梁家浩

（江門市交通工程建設(shè)有限公司，廣東江門 529000）

0 引言

公路橋梁由于其施工材料的特殊性，決定了其在使用過(guò)程中，會(huì)隨著車輛的反復(fù)荷載而導(dǎo)致材料性能衰減，進(jìn)而誘發(fā)公路橋梁出現(xiàn)多種病害現(xiàn)象，因此，需要在施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)材料、技術(shù)、檔案以及養(yǎng)護(hù)等方面管理，同時(shí)根據(jù)公路橋梁的實(shí)際使用情況而制定合理的保養(yǎng)與加固措施，以便能夠延長(zhǎng)其使用壽命，為公路交通系統(tǒng)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益提供保障。

1 工程概況

本文以某公路橋梁項(xiàng)目為例，該工程起訖樁號(hào)為K40+000—K51+000，總長(zhǎng)度達(dá)11km，道路中央設(shè)置3m 寬隔離帶，同時(shí)采用雙向四車道設(shè)計(jì)，寬度均為2×3.75m，外加4.5m 寬路肩，整個(gè)路基寬度達(dá)27m。工程另包含一座總長(zhǎng)度為3.19km 的橋體，橋面寬度14m，其中行車道凈寬11m。

2 公路橋梁施工管理

2.1 材料管理

混凝土是公路橋梁主要建筑材料，同時(shí)也是決定工程質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。嚴(yán)格把控材料配比，不僅能夠起到優(yōu)化公路性能的效果，更是可以進(jìn)一步控制施工成本，使得項(xiàng)目材料支出趨近于合理化。為此在正式展開施工之前，本文首先根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求對(duì)混凝土材料進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

在該項(xiàng)目設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，要求養(yǎng)護(hù)周期達(dá)28d 后，混凝土結(jié)構(gòu)的抗彎拉強(qiáng)度需要達(dá)到3.0MPa 以上。為此本文采用VC 法進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)計(jì)算混凝土材料出料時(shí)長(zhǎng)，以此反映出混凝土抗彎拉強(qiáng)度與其流動(dòng)性之間的關(guān)系，進(jìn)而以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料配比優(yōu)化[1]。具體公式為：

式中：t為保證率系數(shù)；s為設(shè)計(jì)配比樣本的抗彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差；C為設(shè)計(jì)配比中的混凝土構(gòu)件抗彎拉強(qiáng)度變異系數(shù)，取值0.15；fac為不同試件樣本在養(yǎng)護(hù)周期達(dá)28d后的抗彎拉強(qiáng)度均值；fcy為混凝土構(gòu)件在養(yǎng)護(hù)周期達(dá)28d 后的抗彎拉強(qiáng)度測(cè)定值；fr為當(dāng)前試件樣本在養(yǎng)護(hù)周期達(dá)28d后的抗彎拉強(qiáng)度。

通過(guò)計(jì)算之后，得到結(jié)果顯示在原有材料配比的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步延長(zhǎng)混凝土出料時(shí)間達(dá)20～30s 之間，可保證混凝土材料經(jīng)過(guò)28d養(yǎng)護(hù)周期過(guò)后，成型試件的壓實(shí)度在95%以上，檢驗(yàn)其抗彎拉強(qiáng)度為3.9MPa，符合施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)得到的優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，為確保將混凝土材料的出料時(shí)間控制在合理狀態(tài)，現(xiàn)決定在其原有設(shè)計(jì)配比中加入粉煤灰材料，同時(shí)減少混凝土材料的用量，以達(dá)到提高材料使用性能，同時(shí)控制施工成本的目的。

首先按每單位混凝土拌和料中水泥用量為200kg/m3進(jìn)行計(jì)算。已知拌和料中摻入粉煤灰的最高比例為65%，則水泥用量可以在140～200kg/m3范圍之間進(jìn)行浮動(dòng)調(diào)整。本文分別按照粉煤灰摻入比為20%、40%與60%標(biāo)準(zhǔn)制作試驗(yàn)混凝土試塊，經(jīng)過(guò)測(cè)試對(duì)比后得到最優(yōu)配比為粉煤灰用量20%，試驗(yàn)得到的樣本參數(shù)如表1所示。

表1 優(yōu)化配比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

經(jīng)過(guò)調(diào)整后決定減少每單位混凝土用量20kg/m3，同時(shí)摻入20%的粉煤灰材料與3%的減水劑，其余粗細(xì)骨料的配合比例為河砂、碎石、石屑分別按每單位67∶63∶37 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配置。以此設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)混凝土集料進(jìn)行充分拌和后，測(cè)量混凝土出料時(shí)長(zhǎng)為26s，同時(shí)養(yǎng)護(hù)28d 后混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度為4.38MPa，確認(rèn)優(yōu)化后的配比方案符合設(shè)計(jì)要求[2]。

