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技术专题
桥梁维修加固过程中的一些问题及措施
2011-9-18    来源:    作者:佚名
 桥梁加固工作近年已取得了很多进展,但我们依然面临很多问题。在加固设计方面面临的第一个难点就是要对已经出现缺陷桥梁的实际承载能力进行较准确的评估,构建缺损桥梁的有限元模型十分困难,工作量也很庞大,不太容易实现。

  笔者参与审查的几个大型桥梁加固项目来看,加固设计者并没有完全理解加固规范的基本原则,还是在沿用过去的设计理念,采用一阶段受力加固,在大部分桥梁加固时,有可能导致加固后的桥梁产生新的危险。

  面对全国大约10万座带病工作的桥梁,其中近1万座桥梁已经“病入膏肓”,各级公路管理部门逐年增加资金投入,加大对带病桥梁的处治力度;设计及研究部门也投入了大量的人力、物力对桥梁加固技术作了大量实践与研究;桥梁加固施工单位精心组织施工、监理认真进行控制,使大量的旧桥、病桥重新焕发了青春。但我们依然清楚地看到,一些地方对公路桥梁维修加固工作的重要性认识不够,特别是在公路建设任务比较重的情况下,桥梁维修加固资金投入不足,导致桥梁健康水平逐年下降,桥梁维修加固技术的发展相对较缓。主要存在着以下方面问题:

  桥梁养护、维修加固管理工作两大突出顽疾

  一、 重建轻养

  近年来,特别是加快公路建设步伐的几年,公路建设每年一个新台阶,投资几千个亿,到处都是工地。而建设热潮的背后,却是维修养护工作举步维艰,国、省道干线公路及地方道路桥梁得不到正常养护,健康技术状况每况愈下,导致了大量病桥及危桥的产生。造成这种重建轻养的矛盾,首先是由于领导的认识不到位,重视程度不够;其次是对维修养护的资金投入相对较少,有些地方存在将有限的养护资金挪用的现象;再则就是从事维修、养护技术人才流失严重,基本上被抽去搞建设,基层养护职工队伍整体素质不高,难以适应现代社会发展的要求。

  二、 过度加固

  近年来塌桥、毁桥事故频发,给人民的生命及财产安全造成了极大的损失,社会影响很大。

  为此各地公路管理部门纷纷行动起来对辖区内的桥梁进行检测及加固工作,由于桥梁检测评估队伍良莠不齐,基层有经验的桥梁专业工程师不多,缺乏对桥梁技术状况的正确判断,所以在进行具体决策时难免矫枉过正,在加固有缺陷桥梁的同时,对一些技术状况相对较好的桥梁也进行加固,造成过度加固。例如上世纪80年代之前我国修建了大量的双曲拱桥,荷载等级相对较低,由于这种桥型整体性相对较弱,使用年限长了以后在拱肋与拱波的结合面就会产生了大量沿拱轴线方向的纵向裂缝,加之国内又出现过此类桥型的倒塌事故,因此主管部门认为双曲拱桥都不可靠,都需要进行加固处理。这样做的结果使一些技术状况较好的桥梁在加固时因为植筋而使拱肋受到了损伤、又因为截面加大而负担加重,使加固效果打了折扣,浪费了有限的维修加固资金。这种现象在国内比比皆是,除了技术层面的因素,主要还与安全问责制对公路管理部门主管领导造成的心理压力过大有关。

  实现合理加固设计的两个前提

  首先,与新建桥梁设计相比,桥梁加固设计相对要复杂的多。新建桥梁只要严格按照正常的设计程序,就能得到一个合格的产品。而加固设计面临的第一个难点就是要对已经出现缺陷(裂缝、缺损、较大变形、刚度低等)桥梁的实际承载能力进行较准确的评估,虽然可以借助于桥梁结构分析软件,但要精确描述桥梁的缺损状态、构建缺损桥梁的有限元模型十分困难,工作量也很庞大,不太容易实现。因此通常的处理方法就是定性结合定量的办法,即在常规计算的基础上,根据现场检测所提供的桥梁技术状况数据,结合荷载试验结果采用一些系数(刚度修正系数、材料劣化系数、荷载变异系数等)进行修正,使修正后的计算结果尽可能地反映所加固桥梁的实际受力状态。但上述几个系数的确定相当有难度,要求加固设计者不但要有桥梁结构分析经验,更重要的是要具有丰富的桥梁检测与评估经验。

  其次,在对桥梁的实际承载能力准确把握的基础上进行桥梁加固方案设计,并对加固效果进行计算,结合经济比较,择优选择较为合理的加固方案作为推荐方案,经专家审查后进行加固施工图设计,在此阶段除了要做大量的结构分析计算外,还要求设计者必须熟悉加固施工工艺及所采用的材料性能指标,这样作出来的设计才能具有可操作性。

  由此可见,桥梁加固设计比新建桥梁设计内容繁琐,对设计人员的要求更高,长期从事桥梁加固设计的人员能够承担新桥设计,而新桥设计的人员不一定就能够承担桥梁加固设计。而目前的情况刚好相反,桥梁加固设计人员大多没有受过专业训练,有些是临时抱佛脚,加之桥梁管理单位通常认为桥梁加固设计无非就是小修小补,没有多少技术含量,对桥梁加固设计费压的较低,和设计者的付出不相匹配,这也在一定程度上影响了加固设计从业人员的积极性,造成了加固设计人才的大量流失,已经影响到了桥梁加固技术的进一步发展。

