè)，工欲善其事，必先利其器，沒有專業(yè)的設 備和儀器是做不好這項工作的。 尤其是對定期檢查和特殊檢查

12、需要的設備、 儀器要盡快配備， 使檢查的手段現(xiàn)代化，才能真正發(fā)揮其應有的作用。（7）增加養(yǎng)護維修和管理資金的投入。增加養(yǎng)護維修和管理資金的投入，引進先進的現(xiàn) 代化技術，加大對養(yǎng)護和管理科技方面的投入，實施有效的養(yǎng)護維修和管理，可以使目前相 當數(shù)量的橋梁的使用性能得以改善，壽命得以延長，減少和避免災難性事故的發(fā)生。（8）設計健康的橋梁。橋梁設計工程師應重視橋梁的設計，選型方面要便于養(yǎng)護、材料 要耐久，細部設計要周全，部分構件要盡可能考慮可更換，并應在可能遭受撞擊的部位設置 防撞設施，盡可能減少結構的暴露面，經(jīng)濟合理美觀。（9）建立橋梁健康檔案和健康監(jiān)測評估系統(tǒng)。橋梁工程具有投資大、設計周期長、使

13、用 環(huán)境惡劣，易受周圍大氣、溫度、濕度及大氣的影響而發(fā)生劣化以及長期承受動荷載等特點， 因而對橋梁結構進行施工監(jiān)控和長期健康監(jiān)測顯得非常必要。1.5 橋梁養(yǎng)護管理措施 橋梁設施維修養(yǎng)護的目的是經(jīng)常保持其完好狀態(tài)，并延長其使用壽命。反之，橋梁失養(yǎng)， 則必使橋梁處于病害狀態(tài)，帶病工作，既包含著安全隱患，亦將大大縮短其使用壽命。（1）配備檢查人員。為了了解橋梁的實際狀況，需要對其進行檢查。這就必須配備必要 的檢查人員，這些人員中的一部分，應當具有橋梁專業(yè)知識、有一定的實踐經(jīng)驗，并對管轄 范圍的橋梁的病害歷史有所了解和記憶（這就須要有精干的常規(guī)維修隊伍，而不是臨時拼湊 的人員）；也必須在橋梁上安設固定

14、及活動的檢查設備； 檢查人員還應當攜帶必要的觀察儀表。（ 2）各級領導和管理部門要充分重視。 解決橋梁維護的檢查設備和儀表問題， 并不困難 只要各級領導和管理部門充分重視，撥發(fā)少量?？?，可由養(yǎng)護維修單位分期分批予以添設。 建議頒發(fā)強制性條文，強調(diào)檢查設備的重要。（ 3）要遵守中小橋梁的定期全面檢查的周期。 1996 年公路養(yǎng)護技術規(guī)范規(guī)定一般 為 3 年，視情況可 15 年進行一次，似已不適應客觀實際的需要，一般定期全面檢查應該每 年一次；特殊檢查應視實際需要而定，而且應該委托有相應能力的單位來承擔。在檢查的基 礎上，分析病害，摸清維修、中修、大修工作量，再分輕重緩急去安排維修或大、中修工作

15、計劃與資金。通過橋梁病害的檢查、分析，可以發(fā)現(xiàn)設計、施工考慮不周的問題，發(fā)現(xiàn)當時技術條件的局限，使以后的工作得到改進，也有助于今后相關規(guī)范條文的修訂（4）橋梁病害的分析和舊橋、危橋的大修加固。其技術上往往較設計新橋要繁雜，技術 難度大，風險也大，而且其經(jīng)濟效益差，沒有很強的技術實力和奉獻精神的單位和專家，一 般是不愿意去接受這種任務的。設計理論固然是十分重要的，但其往往為了實用和可能，而 對問題作了必要的簡化，忽略了一些難于計及的因素，有些設計構造只是經(jīng)驗使然，缺乏學 理，橋梁的實際工作狀況和這些尚有一定的距離。病害分析時必須花更大精力，要盡可能要 盡可能去搜集已經(jīng)丟失的原始技術資料，更多地考

16、慮橋梁的實際工作條件和狀態(tài)，進行必要 的試驗檢測，才能找準原因，對癥下藥，去進行維修、加固或局部改造。由此可見，在橋梁 設施的管理、養(yǎng)護部門，也很需要有一支素質(zhì)很高的、穩(wěn)定的工程技術人員和技術工人隊伍。 他們的工作，以社會需要和社會效益為主要歸宿（當然有其廣義的、長遠的、重大的經(jīng)濟效 益），其事業(yè)性質(zhì)似乎不宜變更。為保持橋梁經(jīng)常處于良好狀態(tài)，延長其使用壽命，對中小橋 梁病害進行的檢查和分析、修理和加固、局部更新和全部重建等工作。1.6 中小橋梁病害中小橋梁病害一般存在以下幾方面：（ 1）橋梁在自然環(huán)境中受到侵蝕而產(chǎn)生病害。 如橋梁所用鋼鐵產(chǎn)生銹蝕； 通過泥石流溝 谷的橋梁，雨季中被堵塞或沖毀；

17、跨河橋梁受洪水或冰凌的危害；通航河流上的橋梁可能受 船只的意外碰撞；地震區(qū)的橋梁可能受地震的影響等。（2）橋位不當，橋跨孔徑不足或基礎深度不夠等引起的病害。如鋼梁結構不合理，鋼梁 焊鉚質(zhì)量不佳，結構細節(jié)上應力 集中，疲勞引起鋼梁裂紋等。（ 3）橋梁圬工質(zhì)量不高造成的病害。 如圬工梁在橫隔板和腹板上產(chǎn)生豎向裂紋病害； 支 座錨螺栓孔灌注不實，在寒冷地區(qū)發(fā)生凍融作用，造成混凝土裂損；活動支座滾板粗糙不密 貼或翹起，甚至生銹失去應有的作用，引起墩臺斷裂或剪斷錨螺栓。1.7 橋梁養(yǎng)護工作 按照規(guī)定的技術標準和驗收條件對橋梁進行的養(yǎng)護工作，主要包括橋梁日常保養(yǎng)、橋梁 計劃維修和橋梁大修等工作。（1）橋梁

