识桥如识车:养护人眼中的“桥界车谱”
多数人开车在路上行驶时,可能会留意经过了哪些路口、等了几个红绿灯,却很少会留意自己经过了多少座桥,更别提分辨它们是什么桥型了。养护人则不同——我们开车经过一座桥时,会不自觉地看一眼伸缩缝、瞅瞅栏杆,心里默默念一句:“这座桥最近状态还不错。”每一座桥在我们眼里,都有它的“性格”:有些桥“踏实友善”,养护相对省心省力;有些桥“精益求精”,养护更加精细精准。就像大家熟悉的汽车,有的皮实耐用、有的舒适平顺、有的追求极致。车有车的特点,桥也有桥的“性格”。下面,就让我来给它们“对对号”。
一、踏实友善的桥界“皮卡”——简支梁桥
皮卡结构简单、皮实耐用、维修保养费用也很低,不追求极致的舒适和性能,但胜在可靠、省心、维修方便。这种“踏实友善”的性格,放在桥梁界就像是简支梁桥。
简支梁桥的每一段梁体都是独立架设在两端支座上,一段受力不影响旁边那段。正因如此,简支梁桥具备施工便捷、造价经济、维修更换灵活的核心优势:某一跨出现病害,可精准处治,必要时甚至能单独更换这一跨,是日常养护工作中最省心、最“百搭”的桥型。当然,简支梁桥也有局限:每段之间必须留伸缩缝,车开过去会“咯噔”一下,行车舒适性稍逊。而且简支梁桥的单跨跨度通常只有20到40米,难以满足大跨度通航需求或跨越深谷地形,但它稳定可靠、任劳任怨,是桥梁家族里的“干活主力”。养护时应多留意梁体是否存在钢筋锈蚀、混凝土剥落以及支座是否出现过度剪切变形。

图1 福州坂东街坂东大桥
二、沉稳细腻的桥界“MPV”——连续梁桥
MPV车身长、整体感强,路面上那些细小颠簸被化解在长长的车身里,行驶起来沉稳平顺。但正因为整体性强,遇到路面起伏不平时,整个车身会感觉到被拧着、扯着,对底盘和车身结构产生很大的受力。这种“沉稳细腻”的性格,放在桥梁界就像是连续梁桥。
连续梁桥的梁体在支点处连续,整座桥协同受力,使得整体刚度大、变形小,车辆行驶在上面也没有“咯噔”的跳车感,非常舒适。正因如此,连续梁桥的跨度可以比简支梁桥大很多,轻松跨过上百米的距离。然而,整体性结构也让它墩顶区域的桥面承受了较大的负弯矩,在桥面负弯矩区容易出现细小的横向裂缝,养护时需多加留意。

图2 福泉高速公路乌龙江特大桥
三、刚柔并济的桥界“轿车”——刚构桥
轿车的车身与底盘紧密结合为一体,操控精准、反应干脆,依靠调校得当的悬挂,既能撑得住激烈驾驶的刚性,又能柔韧地吸收路面小颠簸。这种“刚柔并济”的性格,放在桥梁界就像是刚构桥。
刚构桥可以看作连续梁桥的一种特殊形式,核心特点是梁体与桥墩刚性固结,没有支座,墩梁一体成型。这样一来,整座桥的整体性很强,抗震能力好,养护也省去了检查支座的麻烦。但是,这种一体化的刚性结构失去了支座的缓冲,对温度变化格外敏感:温度升降引起的梁体伸缩会直接传给桥墩,全凭桥墩自己承受。因此,刚构桥的桥墩必须“刚柔并济”:太硬了,热胀冷缩时容易被拉裂;太软了,又撑不住梁体的重量。养护时应多观察墩身是否出现因反复温度胀缩留下的细小裂缝。

