桥梁的养护、维修与加固

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1、1、桥梁的养护管理桥梁是公路的重要组成部分，桥梁养护的好坏直接关系到公路交通的安全和畅通。随着我国 国民经济的迅猛发展，对交通运输提出了更高的要求，反映在公路运输上的交通量猛增，运 输车辆载重量加大。公路运输对公路桥梁的通行能力和承载能力的要求越来越高，而一些旧 桥陈旧老化，破损现象日趋严重，许多旧桥难以适应日趋增长的交通量需要。1.1目前中小桥梁养护和管理所存在的问题（1）交通量问题交通量问题越来越大，旧桥的承载能力已经不能满足新的荷载等级要求。（2）桥梁耐久性问题由于设计考虑欠周，钢筋腐蚀、冻融损坏、碱集料反应和化学物质 侵袭、环境影响等，使得结构的承载力会随着时间推移而降低。尤其是，当混

2、凝土保护层剥 露、钢筋腐蚀后，其有效截面积会不断减小，就使得结构的承载能力迅速下降，并不可恢复， 严重时还会出现钢筋断裂。当结构的剩余承载能力低于作用荷载时，桥梁结构就有可能发生 破坏。因此，由钢筋腐蚀病害而引起的桥梁耐久性问题，已成为一个非常突出的灾害性问题。（3）疲劳问题桥梁所采用的材料往往含有微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷 （微裂纹和微孔洞）会成核，发展及合并形成损伤，并逐步地在材料中形成宏观裂纹。如果宏 观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。疲劳损伤是钢桥设计中的 核心问题，有不少因疲劳断裂引起桥梁垮塌的案例。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其 带来的后果

3、可能是灾难性的。（4）桥梁的超载桥梁的超载现象是客观存在的，在某些路段十分突出，有两种情况：其 一是早期修建的老桥超龄、超负载运营；另一种情况是违规超载车辆的存在。前者产生的原 因主要是设计规范的变化和交通量的增加及重载车辆的发展所致，这种现象是必然的；而后 者是由于车辆使用者违反交通运输法规超载营运，这样的违规超载现象在中国公路运输中是 很普遍的。超载会使桥梁损伤和裂缝加剧，甚至会出现一些过载引发的结构破坏事故。（5）偶然事件的发生、撞击船只和车辆撞击桥梁、火灾等突发事件时有发生，严重的发 生车毁、船沉、桥塌的恶性事故，极大威胁着桥梁的正常使用和耐久性。（6）维修资金紧缺、缺乏有效的监测和管

4、理限于资金和材料的紧缺，一方面不可能大量 地拆除旧桥改建新桥，另一方面，还缺乏整套有效的桥梁运营监测和管理的系统，帮助管理 者维护桥梁。另外，从桥梁的设计到使用，由于科技发展水平的限制，还有许多我们所未知 的，如桥梁的地震特性，风振特性及控制及复杂结构确切的空间受力行为和强度机理等方面 研究都只能说是初步的，至少是不全面的。1.2加强中小桥梁养护的必要性（1）公路交通量剧增，加快了桥梁老化的步伐。根据车辆调查及车速调查资料，省道干 线公路以上汽车绝对数增长230%，县道支线以下公路汽车绝对数增长40%，根据统计混合车 拥有量平均每年按13%左右速度递增。（2）超重车、集装车、大吨位车的出现加重

5、了桥梁的负荷，加快了桥梁损坏的进行。由 于原桥设计荷载等级偏低，已不适应目前超重车、集装车、大吨位车增多的新情况，造成桥 梁承受不起日益增长的负荷而成为危桥。（3）桥梁修建中有些质量较低，造成桥梁使用的“先天不足”。相当数量的桥梁，尤其 是早期修建的桥梁，由于资金短缺，设计、施工标准低，加上技术管理薄弱，施工质量不能 保证这些桥梁使用寿命，有些很快就会变成危桥。（4）桥梁设计计算荷载等级低，限制公路运输能力。在养护的桥梁中，汽-15只占桥梁 总数的30%，汽-10以下的占桥梁总数的70%。（5）桥梁管护不善。在大自然风、霜、雨雪的侵蚀作用下以及环境污染的日益加重，造 成桥梁自身老化破损，使得桥

