孫奇云

中鐵二十五局集團第一工程有限公司 廣東 廣州 510000

1 工程概況

白臘寨2號四線大橋，橋上為四線過渡至三線，道岔區(qū)及中間正線采用無砟軌道，站線采用有砟軌道。中心里程DK394+552，孔跨布置為：1×24m簡支箱梁+1×32簡支箱梁+（6×32）m變寬預應力混凝土連續(xù)梁，全長265.28m；橋高約36m，最大墩高21m。如圖1。橋址區(qū)處于西洋河右岸，地形起伏大，自然橫坡20°～50°，橫向沖溝發(fā)育。線路橫跨兩條“V”字形沖溝，兩沖溝在平面圖上呈“Y”字形，在線路的右側約180m交匯。地面多被第四系坡殘積粘性土覆蓋，植被為喬木和灌木。橋址區(qū)兩條沖溝呈“Y”字形；與線路小角度相交的董堡—那桑圩正斷層傾向線路右側（山外側），斷層面傾角50°～75°，大于斜坡坡度（20°～42°）；巖層傾向線路左側（山體內側），屬切層坡。斜坡整體穩(wěn)定性較好?？辈炱陂g未見橋址范圍山體有滑坡、溜坍等不良地質現(xiàn)象，如圖1。

2 橋梁病害成因與分類

橋梁病害的成因多種多樣，主要包括以下幾個方面：1、自然因素：自然因素是橋梁病害形成的重要原因之一。例如，氣候變化引起的溫度變化、風、雨等自然力的作用會導致橋梁材料的膨脹、收縮和腐蝕。地震、洪水等自然災害也會對橋梁結構產生破壞性影響。2、人為因素：人為因素是導致橋梁病害的另一個重要原因。錯誤的設計、施工不合規(guī)范、材料質量問題、過載運輸?shù)热藶樾袨槎伎赡芤l(fā)橋梁的病害問題。3、使用磨損：橋梁長期使用和頻繁的交通荷載會導致橋梁的疲勞破壞、結構變形和表面磨損等問題。同時，車輛的振動和震蕩也會對橋梁結構造成損傷。

白蠟寨2#四線大橋病害情況為：（1）3號墩3號（從左至右第三個）支座上板右側梁底混凝土局部掉皮；（2）3號墩3號支座大里程側上、下鋼板防腐漆脫落，支座灌漿層邊角處開裂，如圖2；（3）3號墩上方梁部底面出現(xiàn)3道表面裂紋，裂紋沿箱梁底板底面橫向發(fā)育，靠山側中間一道裂紋高度方向上延至底板頂附近，靠西洋河側3道裂紋高度方向均上延至底板頂附近；（4）連續(xù)梁所有支座均未安裝防塵罩；（5）其余支座及梁體未見明顯異常；（6）橋梁左側邊坡坡面骨架護坡、平臺完好，橋梁橋墩及左側排水溝完好，未見開裂等變形跡象，排水溝左側有新的小沖溝。防護樁上端右側局部懸空；（7）4號墩右側與防護樁之間邊坡抹面脫落，部分坡面已發(fā)生坍塌。橋梁右側兩條支溝已經鋪砌，部分溝槽堵塞、破損。

圖2 3號支座處梁底板底混凝土表層局部掉皮

根據(jù)橋梁病害的不同特點和危害程度，可以將其分為以下幾類：1、混凝土病害：混凝土病害是橋梁中常見的問題之一，包括混凝土龜裂、腐蝕、碳化、空鼓等。這些問題會導致混凝土的強度和穩(wěn)定性下降，進而影響橋梁的使用壽命。2、鋼結構病害：橋梁中的鋼結構也容易受到腐蝕、疲勞和變形等問題的影響。例如，鋼梁的銹蝕會降低承載能力，鋼柱的疲勞會導致結構的破壞。3、墩臺病害：墩臺是橋梁承重部分的支撐結構，容易受到地震、沖刷和水位變化等因素的影響。墩臺的沉降、傾斜和開裂都會對橋梁的穩(wěn)定性和安全性產生不良影響。4、橋面系病害：橋面系包括橋面鋪裝、防護欄桿等，其病害主要包括裂縫、脫落、磨損等，這些問題會影響橋梁的行車平穩(wěn)性和行車安全。

