探究公路桥梁的智能养护管理与维修加固

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

万锡强

丹东市交通运输事业发展中心(丹东市港口航道事业发展中心),辽宁丹东 118000

摘要

经过长时间的通车运营,桥梁在长时间的使用中,会出现各种各样的病害问题。导致病害发生的原因有车辆荷载、环境因素、结构设计、施工质量等。随着病害的出现,桥梁的结构安全性、稳定性、耐久性均会受到影响。因此,在桥梁养护工作中,需实施针对性的维修与加固手段,有效治理病害,从而消除隐患,延长桥梁的服务年限。


关键词

公路桥梁;智能养护管理;维修加固

正文


引言

显著增加的交通运输需求,对公路桥梁稳定性提出了明确要求。早期工程建设标准低、使用环境恶劣,增加公路桥梁裂缝、锈蚀等病害几率,缩短工程使用周期,难以保障群众安全出行。传统人工经验判断的桥梁养护管理与维修加固模式,周期长且无法事先预判病害。随着科学技术水平的提升,智能化技术的全面应用,集成大数据、人工智能等先进手段,能够实时监测桥梁运行全过程,及时找出并处理潜在病害,高效养护与维修,以提高公路桥梁使用质量。

1公路桥梁损伤类型

①结构性损伤:公路桥梁的结构性损伤主要体现形式是其承重构件的功能失效,表现为裂缝、变形和失稳等情况。裂缝是桥梁在使用过程中常见的问题,通常由于荷载变化、温度波动或材料疲劳引起。变形问题则包括桥梁的挠度超标或桥面倾斜,这通常是由于超载或长时间使用造成的材料疲劳所致。失稳则是由于设计缺陷、施工不当或材料老化等因素导致某些构件的稳定性降低,从而威胁到整个桥梁的安全性。②材料性损伤:材料性损伤主要涉及构成桥梁的混凝土和钢材等材料的老化和劣化,表现形式为混凝土剥落、钢材锈蚀等。混凝土剥落往往是由于环境因素如冻融循环、化学侵蚀等造成的,这种损伤直接影响桥梁的承载能力和使用寿命。钢材锈蚀则是在潮湿、腐蚀性环境中常见的问题,锈蚀使得钢材强度下降,严重时可导致结构破坏。此外,长期承受动态荷载的桥梁也可能出现疲劳损伤,材料内部微观结构逐渐变化,最终导致材料强度的降低。

2公路桥梁的智能养护管理

2.1基础数据管理与分析

公路桥梁智能养护管理中,数据收集与整合作为第一步骤,通过安装应力传感器、位移传感器等能够监控桥梁变形,根据受力状态以及环境等各项参数,将实时采集数据传输到云端服务器,构建数据库系统。数据整合时,智能养护管理系统能够自动清洗、去重、格式转换等采集信息,预处理能够提升数据准确性,按类划分参数,以便后期随时运用。同时,可视化的智能化技术,也能够将复杂的信息,转变成直观的图像,用于监管桥梁健康状态。综合所有参数构建三维可视化模型,直观呈现出桥梁结构、受力状态等情况,便于施工人员动态化掌控桥梁状态,及时发现并处理潜在病害。

2.2预防性养护

预防性养护是公路桥梁日常维护中的重要环节,其目标在于通过提前采取养护措施,避免结构性损伤的发生和发展,延长桥梁使用寿命。预防性养护的核心在于提前发现问题并进行修复,以减少桥梁进行重大维修或更换的频率和成本。预防性养护的关键在于通过采取有效的防护措施,避免水、气候变化等外部因素对桥梁的损害。例如,定期清除桥面杂物,能够防止排水不畅引发的结构浸水腐蚀。此外,及时修复桥面裂缝,能有效避免裂缝扩大,从而避免引发更大范围的结构性问题。预防性养护的另一重要内容是桥梁结构的防护处理,这一措施能够减少材料老化与自然侵蚀对桥梁的影响。因此,预防性养护可以通过系统的检查和修复策略,将桥梁的损坏控制在萌芽阶段,进而降低后期大规模维修的频率,提升桥梁的安全性和经济性。