图3 三福高速猫坑溪特大桥
四、稳重可靠的桥界“越野车”——拱桥
越野车最特别的地方是它有一副独立的大梁底盘——所有路面的冲击、坑洼、石头,都先由这副底盘扛住,车身本身不直接受力。所以它能翻山越岭,哪怕轮子陷进坑里,车身也能保持稳定。但这种强悍是有前提的:底盘必须稳稳地撑在地面上,一旦陷进软泥里或者底盘被托空,再强的越野车也动弹不得。这种“稳重可靠”的性格,放在桥梁界就像是拱桥。
拱桥的桥面荷载通过吊杆、拱圈传递,最终变成向两岸推出去的水平推力,由两岸坚固的拱座牢牢顶住。正因为这种受力方式,拱桥的跨度可以做得很大,单跨超过500米,造型大气且节省材料。但拱桥的软肋也很明显:它对两岸地基的要求极高,地基必须稳如磐石,不能下沉、位移、被水淘空。一旦地基出问题,拱座也随之失稳,拱圈的推力平衡就会被打破,可能出现严重变形甚至垮塌。养护时最关键的就是盯紧两头的地基,定期检查有没有冲刷、沉降或位移。

图4 厦门环岛东路五缘大桥
五、精益求精的桥界“跑车”——斜拉桥与悬索桥
跑车性能极致、受力严苛,对设计和操控的要求极高,但同时也非常“娇贵”——对路况挑剔、零件复杂、需要频繁检修。就像人们用跑车追求车辆机械素质的极限一样,桥梁工程师们也借助斜拉桥和悬索桥一次次刷新人类让“天堑变通途”的能力极限。这种“精益求精”的性格,放在桥梁界就像是斜拉桥与悬索桥。
斜拉桥依靠斜拉索将桥面荷载直接传递到桥塔,悬索桥则通过吊索和主缆将桥面荷载传递至两岸的锚碇和桥塔。它们自重较轻、柔性好,能轻松跨越千米级的障碍,是现代大跨径桥梁的代表。但是,轻量化、柔性化的结构特性也让斜拉桥与悬索桥对风荷载、结构振动极度敏感。晴天无风时安稳矗立,一旦遇到强风,就可能出现索体剧烈颤振、桥面大幅晃动;钢丝生锈、索体损伤等都会直接削弱整体承载力,威胁桥梁安全。养护时应重点留意斜拉索、吊索和主缆有无锈蚀、断丝,定期检测索力是否均匀,并关注桥梁在风作用下的振动响应。

图5 福厦高铁泉州湾跨海大桥
六、养护路段的“混合车队”
在实际养护路段中,通常是多种桥型接连出现,形成养护路上的“混合车队”。不同桥型的受力机理、病害规律、养护重点差异很大,必须匹配不同的养护策略——不能用养皮卡的粗放方式养护超跑,也不必将超跑的精密标准强加给皮卡。
养护人员需紧扣每种桥型的核心受力特性,跳出“一刀切”的惯性思维,做到“一桥一策”。养护人的核心价值,就在于“查得准、修得好”——将精准的结构诊断与过硬的施工处治能力合二为一,从容应对每一座桥独有的“性格”,守护它们安全运营。
七、做懂桥的专业“养桥人”
读懂一座桥的“性格”是养护工作的起点,而将诊断变成精准、高效的施工处治,才是养护人真正的看家本领。每一种桥型都有对应的常见病害及配套的维修工艺,养护人不仅要及时对发现的问题进行处治,避免小毛病拖成大问题,更要理解桥型背后的受力逻辑,才能在作业中避开隐患、把好质量关。每一次到位的处治,都是养护人与桥梁之间的一场专业对话。把过硬的施工能力落到每一座桥上,既是提升专业素养的根本,也是守护安全通行的底线。
(图2来源:福建省交通规划设计院有限公司)
(图3来源:福建省交通规划设计院有限公司)
(图4来源:厦门市交通运输局)
(图5来源:中铁第四勘察设计院集团有限公司)