公路橋梁病害成因及養(yǎng)護對策分析

艾誠

（江西省交通投資集團有限責任公司南昌西管理中心，江西 南昌 330000）

0 引言

公路橋梁在養(yǎng)護維修的過程當中，要將橋梁的病害問題及原因?qū)ふ页鰜恚扇∮行У酿B(yǎng)護措施治理和防控，才能夠確保公路橋梁的運行穩(wěn)定性。根據(jù)當前現(xiàn)狀分析可以了解到，影響公路橋梁病害的因素有很多種，不僅包含了自然因素還包含了施工因素，因此要結(jié)合實際探尋出更為科學有效的養(yǎng)護措施和養(yǎng)護管理體系制度，切實做好公路橋梁養(yǎng)護工作。

1 公路橋梁養(yǎng)護管理的意義

公路橋梁工程在使用過程中會出現(xiàn)不同程度的破損，其原因來自多方面，如建造缺陷、載荷沖擊、自然侵蝕和自然災害等。管理部門及時組織修復工作能夠保證公路橋梁的安全性和可靠性，可見開展公路橋梁養(yǎng)護管理十分重要。公路橋梁養(yǎng)護管理的重要意義主要體現(xiàn)在以下四個方面：

第一，公路橋梁是交通運輸?shù)闹匾M成部分，其安全性和可靠性至關(guān)重要，養(yǎng)護管理工作能及時發(fā)現(xiàn)和修復橋梁的缺陷和病害，確保橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和使用壽命，從而保證交通運輸?shù)臅惩ê桶踩玔1]。

第二，公路橋梁養(yǎng)護管理有助于延長橋梁的使用壽命。通過定期的檢測、維護和保養(yǎng)，可以防止橋梁受到自然環(huán)境因素、車輛荷載和其他外界因素的損害，減少橋梁的病害發(fā)生和進一步損壞，延緩橋梁的老化進程，提高其使用壽命和經(jīng)濟效益。

第三，公路橋梁養(yǎng)護管理對于節(jié)約資源和減少成本也具有重要意義。通過及時維護和保養(yǎng)，可以避免橋梁發(fā)生嚴重病害，減少橋梁的大規(guī)模修復和更換，能夠節(jié)約維修和建設(shè)成本，同時也能降低通運輸中的能耗和環(huán)境影響。

第四，公路橋梁養(yǎng)護管理對于提升道路網(wǎng)絡(luò)的整體質(zhì)量和可持續(xù)發(fā)展具有重要作用?？茖W的養(yǎng)護管理能夠保持橋梁的良好狀態(tài)，提高道路網(wǎng)絡(luò)的安全性、便捷性和通行效率，提升整個交通系統(tǒng)的運行質(zhì)量和效果，為民眾的出行和經(jīng)濟發(fā)展提供可靠的基礎(chǔ)設(shè)施支撐。

2 公路橋梁病害常見類型及成因

2.1 裂縫

鋼筋混凝土橋梁裂縫按產(chǎn)生原因分為兩類，一類是結(jié)構(gòu)裂縫；另一類是非結(jié)構(gòu)裂縫。結(jié)構(gòu)裂縫形成的主要原因包括：設(shè)計應力超限，配筋不合理，預應力筋錨固不合理，基礎(chǔ)沉降及意外事故等。非結(jié)構(gòu)裂縫形成的主要原因包括：由于混凝土收縮、支架變形和熱量變化（早期水化熱、溫度變化、冰凍、融化）和化學作用（鋼筋腐蝕脹裂、堿性骨料反應脹裂）等[2]。

2.2 環(huán)境因素引起的損傷

橋梁結(jié)構(gòu)長期暴露于自然條件下，受到環(huán)境溫度和濕度的影響以及大氣的侵蝕，容易出現(xiàn)下列損傷：

一是混凝土碳化與鋼筋腐蝕。在鋼筋混凝土橋梁結(jié)構(gòu)中這兩種病害現(xiàn)象比較常見，若不及時修復，這類病害會越來越嚴重，橋梁結(jié)構(gòu)會沿鋼筋方向產(chǎn)生更多裂縫，從而影響結(jié)構(gòu)的整體安全性和耐久性。

二是氯離子侵蝕和堿集料反應。氯離子侵蝕是指氯化物滲透到混凝土內(nèi)部并與鋼筋發(fā)生化學反應，導致鋼筋銹蝕和混凝土破壞。堿集料反應是指混凝土中的堿性物質(zhì)與某些含有反應性成分的集料發(fā)生反應，導致混凝土膨脹和開裂。這兩種因素會導致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂、剝落和強度降低等病害，若不及時處理會影響結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性。