6、梁衰老加快，寿命缩短。1.3桥梁养护管理的原则（I）以预防为主，防治结合。根据积累的技术经济资料和当地具体情况，进行科学分析，预 作防范，增强桥梁设施的耐久性和抗灾能力。做好雨季的防护工作，减免水毁损失。夏季做 好主桥面的降温工作，以减少高温对桥面性能的影响。冬季做好防雪防冰工作，及时清除冰 雪障碍，减少冰雪天气对大桥交通的影响。因地制宜，就地取材，挖潜改造，合理利用，以降低养护成本。（3）重视调查研究，针对病害原因采取相应的技术措施。（4）尽量采用国内外有关科研成果，推广使用有关新技术、新材料、新设备、新经验，注意 科学养护与经济效益相结合。（5）实施CBM工程，逐步实现标准化、美化和管理规

7、范化。（6）加强综合治理，保护生态平衡，防止环境污染。（7）强化科学管理，坚持“质量否决权”制度。（8）积极开发应用桥梁数据库和养护管理信息系统，逐步实现信息传输处理和病害处治对策 科学化。（9）大力推广和发展养护机械化，实行大中小结合，以小型为主，逐步实现养护机械装备标 准化、系统化，以保障养护质量，提高养护生产效率，降低劳动强度。（10）积极研究并增设现代化交通工程设施和服务设施，及时抢险救援，提高桥梁服务水平。（II）建立桥梁养护工程师制度，加强对桥梁的检查、测试、维护和改善工作。（12）积极开展有针对性的应用科学研究，通过技术进步解决桥梁养护与管理手段方面的种 种技术疑难，达到“多、快

8、、好、省”的目的。（13）开展全方位、多层次的职工技术培训，强化管理干部、技术人员的继续教育和技术更 新，提高养护队伍的文化技术素质。（14）加强养护工程的前期工作和各种材料试验及施工质量检验和监理，确保工程质量。（15）认真做好交通情况调查工作，积极开发采用自动化观测和计算机处理技术，为桥梁规 划、设计、养护、管理、科研等提供全面、准确、连续、可靠的交通信息资料。（16）加强对桥梁设施、收费设施、服务管理设施等的设置、维护、更新工作，保障桥梁应 有的服务水平。1.4加强桥梁养护管理的建议（1）提高对桥梁养护的认识，尤其对公路管理部门的基层单位，这一点至关重要。桥梁是公 路构造物的重要组成部分

9、，公路的全面养护，当然包括对桥梁的养护。养护中要克服重路面 养护轻桥梁养护的倾向，在桥梁养护中克服如果不加强日常养护维修，同样小毛病会发展成 大毛病，严重者甚至造成桥梁寿命缩短。（2）确定专门人员，有条件的地方设立专门机构。忽视对桥梁养护管理的一个重要表现是基 层公路管理部门没有专门人员负责，没有桥梁养护和防治技术是做不好这项工作的，所以各 级管理部门应安排专人具体负责，承担起桥梁日常养护管理工作。（3）在每年的年度养护工作计划中，安排一定经费保证桥梁养护维修经费的正常来源。（4）进行桥梁普查登记，建立和完善桥梁技术档案。我们在日常技术工作中，痛感桥梁资料 极不完善，该归档的资料没有归档，该建

10、卡的没有建卡。特别是近几年公路的新改建工作很 多，桥梁技术状况变化较大，不在一个规定时期组织一批人员进行一次桥梁专项调查，难以 系统地、完整地查清桥梁的技术状况，建立和完善桥梁技术档案。同时加强桥梁检查和检验， 为系统地掌握桥梁技术状况，较早地发现缺损和异常情况，提出养护措施，保证行车安全， 延长使用寿命。必须按照公路养护技术规范要求对桥梁开展经常性检查、定期检查和特 殊检查。加强各级各类人员的培训。桥梁是一种专业性、技术性较复杂的建筑物，由于目前公路 养护管理单位在桥梁养护方面大多缺乏专门的技术人员和技术工人，即使有附带管一下的人 员，其桥梁养护管理方面的知识，专业技术也是比较缺乏的；另一方