3 橋梁加固方法及施工技術

橋梁病害整治與加固施工是保障橋梁安全和可持續(xù)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。常見的橋梁加固方法包括以下幾種：1、梁體加固：梁體加固是針對橋梁梁體的病害問題進行的加固措施。常見的梁體加固方法有添加剪力連接、加固鋼板、碳纖維增強材料等。施工技術包括梁體清理、表面處理、加固材料的施工和固化等。2、墩臺加固：墩臺加固是針對橋梁墩臺的病害問題進行的加固措施。常見的墩臺加固方法包括加固梁、加固支座、加固墩身等。施工技術包括墩臺清理、裂縫修補、加固構件的施工和連接等。3、橋面系加固：橋面系加固是針對橋面系的病害問題進行的加固措施。常見的橋面系加固方法有鋪裝修復、防水層加固、防護欄桿修復等。施工技術包括舊材料清理、新材料的施工和固化等。4、基礎加固：基礎加固是針對橋梁基礎的病害問題進行的加固措施。常見的基礎加固方法包括增加基礎承載面積、加固樁基等。施工技術包括土方開挖、基礎處理、加固材料的施工和固化等[1]。

在進行橋梁加固施工時，需要注意以下幾個關鍵技術要點：1、施工前的調查與評估：在進行加固施工之前，需要對橋梁的病害問題進行全面調查和評估，明確加固的重點和難點，確定合理的施工方案和措施。2、施工材料的選擇與優(yōu)化：根據(jù)橋梁的具體情況和病害類型，選擇合適的加固材料，并進行材料的優(yōu)化設計，以確保施工質量和效果[2]。3、施工過程的控制與監(jiān)督：在施工過程中，需要進行嚴格的施工控制和監(jiān)督，確保施工工藝和質量符合設計要求。關鍵要點包括施工工序的合理安排、施工方案的執(zhí)行、材料的正確使用、施工質量的檢查和監(jiān)測等。同時，加強施工現(xiàn)場的安全管理，確保施工人員的安全和施工過程的順利進行。4、施工技術的熟練運用：橋梁加固施工需要熟練掌握各種加固技術和施工工藝。施工人員應具備扎實的專業(yè)知識和豐富的實踐經驗，能夠熟練運用各種施工工具和設備，保證施工質量和進度。5、質量控制與驗收：在施工完成后，需要進行質量驗收和評估。通過對加固效果的檢測和評價，確保橋梁的安全性和使用壽命得到有效提升。

