李巍巍　羅杰濤

摘 要：以公路橋梁試驗(yàn)檢測與養(yǎng)護(hù)管理為切入點(diǎn)，分析路橋工程試驗(yàn)檢測和養(yǎng)護(hù)管理階段普遍存在的問題，并結(jié)合問題的成因，從多方面闡述路橋試驗(yàn)檢測要點(diǎn)和養(yǎng)護(hù)管理優(yōu)化策略，旨在建立高效的試驗(yàn)檢測與養(yǎng)護(hù)管理體系，切實(shí)滿足路橋養(yǎng)護(hù)檢測需要，為交通運(yùn)輸安全提供保障。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；試驗(yàn)檢測；養(yǎng)護(hù)管理

中圖分類號：U445.7;U418? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-6903（2023）07-0090-03

0 引言

為減輕交通運(yùn)輸負(fù)擔(dān)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國新建大量高規(guī)格公路橋梁工程，對已建成公路橋梁運(yùn)營質(zhì)量也提高了標(biāo)準(zhǔn)。而傳統(tǒng)路橋試驗(yàn)檢測和養(yǎng)護(hù)管理體系缺乏適用性，難以維持良好路況條件，路面開裂等質(zhì)量問題也頻繁發(fā)生，影響道路交通安全。因此，在公路橋梁的試驗(yàn)檢測養(yǎng)護(hù)管理的過程中，應(yīng)該樹立正確觀念意識，遵循科學(xué)的工作原則，全面提升試驗(yàn)檢測養(yǎng)護(hù)管理工作水平，為其后續(xù)的發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。

1 公路橋梁試驗(yàn)檢測工作的開展策略

1.1 拓展路橋試驗(yàn)檢測范圍

在傳統(tǒng)試驗(yàn)檢測體系中，由于對路橋工程建設(shè)過程中的質(zhì)量控制檢測重視程度不夠，造成工程建設(shè)質(zhì)量充滿不確定性，因質(zhì)量病害出現(xiàn)而造成實(shí)質(zhì)性的影響、損失。因此，需要拓展路橋試驗(yàn)檢測范圍，使檢測范圍完全涵蓋公路橋梁全壽命周期內(nèi)的各個(gè)階段，綜合開展材料檢測、機(jī)械設(shè)備檢測、施工成果檢測、竣工檢測和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測作業(yè)。

1.1.1 材料檢測

路橋工程主要使用到水泥混凝土、瀝青混合料等施工材料。在入場環(huán)節(jié)，應(yīng)全面檢查各批次材料的規(guī)格型號、外觀質(zhì)量與核查質(zhì)檢報(bào)告等材料，隨機(jī)抽取少量樣品送檢。同時(shí)，制定面向各類材料的檢驗(yàn)方案，明確檢驗(yàn)重點(diǎn)。例如，對于混凝土材料，重點(diǎn)檢查混凝土坍落度、入模溫度與和易性等性能，如果存在分層離析現(xiàn)象，要把混凝土重復(fù)攪拌。而對于瀝青混合料，重點(diǎn)檢測針入度、耐久性、密度、軟化點(diǎn)和含蠟量等性能指標(biāo)[1]。

1.1.2 機(jī)械設(shè)備檢測

常用機(jī)械設(shè)備包括攤鋪機(jī)、振搗機(jī)、振動(dòng)打樁機(jī)、液壓千斤頂?shù)仍O(shè)備，要提前檢查機(jī)械設(shè)備規(guī)格型號，開展調(diào)試檢測作業(yè)，確定設(shè)備工況穩(wěn)定后，再行開展路橋施工作業(yè)。以攤鋪機(jī)調(diào)試檢測為例，要把牽引臂仰角調(diào)節(jié)就位、檢查夯錘沖程是否符合鋪層要求，設(shè)置合適拱度，并對攤鋪機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行試運(yùn)行檢查。

1.1.3 施工成果檢測

在工序交接環(huán)節(jié)，檢測人員對上道工序的作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行試驗(yàn)檢測，把質(zhì)量問題反饋給施工單位進(jìn)行返工整改，質(zhì)量檢驗(yàn)通過后再進(jìn)入下道工序。例如，在公路路面碾壓成型后，依次開展平整度、車轍、壓實(shí)度、彎沉值、滲水系數(shù)、抗滑性能等檢測作業(yè)。而在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)成型后，開展混凝土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度、鋼筋位置等多項(xiàng)檢測作業(yè)。