11、面，近几年来各地在桥 梁管理方面所取得的经验表明，由于没有很好地进行总结交流，因此妨碍了桥梁养护管理水 平的提高。为了改变上述状况，有必要加强对各级公路管理部门技术干部、技术工人的培训 工作。通过技术培训提高对桥梁养护管理的认识水平，掌握桥梁检查、检测维修及加固的一 些基本方法。（6）加强对桥梁检查检测设备的配备工作。桥梁的检查检测要对桥梁的上部结构、附属构造 物进行观察、测量，有许多工作要空中作业，工欲善其事，必先利其器，没有专业的设备和 仪器是做不好这项工作的。尤其是对定期检查和特殊检查需要的设备、仪器要尽快配备，使 检查的手段现代化，才能真正发挥其应有的作用。（7）增加养护维修和管理资金

12、的投入。增加养护维修和管理资金的投入，引进先进的现代化 技术，加大对养护和管理科技方面的投入，实施有效的养护维修和管理，可以使目前相当数 量的桥梁的使用性能得以改善，寿命得以延长，减少和避免灾难性事故的发生。（8）设计健康的桥梁。桥梁设计工程师应重视桥梁的设计，选型方面要便于养护、材料要耐 久，细部设计要周全，部分构件要尽可能考虑可更换，并应在可能遭受撞击的部位设置防撞 设施，尽可能减少结构的暴露面，经济合理美观。（9）建立桥梁健康档案和健康监测评估系统。桥梁工程具有投资大、设计周期长、使用环境 恶劣，易受周围大气、温度、湿度及大气的影响而发生劣化以及长期承受动荷载等特点，因 而对桥梁结构进行

13、施工监控和长期健康监测显得非常必要。1.5桥梁养护管理措施桥梁设施维修养护的目的是经常保持其完好状态，并延长其使用寿命。反之，桥梁失养， 则必使桥梁处于病害状态，带病工作，既包含着安全隐患，亦将大大缩短其使用寿命。（1）配备检查人员。为了了解桥梁的实际状况，需要对其进行检查。这就必须配备必要精心整理的检查人员，这些人员中的一部分，应当具有桥梁专业知识、有一定的实践经验，并对管辖 范围的桥梁的病害历史有所了解和记忆（这就须要有精干的常规维修队伍，而不是临时拼凑 的人员）；也必须在桥梁上安设固定及活动的检查设备;检查人员还应当携带必要的观察仪表。（2）各级领导和管理部门要充分重视。解决桥梁维护的检

14、查设备和仪表问题，并不困难。 只要各级领导和管理部门充分重视，拨发少量专款，可由养护维修单位分期分批予以添设。 建议颁发强制性条文，强调检查设备的重要。（3）要遵守中小桥梁的定期全面检查的周期。1996年公路养护技术规范规定一般 为3年，视情况可15年进行一次，似已不适应客观实际的需要，一般定期全面检查应该每 年一次；特殊检查应视实际需要而定，而且应该委托有相应能力的单位来承担。在检查的基 础上，分析病害，摸清维修、中修、大修工作量，再分轻重缓急去安排维修或大、中修工作 计划与资金。通过桥梁病害的检查、分析，可以发现设计、施工考虑不周的问题，发现当时 技术条件的局限，使以后的工作得到改进，也有

15、助于今后相关规范条文的修订。（4）桥梁病害的分析和旧桥、危桥的大修加固。其技术上往往较设计新桥要繁杂，技术 难度大，风险也大，而且其经济效益差，没有很强的技术实力和奉献精神的单位和专家，一 般是不愿意去接受这种任务的。设计理论固然是十分重要的，但其往往为了实用和可能，而 对问题作了必要的简化，忽略了一些难于计及的因素，有些设计构造只是经验使然，缺乏学 理，桥梁的实际工作状况和这些尚有一定的距离。病害分析时必须花更大精力，要尽可能要 尽可能去搜集已经丢失的原始技术资料，更多地考虑桥梁的实际工作条件和状态，进行必要 的试验检测，才能找准原因，对症下药，去进行维修、加固或局部改造。由此可见，在桥梁