4 橋梁病害整治與加固施工的未來發(fā)展趨勢

4.1 新材料的應用

新材料的應用是橋梁病害整治與加固領域的重要發(fā)展方向。隨著科技的不斷進步和材料科學的發(fā)展，新材料在橋梁工程中的應用不斷擴大，為橋梁病害整治與加固提供了更多的選擇和可能性。高性能混凝土是一種具有出色性能的新型建筑材料，其抗壓強度、耐久性和抗裂性能優(yōu)于傳統(tǒng)混凝土。在橋梁病害整治與加固中，高性能混凝土可以用于替換老化或病害嚴重的混凝土結構，提高橋梁的承載能力和抗震性能。納米材料是一種具有特殊物理、化學和力學性能的材料，其顆粒尺寸在納米級別。納米材料的應用可以改善橋梁的材料性能，例如使用納米材料改善混凝土的抗?jié)B性、提高鋼材的抗腐蝕性能等[3]。此外，納米材料還可以用于制備高強度、高韌性的復合材料，增強橋梁的承載能力和抗震能力。聚合物材料具有輕質、高強度、耐腐蝕等優(yōu)點，廣泛應用于橋梁病害整治與加固中。例如，聚合物纖維可以用于增強混凝土結構，提高橋梁的抗拉強度和抗裂性能。聚合物涂層可以用于防水、防腐蝕，延長橋梁的使用壽命。除了上述材料，還有許多新材料在橋梁病害整治與加固中有著廣泛應用。例如，高性能鋼材、復合材料、玻璃纖維增強材料等。這些新材料的應用可以提高橋梁的耐久性、抗震性和安全性，延長橋梁的使用壽命。然而新材料的應用也面臨一些挑戰(zhàn)。首先是材料成本的問題，一些新材料的成本相對較高，對工程造價有一定影響。其次是材料的長期性能和可靠性需要進一步驗證，需要進行充分的實驗和實際應用驗證。此外，新材料的生產、加工和施工技術也需要不斷完善，以確保正確應用于橋梁工程。

4.2 智能監(jiān)測與維護

隨著傳感器技術、大數(shù)據(jù)和人工智能的發(fā)展，橋梁的智能監(jiān)測與維護將成為未來的發(fā)展方向。通過實時監(jiān)測橋梁的結構狀態(tài)和病害情況，可以及時采取相應的維護和加固措施，提高橋梁的安全性和可持續(xù)發(fā)展能力。傳感器技術是實現(xiàn)橋梁智能監(jiān)測的關鍵。通過在橋梁結構上布置傳感器，可以實時監(jiān)測橋梁的結構位移、應力、振動等參數(shù)。傳感器可以采集大量的數(shù)據(jù)，并通過無線通信技術傳輸?shù)奖O(jiān)測中心。這些數(shù)據(jù)可以用于評估橋梁的健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)結構的異常變化和病害問題。大數(shù)據(jù)和人工智能技術的應用可以對傳感器采集的數(shù)據(jù)進行處理和分析。通過建立橋梁的數(shù)字模型和數(shù)據(jù)分析算法，可以實現(xiàn)對橋梁結構的實時監(jiān)測、預警和診斷。通過分析數(shù)據(jù)，可以識別出潛在的結構問題，提前采取維護和加固措施，避免事故發(fā)生。智能監(jiān)測與維護的好處顯而易見。首先，它可以實現(xiàn)對橋梁結構的實時監(jiān)測，及時掌握橋梁的健康狀態(tài)，提前預警和處理潛在的病害問題，提高橋梁的安全性和可靠性。其次，它可以提高維護的效率和準確性，避免無效的維護和浪費資源。另外，智能監(jiān)測與維護還可以為橋梁的管理和養(yǎng)護提供數(shù)據(jù)支持，優(yōu)化維護計劃和資源分配。然而智能監(jiān)測與維護也面臨一些挑戰(zhàn)。首先是技術挑戰(zhàn)，包括傳感器的可靠性、數(shù)據(jù)處理和分析的復雜性等。其次是數(shù)據(jù)安全和隱私保護的問題，保護橋梁監(jiān)測數(shù)據(jù)的安全和隱私是一個重要的任務。此外，智能監(jiān)測與維護還需要解決成本問題，包括傳感器的安裝和維護成本，數(shù)據(jù)處理和分析的成本等。