三是凍融病害及滲水作用。在濕潤條件下，混凝土中的孔隙水由于溫度的變化而發(fā)生凝固膨脹，溶解后產(chǎn)生松弛，如此反復產(chǎn)生疲勞應力，使混凝土由外向內(nèi)逐漸剝蝕。

2.3 支座和伸縮縫病害

支座是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其質(zhì)量直接影響橋梁的承載力和安全性。支座病害主要包括支座脫落、鋼筋外露、支座老化、固定支座螺母松動、支座結(jié)構(gòu)受力不均勻等，原因如下：

一是溫差和動荷載引起梁體伸縮變形，由于伸縮量不均勻，導致整個支座移動，從而使位移超限；二是支座本身質(zhì)量有問題；三是施工質(zhì)量不達標，如結(jié)合部位不平，支座下鋼板缺失或厚度不足等；四是承載力過大，超過支座的設(shè)計承載力，使支座發(fā)生變形甚至斷裂。

伸縮縫設(shè)于梁體末端，屬于結(jié)構(gòu)薄弱部位。反復受到汽車荷載的作用，伸縮縫易受到損傷，工作性能也會受到一定的影響。橋梁伸縮縫裝置損壞的主要表現(xiàn)有伸縮縫變形、錨固構(gòu)件損壞、接頭四周填料剝落、凹凸不平、錨固混凝土局部破損、出現(xiàn)麻面與錨固鋼筋暴露等[3]。

2.4 橋墩和橋臺損壞

橋墩和橋臺是公路橋梁的重要支撐結(jié)構(gòu)，承擔著將橋梁荷載傳遞到地基的重要功能。然而，由于長期受到各種外力的作用，橋墩和橋臺會發(fā)生損壞和病害，對橋梁的穩(wěn)定性和安全性造成潛在威脅。

一是裂縫。裂縫一般是因材料收縮、膨脹、變形或受外部荷載影響產(chǎn)生的。裂縫會降低橋墩和橋臺的結(jié)構(gòu)強度，甚至引發(fā)進一步的損壞和不穩(wěn)定問題。

二是腐蝕。橋墩和橋臺常常處于潮濕的環(huán)境中，長期受到水流和濕度的影響，會引起金屬部件的腐蝕，會導致金屬結(jié)構(gòu)損壞，從而影響橋梁的承載能力和穩(wěn)定性。此外，車輛的振動和水流的沖刷都會對橋墩和橋臺產(chǎn)生力學作用，長期的振動和沖刷會導致結(jié)構(gòu)疲勞和損傷，甚至引起傾斜和變形。

3 公路橋梁病害治理養(yǎng)護對策

3.1 裂縫治理養(yǎng)護對策

對于結(jié)構(gòu)裂縫，養(yǎng)護對策包括加強設(shè)計的合理性、施工質(zhì)量控制，確保應力不超限、配筋合理、預應力筋錨固狀態(tài)良好，同時要采取基礎(chǔ)控制沉降和意外事故預防措施。此外，應定期檢測和監(jiān)測結(jié)構(gòu)裂縫的變化情況，及時采取修復措施，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性可靠性。

對于非結(jié)構(gòu)裂縫，養(yǎng)護對策應注重混凝土的收縮控制和熱量變化的影響。在養(yǎng)護階段，應采取措施減少混凝土的收縮，如適當調(diào)整配比、增加混凝土的含水量、使用緩凝劑等。此外，應注意控制橋梁的溫度變化，避免過大的溫度差對混凝土的影響。

針對鋼筋腐蝕脹裂和堿性骨料反應脹裂等化學作用，應定期進行防腐處理和檢測，確保鋼筋和骨料的質(zhì)量，以避免產(chǎn)生裂縫。

3.2 環(huán)境因素引起損傷養(yǎng)護對策

針對橋梁結(jié)構(gòu)長期暴露于自然條件下導致的混凝土碳化、鋼筋腐蝕、氯離子侵蝕、堿集料反應、凍融病害和滲水作用等損害問題，需要采取相應的養(yǎng)護對策。