  一个应引起广泛重视的技术认识误区

  《公路桥梁加固设计规范》(JT G/T J22—2008)已于2008年10月1日正式实施,这本规范特别指出桥梁加固设计时应考虑分阶段受力,混凝土桥梁加固后的极限承载力应以原结构截面中的混凝土或钢筋强度设计值控制。从笔者参与审查的几个大型桥梁加固项目来看,加固设计者并没有完全理解加固规范的基本原则,还是在沿用过去的设计理念,采用一阶段受力加固,这对于加固施工时能够完全卸载的桥梁基本是适用的,但对大部分桥梁来说加固时并不可能完全卸载,加固设计计算按一阶段受力就欠合理,有可能导致加固后的桥梁产生新的危险。

  加固施工薄弱环节的四个表现

  与新建工程施工相比,目前国内从事桥梁加固施工队伍的技术水平参差不齐,专业化程度较低,一定程度上影响到了桥梁加固施工的质量。

  一、管理与技术人才缺乏

  桥梁加固施工方面的管理人员与技术人员缺乏,基层班组施工人员的素质较低,对桥梁加固施工的程序不甚清楚,对一些关键的施工工序及工艺做不到位。

  二、安全意识、质量意识较为淡漠

  有的加固施工队伍存在盲目施工、野蛮施工现象,造成结构产生新的损伤,使已经存在缺陷的桥梁雪上加霜,影响了桥梁的加固效果。

  三、经济利益置先

  有的施工单位将劣质的材料用于桥梁加固施工,如采用不符合规范要求的劣质结构胶替代优质胶粘剂进行粘贴钢板、纤维复合材料,植筋或灌缝等作业,人为使加固成本下降,但这些材料的使用无疑使桥梁加固效果大打折扣,给加固后的桥梁埋下了新的安全隐患。

  四、保障措施与预警体系落后

  保障结构在加固施工过程中的安全稳定是做好加固施工的前提,因此必须对被加固桥梁进行监控,观测关键截面的应力、挠度变化,为加固施工的安全有序进行做好预警工作。比如拆除桥梁、采用大吨位预应力技术加固桥梁、更换斜拉索、更换拱桥的吊杆及系杆、桥梁基础和人工地基处理时都应该事先采取措施进行监控,同时做好应急预案,防止结构在施工过程中的突然倒塌。国内多起施工过程中的塌桥事故很大程度上与施工队伍没有完善的安全保障措施与监测预警体系有关。

  质量监督是加固工程质量的保障

  《公路桥梁加固施工技术规范》(J T G/TJ23—2008)对桥梁加固施工过程中的质量检验提供了方法与指标,虽说有些指标还无法量化,在实际应用中缺乏可操作性,但是基本能够满足质量控制的需要;而桥梁加固完工后的交(竣)

  工验收则一直缺乏相关的标准和依据,《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004)中没有具体规定桥梁加固质量控制方面的内容,在实际工程中一般参照新建项目的程序及内容进行,这样一些特殊的分项工程的质量难以检验,给加固质量验收工作造成了很大的困难。

  期待与建议

  以上这些问题必须引起广大从业人员足够的重视,否则任何一个疏忽都可能给桥梁维修加固工作及人民生命财产安全造成损失,产生不良的社会影响。应制定切实可行的措施加以改进。具体如下:

  第一,践行科学的养护维修加固观念

  即树立“建设是发展,养护维修也是发展”的观念,树立科学合理的可持续发展观念。改掉重建轻养、过度加固的思想观念,使桥梁养护维修与加固工作走向一个健康和谐的发展轨道。

  第二,使技术队伍迈向专业化的三条途径

  公路交通的迅猛发展,必然要求强化组织管理。在桥梁管养方面,应设立专职桥梁养护工程师,并保证其工作性质的相对稳定,不能随意换动。

  在桥梁检测及加固设计方面,应该提倡检测、评估、加固设计一体化,使桥梁检测、评估与加固设计都由经验丰富的专业单位承担,减少中间环节,使加固方案有较强的针对性,真正达到根除病害、恢复桥梁使用功能的目的。

  在加固维修施工队伍建设方面,针对桥梁维修加固工作的需要,选拔优秀的专业施工队伍,使每个工序都能做到专业人员、专门程序、专用方法,具备随时掌握桥梁的技术状况、处治各种危急突发事件的能力。

  第三,加大桥梁维修加固费用的投入

  为保证桥梁的正常运营,延长桥梁使用寿命,应该投入合理经费进行桥梁检查、维修及加固工作,进行科学的排序与决策,保证桥梁养护与维修加固资金的合理与充足使用。同时,根据各地的实际情况,提出切实可行的桥梁养护、维修加固管理的目标与措施,促进桥梁养护、维修与加固工作。

  第四,加强监督检查力度

  严格的质量检查措施是保证桥梁维修加固施工质量的有效方法。因此需要业主及监理工程师对正在进行的加固工程的每个施工工序进行严格的跟踪检查,杜绝隐患,保证桥梁加固施工过程质量,质量监督部门也要分别组织定期检查和专业检查,在有条件的情况下,应该进行桥梁加固后荷载试验,以检验加固效果。

  总之,加强对公路桥梁的养护、维修、加固与改造,提高桥梁承载能力和行车性能,延长使用寿命是一项系统工程。搞好这项工作不仅可以减少和避免危及人民群众生命财产安全的事故发生,而且对于促进公路交通事业的可持续发展有着重要的意义。

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