16、设施的管理、养护部门，也很需要有一支素质很高的、稳定的工程技术人员和技术工人队伍。 他们的工作，以社会需要和社会效益为主要归宿（当然有其广义的、长远的、重大的经济效 益），其事业性质似乎不宜变更。为保持桥梁经常处于良好状态，延长其使用寿命，对中小桥精心整理梁病害进行的检查和分析、修理和加固、局部更新和全部重建等工作。1.6中小桥梁病害中小桥梁病害一般存在以下几方面：（1）桥梁在自然环境中受到侵蚀而产生病害。如桥梁所用钢铁产生锈蚀；通过泥石流沟 谷的桥梁，雨季中被堵塞或冲毁；跨河桥梁受洪水或冰凌的危害；通航河流上的桥梁可能受 船只的意外碰撞；地震区的桥梁可能受地震的影响等。（2）桥位不当，桥跨孔

17、径不足或基础深度不够等引起的病害。如钢梁结构不合理，钢梁 焊铆质量不佳，结构细节上应力集中，疲劳引起钢梁裂纹等。（3）桥梁圬工质量不高造成的病害。如圬工梁在横隔板和腹板上产生竖向裂纹病害；支 座锚螺栓孔灌注不实，在寒冷地区发生冻融作用，造成混凝土裂损；活动支座滚板粗糙不密 贴或翘起，甚至生锈失去应有的作用，引起墩台断裂或剪断锚螺栓。1.7桥梁养护工作按照规定的技术标准和验收条件对桥梁进行的养护工作，主要包括桥梁日常保养、桥梁 计划维修和桥梁大修等工作。（1）桥梁日常保养工作包括：保持桥梁清洁，清除积水、冰雪、煤烟、污垢和尘土等； 保养好各种螺栓，打紧道钉和防爬器；修理桥面木质的个别部分；修补桥

18、梁小片的油漆；添 换防火用的砂、水；保养标志等。（2）桥梁计划维修工作包括：桥面修理，钢梁局部油漆；钢结构（包括支座）修理；圬 工梁拱及墩台修理；防护设备及调节河流建筑物的修理；安全检查及照明设备的修理。（3）桥梁大修工作包括：更换整孔桥面；油漆整孔钢梁；加固或更换钢梁、圬工梁拱、 桥梁墩台及基础；进行桥梁扩孔；更换或增设圬工梁拱防水层；进行整座木桥大修；整治河 道；增设或修理防护设备及调节河流建筑物；增设或更换安全检查设备等。（1）栏杆日常保持完好状态，如有缺损及时补齐。钢筋混凝土栏杆发生裂缝或脱落，可来源网络，仅供个人学习参考精心整理灌注环氧树脂，或凿除损坏部分，重新修补完整。桥头端柱及导

19、向柱油漆要鲜明，经常校正 歪斜。（2）缘石要经常保持完好，如有缺损要及时修补或更换。（3）经常养护伸缩缝，使其发挥正常作用。对U型伸缩缝要防止杂物嵌入；梳形伸缩缝 有震断时要及时修复；橡胶伸缩缝损坏或者老化，要经常修理，适时更换。（4）桥面排水管、排水横槽要及时疏通，不够长的要接长，避免桥面水顺侧墙、腹板流 泻。（1）钢筋混凝土构件如果发生允许范围内的裂缝，可涂刷环氧树脂或水玻璃封闭。裂缝 超过允许范围时，应灌注环氧树脂充填。裂缝大于0.4cm进要凿开裂缝，扫尽细土，立模补 以环氧砂浆或者高标号水泥砂浆。裂缝较大时则采用小石子混凝土补强。裂缝严重时，应采 用加固或者更换构件的办法解决。（2）钢

