公路桥梁病害养护及应对措施研究
摘要
关键词
公路桥梁;病害;养护
正文
引言
有效的养护工程施工管理是确保公路桥梁结构安全、延长使用寿命的重要手段,也是保障交通顺畅、降低交通事故风险的关键环节。通过科学的养护管理,不仅可以提高公路桥梁的运营效率,还能节约大量的重建成本,对交通基础设施的可持续发展具有重要意义。
1公路桥梁养护工程技术发展
近年来,我国公路桥梁养护技术取得了显著进步。在病害检测方面,无损检测技术如超声波检测、雷达检测等得到广泛应用,能够更准确地检测桥梁内部的缺陷和病害。在养护施工技术上,新型修补材料和加固技术不断涌现,如高性能修补材料、碳纤维加固技术等,不仅能够有效修复桥梁裂缝,还可以增强桥梁结构的承载能力。在桥梁结构评估方面,运用先进的结构分析软件,对桥梁的受力状态进行模拟分析,能够更精准地评估桥梁的安全性和使用寿命。为了更直观地了解养护技术的发展,以下是部分公路桥梁养护技术应用效果对比。时掌握桥梁的基本状况,科学制定养护计划。同时,部分地区结合桥梁全生命周期管理理念,积极推行桥梁预防性养护,根据桥梁的使用年限、交通流量等因素,充分结合桥梁经常性检查、定期检查结果,提前制定养护措施,有效降低了桥梁病害的发生概率,延长桥梁使用寿命,降低桥梁检修维护成本。
2公路桥梁病害机理
公路桥梁发生病害通常是多种因素共同作用的结果,包括环境因素、结构设计等。环境因素如温度变化、湿度等会导致桥梁结构的腐蚀,常见的桥梁病害包括裂缝、腐蚀等。这些病害表现为渐进性的变化,初期不易察觉,但随着时间的推移病害会逐渐加重,严重时会导致结构失效。在桥梁病害的机理分析中,裂缝通常是由温度变化引起的,荷载过大也会导致局部应力集中而引发裂缝。混凝土的剥落与钢筋锈蚀通常是由水分、氧气及有害离子的渗透造成,在冬季气温变化较大时或盐分较多的地区比较常见。此外,桥梁在长期使用过程中受车流荷载的持续作用,会导致桥面下沉、结构疲劳等问题,影响桥梁的使用功能。
3公路桥梁病害养护及应对措施
3.1制订差异性养护方案
不同的公路桥梁工程,所面临的病害问题存在显著差异,其带来的不良后果也不尽相同。例如,桥梁裂缝会导致路面强度降低、承载能力减弱;坑槽会导致桥梁路面平整度下降,增加车辆行驶风险;雨水侵蚀护栏,会破坏桥梁基础设施的完善性,易引发交通安全事故等。因此,在开展公路桥梁养护工作前,养护管理人员应做好实地勘察工作,明确公路桥梁具体的病害特征、严重程度等,找出病害产生的主要原因,根据不同的桥梁病害问题,制订针对性的养护方案,进而保证公路桥梁养护管理成效。
3.2强化组织管理
由于公路桥梁工程养护管理工作流程复杂,养护效果受多种因素影响,为提高公路桥梁养护管理水平,需要强化组织管理,以消除不利因素的影响。具体可从以下两方面入手:第一,科学分工,明确工作职责,制订健全的奖惩制度。可将养护管理部门划分为多个工作小组,合理分配不同的养护施工任务,管理人员应及时掌握养护施工进展,客观评价施工成效,对于高质量完成的工作小组予以物质奖励,以提高施工人员的工作积极性;对于未达到预期目标的小组,应分析主要原因,追究相关人员的责任。第二,完善养护管理工作机制,合理简化养护程序,把控好养护周期,科学选用养护技术,以提高养护工作效率。
3.3加强病害监控
3.3.1日常巡查
在公路桥梁养护管理过程中,道路桥梁管养部门应重视日常巡查工作,定期查看桥梁表层积水、裂缝、墩台损害等问题,做好相应记录(如实记录养护位置、时间及方式),并拟定可行的养护施工方案,采取针对性的养护管理措施,以充分发挥管理成效,提升公路桥梁运营效果。
3.3.2智能监控
为提高公路桥梁病害监控效果,除了要加强日常巡查,还应积极构建一体化的智能监测体系。硬件建设方面,应在桥梁关键部位部署多参数传感网络。具体而言,在主梁安装光纤光栅应变传感器、墩台布置倾斜监测仪、支座设置位移计等,通过LoRa无线组网实现分钟级数据传输。同时,配备搭载红外热像仪和高清摄像头的巡检无人机,建立每周1次的固定航线和突发事件应急巡检机制。在数据处理方面,需开发桥梁健康监测云平台,集成BIM模型与实时监测数据,运用深度学习算法建立病害识别模型,实现对裂缝、剥落、锈蚀等典型病害的自动诊断。特别应建立四级预警机制。Ⅰ级对应单条宽度<0.15mm的裂缝;Ⅱ级对应多处0.15~0.25mm裂缝或局部混凝土剥落;Ⅲ级对应结构变形或0.25~0.4mm裂缝;Ⅳ级对应承载力不足或裂缝>0.4mm的情况。预警信息通过联动系统自动发送,要求Ⅰ级病害72h内复核;Ⅱ级病害24h处置;Ⅲ级病害立即限载,Ⅳ级病害封闭交通。同时,应强化人员培训,可实施“1+X”证书制度,要求检测人员同时持有桥梁检测工程师证、无损检测二级证及无人机操作执照,每年完成继续教育任务,重点培训基于声发射技术的隐蔽病害检测、利用探地雷达的钢筋锈蚀评估等专项技能。此外,应通过建立涵盖典型病害案例的数据库,开发虚拟现实辅助诊断系统,提升现场人员对碱骨料反应、预应力筋断裂等复杂病害的辨识能力。通过上述措施,形成“智能感知+精准诊断+快速处置”的闭环管理,进一步提升桥梁技术状况评定准确率。
3.4完善养护策略
完善的养护策略构成了公路桥梁预防性养护管理的核心,要求养护措施不仅要适应当前路面状况,还能预见并应对未来可能的养护需求。为此,构建一个基于风险管理的决策支持系统至关重要,其能优化养护计划,并高效配置资源。例如,通过应用机器学习算法分析历史维护数据,可以有效预测路面的退化趋势,从而实现在问题恶化前的及时干预。此外,执行分层养护策略也尤为重要,这涉及根据路面当前的状况和交通负载调整养护措施,例如,在交通压力较大的区域选择更耐用的材料,在交通压力较轻的区域则使用成本效益更高的传统材料。同时,应推广可持续养护方法,比如使用回收的旧沥青进行新路面的铺设,以减少养护活动对环境的负面影响。
结束语
综上所述,公路桥梁养护工程施工管理是保障路网全生命周期安全运营、实现资产保值增值的核心抓手。通过不断提升养护技术水平,强化施工管理措施,能够有效解决养护过程中遇到的各种问题。在未来的公路桥梁养护工作中,应持续加大对养护技术研发的投入,并且要进一步完善养护管理体制机制,为交通强国建设提供全要素、全链条、全周期的技术保障。
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