2.3智能养护决策支持

公路桥梁智能养护决策管理过程中,养护需求分析作为基础流程,系统能够综合历史参数与实时监测数据,精准判断桥梁养护需求。深度挖掘找出薄弱环节,明确养护的优先等级,确定关键养护区域,精细化开展养护决策的基础上,也能够优化养护方案设计内容。分析养护需求以后,还可以利用BIM技术,构建桥梁三维数据模型,涉及桥梁几何形状、结构信息等,全天性监测养护流程,以便清楚了解桥梁当前使用状态。还能够模拟多个养护方案的BIM技术,人员在虚拟环境中分析桥梁加固、维修、更换等操作流程,评估各个养护环节所需要的成本,提前调整养护方案,确保公路桥梁养护计划更加可行,且为养护决策提供直观依据。明确公路桥梁养护需求,且确定养护方案细节后,智能养护决策还能够自动形成更加具体的养护计划,覆盖养护时间、人员配置、材料采购等多个工序,推动桥梁养护工作顺利开展。智能养护管理系统具有智能规划作用,能够按照桥梁养护要求自动计算所需要的养护资源,清楚判断最佳养护周期,打造更具可行性的养护计划;坚决制定养护计划要求,智能化系统能够贯彻所有养护标准,及时找出并处理潜在养护危机,优化调整,保障桥梁始终保持稳定运行状态。

3公路桥梁的维修加固分析

3.1植筋操作要求

植筋前应按设计要求布孔定位,检查植筋处有无裂缝,裂缝处不宜植筋。植筋孔的具体位置与直径大小都要符合相关设计要求,并满足净边距、被植入钢筋深度等基本要求。植筋时使用的钢筋应满足国家相关标准的要求,使用机械设备进行切割,不可进行氧割。植筋过程中必须严格控制好时机,通常在桥面铺装层结构施工开始前实施,否则会使钢筋长时间暴露导致锈蚀,此外还要采取必要的防护措施。施工中遇到结构尺寸较小情况,应使用冲击钻,避免使用电锤。清孔时采用吹气筒、气泵和毛刷等工具清除灰尘,雨天施工用清洁水清洁孔壁,注意经长时间浸泡的孔要扫孔后再洗孔。

3.2体外预应力加固

在进行公路桥梁加固维修中,通常可采用体外预应力技术以增强结构稳定性。具体措施为在桥梁外部增设钢索,利用预应力产生的反向力矩抵消外部载荷,此方案适用于中、小型梁式桥。经实例计算验证,此新方法无需清除保护层,同时避免对现有桥梁结构造成显著损伤,可有效提升桥梁承载力30%-40%。在应用体外预应力加固时,需根据实际情况选择纵向张拉、横向拉张或纵向张拉等多种强化方式。若采用横向拉张,需在梁底部对称位置预留预应力筋,并进行适当弯曲,确保其通过枢轴在梁端与锚接钢板稳固连接。采用U形套锚固钢筋,利用拉杆将横向受力分散至多个节点,通过张拉栓结技术将两侧钢筋连接,实现预受力在梁端钢筋上的枢轴锚固。若采用垂直张拉法,需在梁的两端和中部分别设置预应力钢筋,确保预应力均匀分布。在采用纵向预应力技术时,遵循工业标准,需在梁末端设置导柱,梁底设置预受力钢筋,完成抗弯处理和锚固,再进行张拉操作。

3.3灌缝施工

(1)当混凝土裂缝的宽度在0.15mm以内时,可采取以下处理方法:沿裂缝的方向开设V型槽;随后将缝口位置处的杂物全部清除干净,用压缩空气吹扫槽内的渣土和浮灰,确保槽内清洁;用丙酮擦拭表面后涂抹环氧树脂基液,待基液初凝后,均匀涂抹一层环氧胶泥。(2)使用钢丝刷将裂缝处的松散层及污物清除干净,随后用压缩空气吹去浮尘,将注浆嘴埋设在裂缝较宽的位置处,中心孔应对准裂缝,注胶嘴的间距以20cm为宜,然后向缝内注入灌缝胶,当灌缝胶充满裂缝后,用封缝胶均匀涂抹于裂缝表面,宽度须控制在3.0cm左右。

结语

公路桥梁的加固技术是保障桥梁安全性、延长其使用寿命的重要手段。随着新材料与新技术的不断发展,桥梁加固技术也在不断创新和进步。通过合理的技术应用,桥梁加固工程可以在保证交通通行安全的前提下,高效完成桥梁修复任务,为公路交通的安全、畅通提供坚实保障。

参考文献

[1]黄胜勇.公路桥梁养护和加固维修技术的应用研究[J].低碳世界,2024,14(02):112-114.

[2]张靖羚.高速公路桥梁养护与维修加固施工技术研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(06):168-170.

[3]孙启亮.高速公路桥梁养护与维修加固施工技术研究[J].运输经理世界,2023,(31):128-130.


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