【摘要】隨著我國(guó)道路交通的發(fā)展，針對(duì)公路橋梁的不穩(wěn)定性的加固技術(shù)得到迅速的發(fā)展，并被廣泛的應(yīng)用。本文首先指出了公路橋梁的不穩(wěn)定性來(lái)源及其影響，在此基礎(chǔ)上介紹了公路橋梁不同種類的加固技術(shù)，最后結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)公路橋梁進(jìn)行不穩(wěn)定性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并予以反饋，共同支撐公路橋梁的穩(wěn)定長(zhǎng)期使用。

【關(guān)鍵詞】公路橋梁；橋梁裂縫；地基松軟；鋼纖維混凝土；地基加固；物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)

1. 引言

道路交通等基礎(chǔ)設(shè)施的快速高質(zhì)量建設(shè)極大地促進(jìn)了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近二十年來(lái)，中國(guó)在公路、鐵路和航空等方面有著不可思議的進(jìn)步。公路橋梁在我國(guó)的道路橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中占據(jù)了十分重要的位置，起到了保證橋梁建設(shè)過(guò)程中道路通暢的作用。到目前位置，公路橋梁的設(shè)計(jì)施工等方面已發(fā)展得較為成熟，針對(duì)公路橋梁出現(xiàn)的問(wèn)題有相應(yīng)的解決措施。

本文在以往有關(guān)公路橋梁加固技術(shù)的工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)了橋梁裂縫及松軟地基來(lái)源，深入探討了了鋼纖維混凝土、多種地基加固技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在降低公路橋梁不穩(wěn)定性的重要應(yīng)用。

2、公路橋梁的不穩(wěn)定性來(lái)源

公路橋梁，是指各級(jí)公路建設(shè)中遇到其他交通路線、自然或人工水體和山谷等障礙時(shí)，為連接兩端公路暢通所修建的橋梁。針對(duì)不同的地形走勢(shì)，公路橋梁有不同的工程設(shè)計(jì)。公路連通了各個(gè)城市和地區(qū)，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)、文化和教育等方面的交流。公路橋梁是公路交通中必不可少的組成部分，但是工程建設(shè)者往往更加注重橋梁的設(shè)計(jì)，對(duì)公路橋梁后期的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的關(guān)注還有待提升，加之野外惡劣自然條件的長(zhǎng)期影響，造成了公路橋梁在許多方面具有潛在的不穩(wěn)定性，是橋梁建成后沒(méi)有達(dá)到預(yù)期運(yùn)營(yíng)壽命和安全抗震效果的重要原因。

2.1 橋梁裂縫

2.1.1成因

橋梁裂縫的出現(xiàn)是公路橋梁使用過(guò)程中普遍存在的現(xiàn)象，可大致分為有害裂縫與無(wú)害裂縫，不同的裂縫其成因也各不相同。第一，材料溫差。頻繁的溫度差產(chǎn)生的受熱不均勻，使建筑材料不斷地出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，而橋梁的建材大多為收縮性較差的剛性材料，建筑材料多次地收縮和膨脹導(dǎo)致了裂縫的產(chǎn)生。第二，水流與車(chē)流。裂縫產(chǎn)生之后，水流的持續(xù)沖刷以及車(chē)流量的增大，帶來(lái)的受力不均勻，都會(huì)使裂縫擴(kuò)大的速度越來(lái)越快。第三，材料質(zhì)量。混凝土材料本身的品質(zhì)達(dá)標(biāo)與否也是影響道路橋梁裂縫形成的重要因素之一，混凝土質(zhì)量差也會(huì)導(dǎo)致施工時(shí)的混凝土澆筑過(guò)程質(zhì)量降低[1]，從而使裂縫在橋梁建成之后過(guò)早地形成。橋面是直接與來(lái)往的車(chē)輛接觸，并承受其負(fù)載的重要結(jié)構(gòu)，這也使得橋面成為易于損壞的橋梁結(jié)構(gòu)之一。過(guò)大的車(chē)流量使橋面長(zhǎng)時(shí)間處于負(fù)載過(guò)大的狀態(tài)，因此橋面裂縫在橋梁建成之后很容易出現(xiàn)。

