探究公路桥梁的智能养护管理与维修加固

1 公路桥梁养护管理的重要性

一方面，要及时处理公路桥梁存在的质量缺陷问题。公路桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，长期承受车辆荷载、环境侵蚀及自然灾害等多重影响，容易出现裂缝、腐蚀、变形等质量缺陷，这些缺陷不仅影响桥梁的结构安全，还可能引发交通事故，威胁公众生命安全。通过科学的养护管理，可以及时发现并处理这些问题，如对混凝土裂缝进行修补、对腐蚀钢材进行防腐处理、对变形构件进行加固等，所以，加强公路桥梁养护管理是保障其结构安全性和通行能力的必要手段，也是提高交通系统整体服务水平的关键环节。另一方面，要延长公路桥梁的使用寿命。公路桥梁设计寿命一般为几十年甚至上百年，但在实际使用过程中由于材料老化、荷载增加、环境因素等影响，其使用寿命大幅缩短，进行有效的养护管理，可以延缓桥梁的老化进程，延长其使用年限。例如，定期清洁桥梁表面、疏通排水系统可以减少水害和腐蚀；合理控制通行荷载、加强超载限制可以降低桥梁的疲劳损伤；采用新型材料和先进技术进行预防性养护，全面提高桥梁的耐久性和抗灾能力。延长桥梁的使用寿命不仅能减少大修或重建的成本，还可避免因桥梁损坏产生的交通中断和经济损失。

2 公路桥梁工程施工及养护管理中常见的问题

2.1 伸缩缝装置病害施工问题

伸缩缝装置施工是沿公路桥梁工程物或构筑物在适当施工地点安装的结构变形缝，以防止因气候温度变化、动态荷载等作用造成裂缝或结构损坏的施工结构。公路桥梁工程施工中的伸缩缝位设置于公路桥梁工程桥墩、桥端之间以及交错口上，可以缓冲公路桥梁工程之间的碰撞两联之间或者梁体与桥台之间。伸缩缝装置在公路桥梁工程施工中起着重要作用，对整个公路桥梁工程设计的质量甚至公路桥梁工程的结构安全性产生了重大影响。常见的伸缩装置病害有：缝隙堵塞、胶条损坏、现浇段开裂、梳齿板掉落等，前两种病害影响桥梁结构的耐久性，后两种病害影响到行车舒适性。伸缩缝施工中常见的问题之一是缝两端的路面不平整，主要是由于多数公路桥梁工程设计中伸缩缝通常是按普通橡胶支座设计的，但橡胶支座在长期荷载作用下容易损坏。如果异型钢卡槽不规则，胶条无法安装牢靠；浇砼时未保护好卡槽，致使漏浆，不能很好结合等，都可能导致伸缩缝问题

2.2 松散与桥台路基段沉陷

松散与桥台路基沉陷是指桥梁台台背回填土因压实不足导致路面局部区域失去支撑力而发生的下沉现象。

台背路基沉陷会导致桥头跳车情况发生。这对行车安全剂行车舒适性造成威胁。并且路基沉降会导致车辆行至桥台位置处时，对桥台冲击加大，危及桥梁安全。这种情况往往与下部结构的不稳定有关，如地基沉降、桥墩倾斜等。一旦发现松散与台背路基沉陷现象，应立即采取加固措施进行处理，以防止结构损坏进一步恶化。

2.3 剥落与坑槽

剥落与坑槽指的是桥梁路面表层材料桥面铺装剥落形成的空洞或凹陷现象，这不仅损害了桥梁的美观性，更对行车安全构成了严重威胁。此类病害通常是由于雨水侵入裂缝内部，冻融循环作用下加剧了材料的劣化过程；此外，车辆轮胎与桥梁路面之间的摩擦也会导致表面磨损加快。