1.1.4 竣工檢測

在路橋工程竣工階段，檢測人員對公路結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)的性能質(zhì)量進(jìn)行全面檢測。檢測內(nèi)容包括沖擊試驗(yàn)與耐候性試驗(yàn)等常規(guī)項(xiàng)目，以及交通標(biāo)志板與交通標(biāo)線等安全設(shè)施項(xiàng)目、照明路燈與通信線纜等機(jī)電項(xiàng)目。

1.1.5 結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測

在公路橋梁投運(yùn)使用期間，定期開展健康監(jiān)測作業(yè)，準(zhǔn)確判斷路橋結(jié)構(gòu)健康程度，全面檢查質(zhì)量通病與隱患，為后續(xù)養(yǎng)護(hù)作業(yè)的開展指明方向。例如，橋梁健康監(jiān)測內(nèi)容包括裂縫檢測、沉降檢測、水平位移檢測、應(yīng)力檢測、撓度檢測。

1.2 健全試驗(yàn)檢測技術(shù)體系

在早期路橋試驗(yàn)檢測期間，主要采取有損檢測技術(shù)，如鉆芯取樣法。這雖然可以獲取準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，但會(huì)破壞公路橋梁結(jié)構(gòu)完整性，需要在后續(xù)額外開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，因此提高了路橋養(yǎng)護(hù)成本乃至總體使用成本。檢測單位需要積極應(yīng)用超聲波檢測、沖擊回波檢測、熱成像檢測、探地雷達(dá)檢測等無損檢測技術(shù)。

超聲波檢測是在現(xiàn)場配備超聲波儀和換能器，向公路橋梁結(jié)構(gòu)中發(fā)射并接收超聲脈沖波，根據(jù)波速、波形與頻率變化情況來反映結(jié)構(gòu)狀態(tài)。沖擊回波檢測要配備夯錘作為機(jī)械沖擊器，把夯錘起吊到一定高度后向下沖擊路橋結(jié)構(gòu)，根據(jù)應(yīng)力沖擊波的傳播情況來判斷是否存在缺陷問題。夯錘沖擊時(shí)不會(huì)破壞結(jié)構(gòu)狀態(tài)[2]。

熱成像檢測是在現(xiàn)場配備紅外線成像儀，根據(jù)被測物體表面溫度場分布情況來反映內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀態(tài)。其是有檢測靈活、探測范圍大的優(yōu)勢，但對現(xiàn)場環(huán)境條件有著嚴(yán)格要求，禁止在環(huán)境氣溫低于0℃時(shí)采取此項(xiàng)技術(shù)。探地雷達(dá)檢測是向路橋結(jié)構(gòu)發(fā)射與接收高頻電磁波，根據(jù)處理結(jié)果來生成結(jié)構(gòu)內(nèi)部圖像。

為提高檢測效率、確保試驗(yàn)檢測具備針對性與重點(diǎn)性，還應(yīng)搭配采取目視檢測法、無損檢測技術(shù)和有損檢測技術(shù)。檢測人員率先使用目視檢測法，觀察路橋結(jié)構(gòu)表面是否存在路面坑槽、橋面鋪裝層開裂、鋼筋露出等質(zhì)量缺陷，初步判斷路橋結(jié)構(gòu)大體狀況，在其基礎(chǔ)上制定檢測計(jì)劃、確定檢測項(xiàng)目。然后運(yùn)用無損檢測技術(shù)，逐項(xiàng)開展回彈彎沉檢測、壓實(shí)度檢測、平整度檢測等檢測作業(yè)，準(zhǔn)確判斷路橋結(jié)構(gòu)健康狀況，鎖定缺陷部位。而在無損檢測結(jié)果缺乏準(zhǔn)確數(shù)據(jù)、無法判斷缺陷類型和分析質(zhì)量病害成因時(shí)，再應(yīng)用有損檢測技術(shù)。

1.3 控制試驗(yàn)檢測過程

公路橋梁試驗(yàn)檢測是一項(xiàng)綜合性、專業(yè)性活動(dòng)，流程繁瑣，操作要求嚴(yán)格，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤操作行為，則會(huì)影響檢測結(jié)果準(zhǔn)確性。因此，檢測單位必須嚴(yán)格控制路橋試驗(yàn)檢測過程，要求檢測人員嚴(yán)格遵循規(guī)范要求和記錄檢測結(jié)果。