20、筋混凝土构件出现露筋、剥落时，应消除铁锈，凿去松动的保护层，用环氧砂浆 修补；损坏面积过大时，要立模重新浇筑混凝土，或喷注高标号水泥砂浆。（3）预应力混凝土箱梁，要经常开启窗口，保持通风，减少因内外温差引起的裂缝。（1）支座各部分应保持完整、清洁，清除垃圾冰雪，确保梁跨自由伸缩。（2）在滚动支座上要定期涂润滑油，涂油前要揩净滑动面。（3）支座各部分除钢辊和滚动面外，都要涂油漆保护，以防生锈。（4）检查锚栓的坚固程度，垫层要平整紧密，拧紧结合螺栓。（5）油毡支座失效要立即更换；摆柱式支座若脱落露筋要更换；切线弧形支座要防止 生锈。（6）橡胶支座要排除墩台面积水，防止支座变质老化，如若老化，要及时

21、更换。（1）在桥梁上下游各50米范围内，严禁挖土取石；河床要及时疏浚，洪水过后要及时 清除桥孔上下河游的漂浮物和沉淀物，使水流顺畅。（2）墩台表面要清洁，及时清除青苔、杂草和污秽。2、桥梁的加固桥梁维修与加固是桥梁养护管理的一项重要内容，是保证桥梁正常工作的有力手段。2.1桥梁加固的任务和形势来源网络，仅供个人学习参考精心整理桥梁建成后，可能经过一段时间就会产生维修，改造和加固的需求，这时就要针对桥梁不能 继续正常使用的状况进行处理，这些状况可分为三类：（1）桥梁使用一定年限后出现结构陈旧老化、破损等影响到原有设计承载能力而危及运 行的，必须予以修补，合其恢复到原有的设计承载能力。（2）桥梁基

22、本完好，但当初设计标准低，经过一段时间的交通发展，荷载标准或桥上、 桥下的净空不能满足新交通的需要，需对其加强才能适应新的交通要求。（3）桥梁设计标准合理，桥梁基本完好，但桥梁遇到某种特殊需求，比如增加了原设计 没有考虑的荷载或结构变化，因此需要临时加强。对上述三种情况下的桥梁进行加固后，可以延长桥梁的使用寿命，用少量的资金投入， 使桥梁能满足交通量的需求，缓和桥梁投资的集中性。2.2桥梁加固存在的问题桥梁加固过程中还存在些许问题，妨碍了桥梁维修加固的顺利进行，这些困难中客观因 素表现在：（1）己通车的桥梁，有现实的交通需要，因此要求在不中断交通的情况下进行维修加固， 所以维修加固时可能有交通

23、干扰。（2）结构形式的限制:加固的原则一般利用原有结构进行，只能在原有结构上做文章， 所以受到局限。（3）新老结构的结合是个难题：这里包涵新老结构的变化和过渡，还包括新老桥体的结 合面。（4）风险大：凡是需维修加固的桥梁，多半是危桥，结构已处在不得状态。对旧桥有的 缺乏原有设计资料和施工记录，结构内部情况不详；现有的受力情况不一样，很难确定其结 构极限，这给旧桥加固带来了风险。除上述客观条件限制外，现有认识水平也妨碍了桥梁加固的顺利进行：（1）通常业主更愿意废弃旧桥，另修新桥，除非必要时才采取维修加固措施。（2）由于旧桥加固方案设计工作量大、收费低，所以一般大的设计单位不愿意承担这样 的设计任务。（3）加固设计需要良好的桥梁理论水平和力学基础知识，确定加固方案时能正确分析和精心整理判别旧桥的安危程度，即其结构状态和内力大小程度，这就需要一定的力学试验作为结构分 析的支撑。（4）加固方案实施中存在复杂性。加固方案和处理方法要有一定施工经验的专业队伍。2.3桥梁加固的方法与维修养护是为保证桥梁正常运行状态做保护性和预防性工作不同，加固是从承载力的角度 来处理的。一般来说加固方案可以考虑减小内力或增大截面，也可能应用加固新材料。目前 混凝土桥梁加固方法主要有两种：一是结构性加固，如采用体外预应力、在结构的受拉区粘 贴钢板或增设钢结构支撑；二是非结构性加固，如对裂缝进行封闭或压浆处理等。