2.2 運(yùn)輸管理

該項(xiàng)目在施工過(guò)程中，為避免對(duì)公路沿線環(huán)境造成影響，對(duì)施工材料采用統(tǒng)一配置的生產(chǎn)方式，然后運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)各施工段中。在運(yùn)輸過(guò)程中，為了保證混凝土材料性能，材料運(yùn)輸工具上需加裝保溫措施，確?；炷敛牧蠝囟染S持在20～30℃。同時(shí)運(yùn)輸時(shí)長(zhǎng)不可超過(guò)30min，如運(yùn)輸距離過(guò)遠(yuǎn)，則需要配置專門混凝土攪拌車，確保60min 以內(nèi)將混凝土送至現(xiàn)場(chǎng)。材料送達(dá)后，需要對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)，如出現(xiàn)崩塌現(xiàn)象，則可根據(jù)設(shè)計(jì)配比適當(dāng)加水與其他材料進(jìn)行拌和，以保證混凝土施工質(zhì)量[3]。

2.3 澆筑管理

為保證公路橋梁施工質(zhì)量，該項(xiàng)目要求嚴(yán)格執(zhí)行分層澆筑工序，每層澆筑厚度最高不可超過(guò)50cm厚度。每一層澆筑結(jié)束后需要將振搗棒垂直插入澆筑面以下30～40cm 范圍，充分振搗直到受振位置不再出現(xiàn)氣泡后，才可以轉(zhuǎn)移到下一振搗點(diǎn)。相鄰振點(diǎn)之間距離不可超過(guò)50～60cm。完成振搗后的作業(yè)面要求表面平整光滑、不存在漏漿現(xiàn)象，同時(shí)不允許存在明顯色差。符合以上標(biāo)準(zhǔn)后直到當(dāng)前澆筑面完成初凝，隨后才可實(shí)施下一步澆筑工序。

2.4 預(yù)制管理

該項(xiàng)目橋體結(jié)構(gòu)統(tǒng)一采用預(yù)制處理，然后將成品構(gòu)件運(yùn)送至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝施工。作業(yè)期間為保證構(gòu)件質(zhì)量，需要首先在預(yù)制場(chǎng)地搭建3m×3m 的暖棚支架，支架高度為2m，以確保完成澆筑的混凝土構(gòu)件得到恒溫養(yǎng)護(hù)，避免受水化熱影響而產(chǎn)生內(nèi)外溫差，進(jìn)而出現(xiàn)構(gòu)件開裂現(xiàn)象。

此外，進(jìn)行鋼筋預(yù)埋件安裝時(shí)，使用PVC 管材按每間隔50cm 距離鋪設(shè)冷水管，同時(shí)在構(gòu)件內(nèi)部設(shè)置溫度傳感裝置，以便能夠全程監(jiān)控混凝土內(nèi)外溫度，一旦發(fā)現(xiàn)其內(nèi)外溫差過(guò)大且超過(guò)10℃，便立即通入冷水進(jìn)行降溫，避免混凝土凝固期間，受到水化熱影響而出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。混凝土凝結(jié)達(dá)到一定強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)之后，工作人員即可開始著手準(zhǔn)備拆模工序，并繼續(xù)養(yǎng)護(hù)14d后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行橋體吊裝施工[4]。

2.5 其他管理

（1）安全管理?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)期間，需要加強(qiáng)安全培訓(xùn)管理。因此要求所有施工人員上崗之前統(tǒng)一接受安全教育，包括安全防護(hù)工具的正確操作、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急預(yù)案演練以及落實(shí)安全管理體制等。確保做好安全管理工作，避免產(chǎn)生負(fù)面影響。

（2）環(huán)境管理。為了踐行國(guó)家“綠色施工”理念，強(qiáng)調(diào)施工過(guò)程中不許在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)20km 范圍內(nèi)取土、卸土。盡量秉持原土回填作業(yè)觀念，如遭遇軟基路段需要進(jìn)行換填施工，則需要提前報(bào)備審批，獲得許可之后，將廢棄土料集中運(yùn)送到統(tǒng)一場(chǎng)地進(jìn)行處理，以避免對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水土環(huán)境造成擾動(dòng)。