2.1.2影響

橋梁裂縫的產(chǎn)生會(huì)增加橋梁的不穩(wěn)定性。裂縫產(chǎn)生之后，不僅會(huì)破壞公路橋梁原有的外觀，更會(huì)使公路橋梁內(nèi)部的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)易受到侵蝕，公路橋梁橋體裂縫的逐步擴(kuò)大，導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)的受損越來(lái)越嚴(yán)重，降低了橋梁的穩(wěn)定性。尤其是在重要路段中出現(xiàn)的公路橋梁裂縫需要及時(shí)地進(jìn)行施工維修，公路橋梁裂縫地頻繁出現(xiàn)會(huì)加大公路橋梁的運(yùn)營(yíng)成本，因而減少公路橋梁裂縫的形成尤為重要。

2.2 地基松軟

2.2.1成因

地基是用于支撐橋梁整體重量的結(jié)構(gòu)，因此，地基穩(wěn)固與否十分重要。天然地基松軟或人工地基受原有土層影響變得松軟或有多種成因：

（1）地基土土質(zhì)松散，含水量較大是地基松軟的重要原因，下臥層位于持力層之下，但地基土土質(zhì)松軟，傳入下臥層的壓力仍然能夠破壞原地質(zhì)，引起地基的損害。

（2）橋梁的自重過(guò)大，地基在實(shí)際地運(yùn)營(yíng)中所承載的負(fù)荷超出其所能承受的最大受力，地基受到破壞，會(huì)導(dǎo)致地基相對(duì)松軟。

（3）位于地基中的地下水如果被過(guò)度的開(kāi)采，也會(huì)使地基松軟。

2.2.2影響

在地基的設(shè)計(jì)與施工建設(shè)當(dāng)中，缺乏對(duì)上述等因素的考慮，都可能會(huì)造成地基松軟，負(fù)載能力的缺乏會(huì)使地基無(wú)法達(dá)到應(yīng)有的成效，影響公路橋梁的整體結(jié)構(gòu)。地基松軟能導(dǎo)致基礎(chǔ)和上部構(gòu)造出現(xiàn)裂縫甚至開(kāi)裂。地基松軟不僅會(huì)影響橋體本身的穩(wěn)定性，在施工過(guò)程中也會(huì)影響周?chē)ㄖ陌踩笆褂??？紤]到地基松軟的危害，在施工中為了保證施工安全和施工質(zhì)量，需要持續(xù)地對(duì)地基進(jìn)行穩(wěn)定和加固，因此也會(huì)耗費(fèi)大量額外資金。如果地基嚴(yán)重變形，會(huì)引起地基沉降甚至地基斷裂。地基斷裂的出現(xiàn)會(huì)對(duì)公路橋梁造成極大的影響，會(huì)導(dǎo)致該路段的癱瘓乃至橋體的垮塌[2]。

3、公路橋梁的加固技術(shù)

3.1 鋼纖維混凝土材料的應(yīng)用

3.1.1鋼纖維混凝土材料的概述

普通的鋼筋混凝土材料對(duì)環(huán)境有較大的破壞，且成本相對(duì)較高。鋼纖維混凝土即是將少量的短鋼纖維混入在混凝土材料當(dāng)中，形成的鋼纖維混凝土材料與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土材料相比不僅強(qiáng)度更大，成本也有所降低。鋼纖維混凝土的抗壓能力和抗拉能力都遠(yuǎn)高于鋼筋混凝土，這就意味著鋼纖維混凝土在溫差大和車(chē)流量大等因素的影響下能夠減少建筑物裂縫的產(chǎn)生與加劇，從而延長(zhǎng)建筑物的壽命并降低維護(hù)成本以提高收益。因此鋼纖維混凝土能夠被廣泛應(yīng)用在公路橋梁的建設(shè)中。

3.1.2鋼纖維混凝土的制作過(guò)程

為避免短鋼纖維出現(xiàn)結(jié)團(tuán)等現(xiàn)象，適當(dāng)?shù)闹谱髁鞒逃葹橹匾?。在施工時(shí)，制作鋼纖維混凝土的投料順序依次為砂、石、鋼纖維、水泥、外加劑和水。

3.1.3保證鋼纖維混凝土性能的途徑

（1）保證鋼纖維材料的適當(dāng)品質(zhì)和強(qiáng)度。鋼纖維的應(yīng)用是提高混凝土強(qiáng)度的主要因素，因此鋼纖維材料品質(zhì)的高低在一定程度上決定了鋼纖維混凝土質(zhì)量的好壞。同時(shí)，混凝土的強(qiáng)度也應(yīng)與鋼纖維的強(qiáng)度相當(dāng)，才能保證鋼纖維混凝土達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度。