18、日常保養(yǎng)工作包括：保持橋梁清潔，清除積水、冰雪、煤煙、污垢和塵土等； 保養(yǎng)好各種螺栓，打緊道釘和防爬器；修理橋面木質(zhì)的個別部分；修補橋梁小片的油漆；添 換防火用的砂、水；保養(yǎng)標志等。（2）橋梁計劃維修工作包括：橋面修理，鋼梁局部油漆；鋼結構（包括支座）修理；圬 工梁拱及墩臺修理；防護設備及調(diào)節(jié)河流建筑物的修理；安全檢查及照明設備的修理。（3）橋梁大修工作包括：更換整孔橋面；油漆整孔鋼梁；加固或更換鋼梁、圬工梁拱、 橋梁墩臺及基礎；進行橋梁擴孔；更換或增設圬工梁拱防水層；進行整座木橋大修；整治河 道；增設或修理防護設備及調(diào)節(jié)河流建筑物；增設或更換安全檢查設備等。1.7.1 欄桿伸縮縫和橋面板及伸

19、縮縫的養(yǎng)護(1) 欄桿日常保持完好狀態(tài)，如有缺損及時補齊。鋼筋混凝土欄桿發(fā)生裂縫或脫落，可 灌注環(huán)氧樹脂，或鑿除損壞部分，重新修補完整。橋頭端柱及導向柱油漆要鮮明，經(jīng)常校正 歪斜。(2) 緣石要經(jīng)常保持完好，如有缺損要及時修補或更換。(3) 經(jīng)常養(yǎng)護伸縮縫，使其發(fā)揮正常作用。對 U型伸縮縫要防止雜物嵌入；梳形伸縮縫 有震斷時要及時修復；橡膠伸縮縫損壞或者老化，要經(jīng)常修理，適時更換。( 4)橋面排水管、排水橫槽要及時疏通，不夠長的要接長，避免橋面水順側墻、腹板流 瀉。1.7.2 鋼筋混凝土橋的養(yǎng)護( 1)鋼筋混凝土構件如果發(fā)生允許范圍內(nèi)的裂縫， 可涂刷環(huán)氧樹脂或水玻璃封閉。 裂縫 超過允許范圍時

20、，應灌注環(huán)氧樹脂充填。裂縫大于 0.4cm 進要鑿開裂縫，掃盡細土，立模補 以環(huán)氧砂漿或者高標號水泥砂漿。裂縫較大時則采用小石子混凝土補強。裂縫嚴重時，應采 用加固或者更換構件的辦法解決。( 2)鋼筋混凝土構件出現(xiàn)露筋、剝落時，應消除鐵銹，鑿去松動的保護層，用環(huán)氧砂漿 修補；損壞面積過大時，要立模重新澆筑混凝土，或噴注高標號水泥砂漿。( 3)預應力混凝土箱梁，要經(jīng)常開啟窗口，保持通風，減少因內(nèi)外溫差引起的裂縫。1.7.3 加強橋梁支座的養(yǎng)護( 1)支座各部分應保持完整、清潔，清除垃圾冰雪，確保梁跨自由伸縮。( 2)在滾動支座上要定期涂潤滑油，涂油前要揩凈滑動面。( 3)支座各部分除鋼輥和滾動面

21、外，都要涂油漆保護，以防生銹。( 4)檢查錨栓的堅固程度，墊層要平整緊密，擰緊結合螺栓。( 5)油氈支座失效要立即更換；擺柱式支座若脫落露筋要更換；切線弧形支座要防止生銹。( 6)橡膠支座要排除墩臺面積水，防止支座變質(zhì)老化，如若老化，要及時更換。1.7.4 橋墩及基礎的養(yǎng)護1）在橋梁上下游各 50 米范圍內(nèi)，嚴禁挖土取石；河床要及時疏浚，洪水過后要及時清除橋孔上下河游的漂浮物和沉淀物，使水流順暢。（2）墩臺表面要清潔，及時清除青苔、雜草和污穢。2、橋梁的加固 橋梁維修與加固是橋梁養(yǎng)護管理的一項重要內(nèi)容，是保證橋梁正常工作的有力手段。2.1 橋梁加固的任務和形勢橋梁建成后，可能經(jīng)過一段時間就會產(chǎn)

22、生維修，改造和加固的需求，這時就要針對橋梁不 能繼續(xù)正常使用的狀況進行處理，這些狀況可分為三類：（ 1）橋梁使用一定年限后出現(xiàn)結構陳舊老化、 破損等影響到原有設計承載能力而危及運 行的，必須予以修補，合其恢復到原有的設計承載能力。（2）橋梁基本完好，但當初設計標準低，經(jīng)過一段時間的交通發(fā)展，荷載標準或橋上、 橋下的凈空不能滿足新交通的需要，需對其加強才能適應新的交通要求。（3）橋梁設計標準合理，橋梁基本完好，但橋梁遇到某種特殊需求，比如增加了原設計 沒有考慮的荷載或結構變化，因此需要臨時加強。對上述三種情況下的橋梁進行加固后， 可以延長橋梁的使用壽命， 用少量的資金投入， 使橋梁能滿足交通量的需求，緩和橋梁投資的集中性。2.2 橋梁加固