（3）檔案管理。施工檔案包括原始施工設(shè)計(jì)、材料配比以及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查信息等，其不光是驗(yàn)收交付過(guò)程中的參照標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)更是相關(guān)部門執(zhí)行后期養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的重要依據(jù)，因此需要進(jìn)行嚴(yán)格保存。該項(xiàng)目前期采用GPS—RTK 測(cè)量技術(shù)，將得到的現(xiàn)場(chǎng)空間坐標(biāo)與工程三維圖像進(jìn)行對(duì)接，從而能夠直觀顯示出構(gòu)造物的規(guī)格參數(shù)，且在點(diǎn)擊某一構(gòu)件后，便可得到其詳細(xì)的材料使用信息、標(biāo)高、位置等初始施工數(shù)據(jù)，如此可保證施工檔案的真實(shí)完整，為養(yǎng)護(hù)工作的開展提供了準(zhǔn)確依據(jù)[5]。

3 公路橋梁養(yǎng)護(hù)對(duì)策

3.1 養(yǎng)護(hù)材料與技術(shù)

3.1.1 養(yǎng)護(hù)材料

該公路橋梁表面覆蓋層為瀝青材料，其在施工過(guò)程中受環(huán)境等因素影響發(fā)生老化。定期對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理不僅能夠延長(zhǎng)其使用壽命，同時(shí)還避免對(duì)面層以下的混凝土材料造成侵蝕。橡膠瀝青法是瀝青養(yǎng)護(hù)方案中比較經(jīng)濟(jì)的施工方法，其配比方案為：生物油10%、基質(zhì)瀝青80%、橡膠粉（廢輪胎回收磨成0.18mm 顆粒）4%、紅磚（0.075～0.15mm 顆粒）1%、三氧化二鐵粉（0.075～0.15mm 顆粒）5%。配置過(guò)程中，首先將干濕材料分離，單獨(dú)將紅磚粉、橡膠粉等材料以1 150r/min 轉(zhuǎn)速攪拌200s，隨后加熱至125℃；其次處理基質(zhì)瀝青、生物油等液態(tài)材料，將其攪拌均勻后加熱至145℃；最后將干濕材料混合，以2 750r/min攪拌4.5min，隨后即可噴涂至道路表面，能夠有效對(duì)裂縫、松散等工程病害進(jìn)行修復(fù)，并提高路面荷載能力[6]。

3.1.2 養(yǎng)護(hù)技術(shù)

熱再生法同樣是一項(xiàng)環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的施工技術(shù)，使用兩臺(tái)加熱機(jī)前后放置，分別以180℃與250℃對(duì)舊路面進(jìn)行加熱，將軟化后的材料集中起來(lái)加入再生劑與新瀝青重新拌和，處理過(guò)后原處鋪設(shè)即可，效果顯著且成本較低，適合常規(guī)性養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

3.2 養(yǎng)護(hù)方案制定

以探地雷達(dá)與超聲波檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)，對(duì)公路沿線進(jìn)行快速掃描檢測(cè)，采集到的及時(shí)路況信息發(fā)送回系統(tǒng)終端，對(duì)識(shí)別到的裂縫（橫向、縱向、網(wǎng)狀）、松散、龜裂、沉陷、坑槽、泛油、車轍、波浪鼓包等病害面積與長(zhǎng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，隨后使用加權(quán)計(jì)算法，通過(guò)對(duì)當(dāng)前路面平整度、損壞率等不同狀態(tài)賦予對(duì)應(yīng)的權(quán)重?cái)?shù)值，從而計(jì)算路面綜合狀況指數(shù)PQI，以此評(píng)估當(dāng)前道路使用情況，并根據(jù)具體結(jié)果制定相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)周期、養(yǎng)護(hù)類型。

4 公路橋梁維修加固技術(shù)

4.1 路基加固修護(hù)

該公路橋梁位于河道兩岸，考慮到工程地點(diǎn)的特殊性，為應(yīng)對(duì)其今后使用過(guò)程中，受到環(huán)境侵蝕影響而引發(fā)的各類病害問(wèn)題，需結(jié)合實(shí)際提供解決方案，以便于后續(xù)養(yǎng)護(hù)維修。