4.3 可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保要求

為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標并降低對環(huán)境的影響，需要在選擇材料和施工工藝時注重環(huán)保要求。首先，在材料選擇上應優(yōu)先考慮環(huán)保性能。選擇符合環(huán)保標準的材料，如環(huán)保型混凝土、可回收材料和綠色建筑材料等，可以減少對環(huán)境的污染。環(huán)保型混凝土采用環(huán)保添加劑和替代材料，減少水泥用量，降低二氧化碳排放。使用可回收材料，如再生鋼材、再生聚合物等，可以減少資源消耗和廢棄物產生。綠色建筑材料具有低碳排放、可再生和可降解等特點，對環(huán)境影響較小。其次，在施工工藝上應注重環(huán)保要求。合理規(guī)劃施工過程，減少對土壤、水源和大氣的污染。嚴格控制施工廢棄物的排放和處理，采用合適的處理措施，如分類回收、資源化利用和安全處置。減少施工對周圍環(huán)境的噪聲和振動影響，保護周邊居民的生活環(huán)境。此外，橋梁病害整治與加固施工還可以借助可再生能源和節(jié)能技術，降低能源消耗和碳排放。例如，在施工現(xiàn)場使用太陽能和風能發(fā)電設備，減少對傳統(tǒng)能源的依賴。合理設計施工工藝和流程，減少能源浪費，提高施工效率。通過注重環(huán)保要求和可持續(xù)發(fā)展，橋梁病害整治與加固施工可以更好地保護環(huán)境和資源，實現(xiàn)經濟、社會和環(huán)境的協(xié)調發(fā)展。同時，環(huán)保施工也有助于提高工程形象和社會認可度，促進可持續(xù)發(fā)展理念在橋梁工程中的應用。然而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求也面臨一些挑戰(zhàn)。首先是技術和成本的問題。環(huán)保材料和技術往往比傳統(tǒng)材料和技術更昂貴，需要進一步降低成本，提高可行性。其次是管理和監(jiān)督的挑戰(zhàn)，需要建立健全的環(huán)境管理體系和監(jiān)測機制，確保環(huán)保要求的落實和執(zhí)行。

4.4 多學科綜合應用

橋梁病害整治與加固是一個復雜的工程領域，涉及到結構工程、材料科學、土木工程、機械工程等多個學科領域的知識和技術。在實踐中，多學科綜合應用是推動橋梁病害整治與加固的技術創(chuàng)新和發(fā)展的關鍵。首先，多學科綜合應用可以拓寬解決問題的思路。不同學科領域的專業(yè)知識和經驗可以相互補充和借鑒，為橋梁病害整治與加固提供更多的解決方案。例如，結構工程師可以提供橋梁結構的強度分析和設計，材料科學家可以研發(fā)更耐久的材料，土木工程師可以優(yōu)化施工方案，機械工程師可以設計加固設備和工具等。各學科之間的交流與合作可以促進技術創(chuàng)新和問題解決的效果。其次，多學科綜合應用可以提高整體施工效率和質量。不同學科的專業(yè)人員可以在項目團隊中共同參與，進行密切的合作和協(xié)調。他們可以共同制定項目計劃和施工方案，共同解決技術難題和挑戰(zhàn)，提高施工效率和質量。通過充分發(fā)揮各學科的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)優(yōu)化設計、合理施工和高效管理。此外，多學科綜合應用還可以促進知識的交流和學科的發(fā)展。不同學科領域的專家和研究人員可以通過學術研討會、交流會議等形式分享研究成果和經驗。這有助于加深對橋梁病害整治與加固的理解，推動相關學科的發(fā)展和進步。同時，多學科綜合應用也可以培養(yǎng)具備跨學科綜合能力的人才，為橋梁病害整治與加固領域輸送更多的專業(yè)人才。然而多學科綜合應用也面臨一些挑戰(zhàn)。不同學科之間的專業(yè)術語和方法有差異，可能導致溝通和理解上的困難。此外，項目組織和協(xié)調的復雜性也需要克服。需要建立良好的團隊合作機制，加強跨學科交流和合作的平臺和機會。

5 結束語

綜上所述，橋梁病害整治與加固施工是保障橋梁安全和可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。通過科學合理的加固方法和施工技術，可以提升橋梁的安全性和使用壽命。未來，橋梁病害整治與加固將面臨新的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，需要不斷創(chuàng)新和提高，推動橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展。