對橋梁抗剪承載試驗(yàn)項(xiàng)目，要求檢測人員在橋梁中板箍筋、邊板箍筋等部位設(shè)置測點(diǎn)，在斜截面抗剪最不利點(diǎn)設(shè)置鋼筋應(yīng)變計(jì)，單片空心板兩側(cè)部位分別設(shè)置5處測點(diǎn)。使用千斤頂進(jìn)行單點(diǎn)加載，通過壓力傳感器讀數(shù)來調(diào)節(jié)加載力值，分多級完成加載作業(yè)，根據(jù)各處測點(diǎn)的測量數(shù)據(jù)來確定截面實(shí)測主應(yīng)力值，對比應(yīng)力應(yīng)變實(shí)測值和理論值變化規(guī)律，如果二者保持一致狀態(tài)，則表明橋梁結(jié)構(gòu)具備良好的抗剪強(qiáng)度狀況。

1.4 搭建智慧檢測系統(tǒng)

傳統(tǒng)路橋試驗(yàn)檢測體系下，采取人工檢測方式，檢測人員需定期前往工程現(xiàn)場，逐項(xiàng)開展平整度檢測、路面橋面破損檢測等多項(xiàng)作業(yè)，其是有操作流程繁瑣、檢測工作負(fù)擔(dān)重的局限性。同時(shí)，受人為因素影響，檢測精度缺乏保障，檢測結(jié)果與公路橋梁質(zhì)量狀況存在一定出入。為全面提高檢測精度和效率，檢測單位應(yīng)搭建智慧試驗(yàn)檢測系統(tǒng)，以人工檢測為主體，智慧檢測為補(bǔ)充，輔助人工全天候檢測公路橋梁投運(yùn)使用狀況。發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題與其他異常狀況后，向檢測人員發(fā)送預(yù)警信號，迅速組織開展路橋養(yǎng)護(hù)作業(yè)，或是由檢測人員前往現(xiàn)場實(shí)地試驗(yàn)檢測進(jìn)行確認(rèn)。智慧檢測系統(tǒng)由終端設(shè)備、智能算法與深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)3部分組成。

終端設(shè)備包括位移傳感器、壓力傳感器和攝像頭等裝置，持續(xù)拍攝現(xiàn)場圖像資料與采集結(jié)構(gòu)參數(shù)信號，再把現(xiàn)場信號上傳至系統(tǒng)后臺。智能算法由BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)組成，根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測信號的處理結(jié)果來全面掌握公路橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量狀況。如果識別到異常特征量，對比實(shí)時(shí)特征量與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的病害特征量，進(jìn)而確定質(zhì)量病害類型、鎖定病害點(diǎn)位與評價(jià)結(jié)構(gòu)受損程度[3]。深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)持續(xù)收集海量路橋病害樣本案例，對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，逐步掌握各類病害問題的識別方法，樣本案例越多，則公路橋梁試驗(yàn)檢測精準(zhǔn)度越高。

2 公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理問題與優(yōu)化策略

2.1 完善養(yǎng)護(hù)方式

在傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)管理體系中，僅采取常規(guī)養(yǎng)護(hù)作為單一養(yǎng)護(hù)方式，由養(yǎng)護(hù)人員定期前往現(xiàn)場，修補(bǔ)橋面開裂等肉眼可見的質(zhì)量病害，這既無法有效處理深層裂縫等不易發(fā)現(xiàn)的病害問題，也無法提前預(yù)防絕大多數(shù)質(zhì)量病害的出現(xiàn)。養(yǎng)護(hù)單位需要綜合采取經(jīng)常性養(yǎng)護(hù)、定期養(yǎng)護(hù)、特殊養(yǎng)護(hù)等多種方式，始終維持良好的公路橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)與路況條件。

2.1.1 經(jīng)常性養(yǎng)護(hù)

養(yǎng)護(hù)人員每月最少開展一次經(jīng)常養(yǎng)護(hù)作業(yè)，清理路面、橋面與周邊區(qū)域分布的垃圾雜物，修補(bǔ)破損程度較為輕微的缺陷部位，更換老化程度超標(biāo)的配套設(shè)施，如更換防撞護(hù)欄與鋼扶手，并對公路橋梁的工況條件進(jìn)行目測判斷，把養(yǎng)護(hù)結(jié)果、檢查結(jié)果記錄備份。