首先，在橋梁兩側(cè)沿岸設(shè)置沉降觀測(cè)儀裝置，可持續(xù)對(duì)橋梁沉降狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，一旦出現(xiàn)沉降異常情況即可發(fā)出警報(bào)提醒人工進(jìn)行處理。其次，原始施工材料中記錄了地基土在完工狀態(tài)下的含水率、壓實(shí)度、標(biāo)高等相關(guān)參數(shù)，在項(xiàng)目投入使用后，可定期使用探地雷達(dá)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)雷達(dá)信號(hào)的傳遞規(guī)律，檢測(cè)地基是否存在脫空等相關(guān)病害，并通過(guò)鉆孔取樣來(lái)與原始施工檔案進(jìn)行對(duì)比，以便于根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修復(fù)處理。主要修復(fù)措施可采用灌注處理的加固方式，如修復(fù)對(duì)象為橋梁樁基，可通過(guò)設(shè)置圍堰的方式在樁體四周50cm 半徑范圍內(nèi)創(chuàng)造作業(yè)條件，隨后以圓周為軌跡，每間隔1m 進(jìn)行混凝土灌注，采用工具為?57×3的無(wú)縫鋼花管，以確?；炷僚c樁底沉渣凝固為整體，以提高單樁承載力。若路面施工，則可直接對(duì)其進(jìn)行灌注修復(fù)[7]。

4.2 構(gòu)件裂縫加固維修

橋梁在長(zhǎng)時(shí)間使用狀態(tài)下，受車輛反復(fù)荷載以及不規(guī)則沉降影響，會(huì)出現(xiàn)構(gòu)件裂縫等嚴(yán)重病害現(xiàn)象，如不及時(shí)處理會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件力學(xué)性能受到影響，并引發(fā)鋼筋銹蝕出現(xiàn)進(jìn)一步損壞。為此，本文給出如下處置措施。

4.2.1 鋼板粘連技術(shù)

橋臺(tái)等承重結(jié)構(gòu)由于空間有限，修復(fù)過(guò)程中存在諸多限制。為此發(fā)現(xiàn)橋臺(tái)裂縫損壞后可采用鋼板加固技術(shù)，沿橋體鋼筋設(shè)置方向保持一致加裝鋼板，裝置位置主要集中在橋臺(tái)的底板下端或側(cè)面位置，隨后使用高速混凝土噴射技術(shù)覆蓋鋼板，以提高橋體的抗彎折能力，從而避免其受到荷載作用出現(xiàn)損害。

4.2.2 粘貼碳纖維加固法

施工過(guò)程中首先對(duì)構(gòu)件表面進(jìn)行處理，確保其表面干燥且沒(méi)有灰塵。隨后確定構(gòu)件的受力區(qū)域，將加固材料按由上至下的順序進(jìn)行粘貼。粘貼過(guò)程中保證材料接縫寬度為100mm 以上，同時(shí)確保接縫位置避開構(gòu)件受力區(qū)域。此外，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)溫度應(yīng)在5～35℃范圍內(nèi)，以免影響施工效果。

4.2.3 混凝土加套技術(shù)

該加固方案適用于橋梁墩柱結(jié)構(gòu)，主要目的是增加構(gòu)造物的斜截面支撐力，從而減少損壞概率。施工過(guò)程中，以墩柱側(cè)面寬度為標(biāo)準(zhǔn)，保持標(biāo)準(zhǔn)間隔設(shè)置3道以上的圍帶。圍帶寬度需保持墩柱高度的20%左右，厚度則在20～25cm 之間。隨后采用噴射法將混凝土材料覆蓋至構(gòu)造物表面，形成一道至少50mm 厚的護(hù)套，以增強(qiáng)構(gòu)造物受力面積，并提高自身的承載能力。

4.3 局部損壞加固維修

橋體或路面區(qū)域發(fā)生局部損害現(xiàn)象，判斷非自身內(nèi)力因素造成的影響，可直接采用壓力噴射修復(fù)，先將鋼絲網(wǎng)覆蓋至受損區(qū)域表面，盡量還原其原有構(gòu)造。隨后將硅膠修復(fù)材料與混凝土充分拌和，隨后通過(guò)壓力噴射的方式填補(bǔ)受損區(qū)域，完成修復(fù)后可對(duì)其表面進(jìn)行修復(fù)打磨，盡量恢復(fù)原有形態(tài)。同時(shí)，若損壞區(qū)域出現(xiàn)露筋現(xiàn)象，需要鋼筋表面進(jìn)行除銹處理，并重新上防銹涂層，以避免鋼筋力學(xué)性能發(fā)生變化。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)公路橋梁的施工管理內(nèi)容進(jìn)行了介紹，并在此基礎(chǔ)上提出了公路維修加固以及養(yǎng)護(hù)實(shí)施方案，旨在提高公路橋梁施工質(zhì)量，延長(zhǎng)其使用壽命，為公路交通系統(tǒng)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益提供保障。