（2）鋼纖維混凝土的攪拌混合過(guò)程。為確保鋼纖維的平均混合，一般需要在將鋼纖維加入攪拌機(jī)攪拌的過(guò)程中用分散機(jī)進(jìn)行分散并控制機(jī)器的運(yùn)行功率[3]，有時(shí)也會(huì)利用多次地投料的方式來(lái)使加入的鋼纖維混合均勻，還需合理地控制鋼纖維投入攪拌機(jī)的攪拌時(shí)間。此外，先對(duì)鋼纖維混凝土的原材料進(jìn)行干攪拌再進(jìn)行濕攪拌也能提高制作鋼纖維混凝土的合理性。

（3）運(yùn)輸過(guò)程也十分重要。要確保運(yùn)輸線段的平整，避免顛簸使鋼纖維混凝土的質(zhì)量降低[4]。

3.2地基加固處理技術(shù)

在架設(shè)公路橋梁的過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常遇到壓縮性較強(qiáng)的松軟地基。針對(duì)不同特性的地基土質(zhì)，工程師會(huì)采取不同的地基加固處理技術(shù)以提高地基的承載力，防止在公路橋梁的使用過(guò)程中出現(xiàn)地基顯著沉降等問(wèn)題。

（1）換土法。當(dāng)?shù)鼗临|(zhì)的壓縮性強(qiáng)且松軟土層的深度較淺時(shí)，通常采用換土法。換土法即是將地基表層的松軟土層去除，用爆破、強(qiáng)制擠出或人工開(kāi)挖等方法常被用來(lái)去除上部軟土層[5]。再換填為高強(qiáng)度的材料，并通過(guò)壓實(shí)換填材料來(lái)進(jìn)一步增強(qiáng)地基的承載能力。

（2）振沖法。首先是將振沖器深入到地基當(dāng)中，由于振沖器中有偏心裝置，運(yùn)行過(guò)程中能夠產(chǎn)生高頻率的振動(dòng)，并通過(guò)噴射高壓水流沖擊土層，使振沖器能夠下降到較深的地基中。下降到一定深度之后，再提起振沖器。在提起振沖器的同時(shí)，將碎石加入到孔中，通過(guò)振動(dòng)使加入的碎石密實(shí)，達(dá)到加固地基的目的。

（3）水泥攪拌法。該方法適用于處理淤泥和軟質(zhì)土，將水泥和固化劑加入到土層中，用特殊的設(shè)備進(jìn)行攪拌，形成穩(wěn)固的復(fù)合地基。

3.3 物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)不穩(wěn)定性

3.3.1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中，它對(duì)于智能行業(yè)起到了極大的推進(jìn)作用?？纱笾路譃楦兄獙?、傳輸層與應(yīng)用層，從數(shù)據(jù)的采集與收集到傳輸再到最后的實(shí)際應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的這一流程極大地促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展速度。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)高效地采集數(shù)據(jù)并傳輸，提高了人們?cè)诠ぷ鬟^(guò)程中的效率，這也是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展的原因之一。

3.3.2公路橋梁的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

在公路橋梁中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)公路橋梁的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并加以匯集。使人們可以隨時(shí)得到橋梁的相關(guān)信息，在數(shù)據(jù)出現(xiàn)正常范圍之外的變化時(shí)，可及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)控，提高公路橋梁的穩(wěn)定性。

結(jié)論：

公路橋梁是道路交通的重要組成部分，由于自然或人為因素，會(huì)使公路橋梁出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。利用加固技術(shù)局對(duì)公路橋梁進(jìn)行抗震加固，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)公路橋梁的健康進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和反饋，能夠減少后期的維護(hù)資金，并降低運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全隱患，對(duì)道路交通的進(jìn)一步發(fā)展有很大的促進(jìn)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王志軍.道路橋梁常見(jiàn)結(jié)構(gòu)病害及加固技術(shù)[J].四川建材，2018，44（09）：151-153.

[2]尹顥霖.道路橋梁施工中的軟土地基處理探討[J].建材與裝飾，2018（40）：282.

[3]肖明軍.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用分析[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2018（05）：163-164.

[4]李富山.道路橋梁施工中鋼纖維混凝土技術(shù)的應(yīng)用[J].交通世界，2018（25）：88-89.

[5]李元.軟基路段橋梁地基處理方案研究[J].居舍，2018（03）：174.

作者簡(jiǎn)介：

劉恒宇，重慶第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校，重慶。