2.1.2 定期養(yǎng)護(hù)

公路橋梁投運(yùn)使用期間，每3年最少開展一次定期養(yǎng)護(hù)作業(yè)，或是在發(fā)現(xiàn)路橋重要部位技術(shù)狀況不達(dá)標(biāo)后及時(shí)開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)。同時(shí)，養(yǎng)護(hù)內(nèi)容以修補(bǔ)破損部位為主，養(yǎng)護(hù)對象包括路基路面、橋梁橋面、橋梁上部與下部結(jié)構(gòu)、附屬交通設(shè)施。

2.1.3 特殊養(yǎng)護(hù)

在路橋養(yǎng)護(hù)檢測期間，如果發(fā)現(xiàn)原因不明的質(zhì)量病害問題，或是公路橋梁技術(shù)狀況判定為四類以上，則立即開展特殊養(yǎng)護(hù)作業(yè)。準(zhǔn)確判斷公路橋梁健康狀況與技術(shù)情況后，確定質(zhì)量病害類型、形成原因與結(jié)構(gòu)受損程度，針對性開展修復(fù)作業(yè)。

2.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)體系主要采取矯正性養(yǎng)護(hù)，在公路橋梁出現(xiàn)危害結(jié)構(gòu)安全的嚴(yán)重病害，或是喪失部分服務(wù)功能后，再開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)。這不但會(huì)縮短路橋?qū)嶋H使用壽命，還會(huì)在質(zhì)量病害出現(xiàn)、路橋養(yǎng)護(hù)期間形成一個(gè)時(shí)間差，有可能出現(xiàn)交通安全事故。因此，養(yǎng)護(hù)單位需要采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方式，逐步取代原有的矯正性養(yǎng)護(hù)，在各類質(zhì)量病害發(fā)生初期前往現(xiàn)場開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，并掌握面對各類病害問題的正確養(yǎng)護(hù)方法。

對于橋面鋪裝層和路面破損問題，采取表面封閉法來處理寬度不足0.2 mm的表面裂縫，采取局部鑿除修復(fù)法來處理松散坑槽病害，采取薄層瀝青加鋪法來處理泛油與車轍病害。

對于路橋防撞護(hù)欄，清理護(hù)欄表面污垢，涂抹聚合物水泥砂漿來修補(bǔ)剝落部位。采取加固焊接方式來處理脫焊的外露鋼構(gòu)件，采取表面封閉法或壓力注漿法來修補(bǔ)裂縫部位。

對于伸縮裝置，清理凹槽內(nèi)部的污垢雜物，采取局部鑿除修復(fù)方法來處理裝置混凝土破損部位。如果存在伸縮異常、鋼板變形、中梁斷裂等問題，則更換全新的伸縮裝置[4]。

2.3 建立公路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)檔案

在傳統(tǒng)公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理體系中，養(yǎng)護(hù)人員獨(dú)立開展各次養(yǎng)護(hù)作業(yè)，沒有認(rèn)識到各次養(yǎng)護(hù)作業(yè)間的內(nèi)在聯(lián)系，也沒有準(zhǔn)確掌握路橋養(yǎng)護(hù)規(guī)律和使用規(guī)律，最終造成路橋養(yǎng)護(hù)針對性差、無效養(yǎng)護(hù)、質(zhì)量通病頻發(fā)的后果。

養(yǎng)護(hù)單位必須做好養(yǎng)護(hù)檔案管理工作，建立公路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)檔案，在檔案中收集工程建設(shè)資料、養(yǎng)護(hù)操作記錄、質(zhì)量病害案例。如此，養(yǎng)護(hù)人員既可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)來判斷橋面開裂、結(jié)構(gòu)變形超標(biāo)等質(zhì)量病害的客觀發(fā)生規(guī)律，準(zhǔn)確預(yù)測未來一段時(shí)間可能出現(xiàn)的病害問題和采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。

在養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，持續(xù)收集公路橋梁交工檢測報(bào)告，以此來判斷所采取養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施是否取得預(yù)期效果，圍繞所發(fā)現(xiàn)問題來采取改進(jìn)措施，以推動(dòng)路橋養(yǎng)護(hù)技術(shù)水準(zhǔn)的穩(wěn)步提升。