3 公路桥梁的智能养护管理与维修加固措施

3.1 基础设施数字化

系统基于桥梁前端部署的智能感知设施，实现桥梁交通运行、气象环境、结构健康、设备状态等多维信息的实时精准采集。利用数字孪生技术，通过构建与桥梁物理实体相对应的虚拟模型，对采集到的桥梁数据进行数字化重构，使桥梁的结构、部件及运行状态在虚拟环境中得以真实呈现；借助高精地图技术，精确标注桥梁位置及周边地理信息，为交通运行监管提供精准地理定位支持；运用 BIM（建筑信息模型）技术，整合桥梁的设计、施工、运维等全生命周期信息，实现桥梁信息的一体化管理；结合CAE（计算机辅助工程）仿真技术，对桥梁结构受力和变形进行模拟分析；再融入人工智能技术，对采集的数据进行智能分析和处理。通过这些技术的融合应用，将采集的桥梁数据进行融合及呈现，实现桥梁基础设施数字化，赋能桥梁交通运行监管、结构健康监测报警、科学养护等应用。

3.2 一张图运行监测

基础设施数字化为全面掌握桥梁运行状况奠定了基础，而一张图运行监测功能则让这种掌握更加直观和高效。系统通过在桥梁路侧部署荷载感知、多源融合感知等设施，实现桥梁全域交通运行状况信息的精准感知。利用数字孪生技术，将交通运行实景、车辆运行信息、异常事件信息等内容在数字桥梁平台上进行孪生展现，形成一张直观的桥梁交通运行状况图。通过这张图，工作人员可以直观了解桥梁交通运行状况，赋能桥梁全域运行监测，及时发现桥梁交通安全隐患，保障桥梁交通运行安全。

3.3 动态荷载监测

在实现对桥梁全域交通运行状况的直观监测后，动态荷载监测功能进一步聚焦于桥梁所承受的荷载情况，为保障桥梁结构安全提供关键数据支持。系统通过前端多源感知设备采集到的数据、前端检测系统对车辆重量数据、轮廓数据、车辆图片及车牌信息的采集、超限车辆的报警提示，以及现场数据的上传完成初次的车辆信息与荷载信息进行绑定。再利用前端感知系统完成全域车辆定位跟踪，完成对桥面路段荷载情况的实时监测，保障桥梁交通安全。

3.4 精细科学养护

桥梁精准仿真为精细科学养护提供了技术支撑和决策依据，精细科学养护则是将这些技术和依据应用于实际的桥梁养护工作中，实现桥梁养护的高效化和精准化。系统以桥梁BIM（建筑信息模型）模型作为内核驱动，集成桥梁竣工、运营、养护信息及图文数据，实现桥梁基本数据的浏览、查询和统计，以及桥梁技术状况、病害数据的可视化等功能。更加直观地对桥梁动态信息进行查看，实时监测桥梁健康情况。

3.5 公路桥梁维护加固技术

首先，施工人员，需要在桥梁表面的裂缝区域仔细布置滑块垫板，为即将进行的加强施工提供一个稳定的基准。其次，根据详细的加固设计图纸要求，将垫板与固定点作为基础，定位锚点，并安装多杆螺栓。再次，进行锚固点的承载力测试，之后在锚固点的侧面使用斜筋加固，基于纵轴线的双向强化。随着承载需求的变化，锚固点位置的高度随之需要做出相应的调整。当斜筋与桥梁达到垂直时，需要进行锚固顶部梁和梁端的加固处理。最后，施工人员可使用凿岩机在锚点的预定位置进行打孔，打孔完成后，对锚点和放样定位区域进行彻底清理，为后续的填充和固化创造干净的环境。

结束语

综上所述，科学技术水平的提升，增加公路桥梁智能养护管理与维修加固标准，高效推动公路桥梁维修加固工作进行，延长整个结构的使用寿命。在今后发展中，行业内全面普及的大数据、人工智能、物联网等手段，必将推动公路桥梁智能养护管理与维修加固创新性发展，行业内搭建高效、智能化的桥梁养护管理体系，为我国交通运输事业稳定发展提供充足动力。

参考文献：

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