2.4 危路危橋改造

在公路橋梁養(yǎng)護(hù)期間，如果路橋結(jié)構(gòu)使用狀態(tài)未達(dá)到工程建設(shè)要求，或是路橋健康狀態(tài)不佳。養(yǎng)護(hù)單位需要開展危路危橋改造作業(yè)，根據(jù)實(shí)際情況來采取錨噴加固、粘鋼加固、增補(bǔ)樁基加固、增大截面加固等方法手段，以此來恢復(fù)路橋結(jié)構(gòu)的初始狀態(tài)。

例如，在橋梁結(jié)構(gòu)中的受彎構(gòu)件、受拉構(gòu)件具備補(bǔ)強(qiáng)加固需要時(shí)，養(yǎng)護(hù)人員采取粘鋼加固法。先清理補(bǔ)強(qiáng)構(gòu)件表面的灰塵污漬、修補(bǔ)凹槽等破損部位，打磨鋼板表面毛刺，再在鋼板與橋梁構(gòu)件上鉆設(shè)一定數(shù)量的孔洞，檢查孔洞孔徑與位置是否準(zhǔn)確。然后在補(bǔ)強(qiáng)部位上擺放鋼板，測量校正鋼板垂直度、水平位置和底部標(biāo)高，通過預(yù)留孔洞打入螺栓與塞入墊片，向鋼板內(nèi)部灌注粘膠劑和敲擊鋼板。靜置一段時(shí)間等待粘膠劑固化，即可把鋼板固定鋪設(shè)在補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)表面。要求養(yǎng)護(hù)人員在現(xiàn)場氣溫5～60℃條件下開展粘鋼補(bǔ)強(qiáng)加固作業(yè)[5]。

2.5 應(yīng)用新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)

傳統(tǒng)公路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)體系存在方法手段單一、操作復(fù)雜、養(yǎng)護(hù)效果不佳、成本高的局限性，難以滿足日趨提高的路橋養(yǎng)護(hù)需求。因此，養(yǎng)護(hù)單位需要積極應(yīng)用新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)，包括瀝青路面再生、抗裂防水膜等。

瀝青路面再生技術(shù)是使用銑刨機(jī)對老舊路面開展翻挖作業(yè)，直至路面露出堅(jiān)固基層后，在原位摻加適量的全新集料、瀝青與再生劑等材料，對新舊材料進(jìn)行混合攪拌處理，再行開展路面攤鋪、碾壓作業(yè)，完成路面養(yǎng)護(hù)操作或是把現(xiàn)場銑刨收集的老舊路面材料進(jìn)行廠拌再生處理。此項(xiàng)技術(shù)可以大幅減少路面材料用量、降低公路養(yǎng)護(hù)成本。

抗裂防水膜技術(shù)是在養(yǎng)護(hù)人員提前清理橋面鋪裝層與路面上的灰塵污漬，修補(bǔ)破損部位，保持基層潔凈、干燥狀態(tài)后，在基層表面均勻鋪貼抗裂防水膜，開展多遍碾壓作業(yè)來保持抗裂防水膜和基層的緊密貼合狀態(tài)，再施作熱瀝青混合罩面，以顯著改善公路橋梁結(jié)構(gòu)的抗裂性能、防水性能。此項(xiàng)技術(shù)有著工藝簡單、易于操作、成本低廉的優(yōu)勢，可取代常規(guī)下封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

3 結(jié)束語

試驗(yàn)檢測與養(yǎng)護(hù)管理已成為公路橋梁工程運(yùn)維管理體系的重要組成部分，對提高公路橋梁運(yùn)營效率、延長使用壽命、保障交通安全起到十分積極的正面影響。管養(yǎng)單位必須提高對路橋試驗(yàn)檢測和養(yǎng)護(hù)管理工作的重視程度，積極落實(shí)拓展試驗(yàn)檢測范圍、健全檢測技術(shù)、控制試驗(yàn)檢測過程、智慧檢測4項(xiàng)工作策略，采納完善養(yǎng)護(hù)方式、預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、建立養(yǎng)護(hù)技術(shù)檔案、危路危橋改造、應(yīng)用新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)等管理策略，為交通事業(yè)的健康發(fā)展保駕護(hù)航。

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