一是針對混凝土碳化和鋼筋腐蝕，可采取增加混凝土覆蓋層厚度、采取防腐涂料或防腐劑等措施，以減緩鋼筋腐蝕的速度。二是對于氯離子侵蝕和堿集料反應，可以選擇具有抗氯離子滲透和堿-骨料反應抑制作用的混凝土材料，并加強定期檢測和維護。三是對于凍融病害和滲水作用，應采用防水涂料、加強混凝土密實度、修復裂縫和加裝防水層等方法養(yǎng)護，以減少水分進入混凝土內(nèi)部，防止凍融循環(huán)引起的損害。

3.3 支座和伸縮縫病害養(yǎng)護對策

針對支座病害，可采取定期檢查和維護措施，確保支座的正常運行和承載能力。嚴格按照要求檢查支座的伸縮變形情況，確保伸縮量均勻，避免位移超限。對支座進行質(zhì)量檢測，確保其合格；修復施工缺陷，如結(jié)合部位不平、鋼板缺失或厚度不足等問題，確保支座的承載力與承受壓力相匹配，避免發(fā)生嚴重變形或斷裂。

對于伸縮縫的病害，可采取定期檢查和維護措施，以保證其正常工作性能。對于伸縮縫的變形、錨固構(gòu)件損壞、填料剝落、凹凸不平、錨固混凝土破損及麻面和錨固鋼筋暴露等問題，應及時進行修復和更換，以保持伸縮縫的完整性和良好的工作性能。伸縮縫更換處理如圖1 所示。

圖1 伸縮縫更換處理

3.4 橋墩和橋臺損壞養(yǎng)護對策

針對裂縫問題，應進行定期的巡檢和監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和修復裂縫。對于材料收縮、膨脹、變形等原因引起的裂縫，可以采用填縫、修補等方法進行修復，保證橋墩和橋臺的結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性。此外，需要對外部荷載進行合理控制，避免過大的荷載對橋梁造成不利影響。

針對腐蝕問題，應定期進行防腐維護工作?？刹捎梅栏繉?、防水涂層等措施，保護金屬部件，使其免受水流和濕度的侵蝕。定期檢查和維護涂層的完整性，及時修復破損的涂層，以防止腐蝕的發(fā)生和擴散。同時，應加強排水系統(tǒng)的設(shè)計和維護，確保橋梁周圍的排水暢通，減少水流對金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕影響[4]。

對于橋墩和橋臺的振動和沖刷問題，可以通過增加支撐和加固裝置，提高結(jié)構(gòu)的抗震性和抗沖擊能力，減少振動和沖刷對橋梁的影響。定期檢查和維護振動和沖刷引起的損傷，修復裂縫和疲勞損傷，確保橋墩和橋臺的穩(wěn)定性和安全性。

4 公路橋梁病害養(yǎng)護建議

江西省農(nóng)村公路危橋數(shù)量大，改造任務十分艱巨，必須采取切實措施，加快推進改造工作，確保農(nóng)村公路橋梁安全運行。

4.1 培養(yǎng)專業(yè)的養(yǎng)護隊伍

公路橋梁的維護工作需要依靠一支負責、專業(yè)、嚴謹?shù)穆氛芾黻犖?，路政人員積極配合和協(xié)作，才能有效地進行橋梁維護工作。為了確保公路橋梁的可靠運行和安全性，需要采取一系列措施來培養(yǎng)和提升路政管理隊伍的能力和素質(zhì)。

一是要加強對路政管理人員的專業(yè)化培訓。通過組織各類培訓課程和研討會，提升路政管理人員的專業(yè)知識和技能，使其能夠熟悉橋梁維護的工作流程和操作規(guī)范。二是要關(guān)注新技術(shù)、新材料的應用，培養(yǎng)路政管理人員的創(chuàng)新意識和解決問題的能力，以應對不斷變化的橋梁維護需求。三是要制訂公路橋梁路政管理手冊，并嚴格執(zhí)行相關(guān)制度。通過編制詳盡的管理手冊，明確橋梁維護的工作標準、程序和要求，確保工作的規(guī)范性和一致性。四是要建立健全的監(jiān)督機制，加強對路政管理人員的考核和評估，確保工作質(zhì)量和效率[5]。

4.2 建立專業(yè)的公路橋梁養(yǎng)護管理系統(tǒng)

建立一套專門的養(yǎng)護管理體系十分必要?？苫谛畔⒓夹g(shù)，將橋梁的基本信息、使用情況、維修保養(yǎng)記錄等輸入到統(tǒng)一的管理系統(tǒng)中。管理人員可以隨時查閱橋梁的歷史記錄、檢測數(shù)據(jù)、維修記錄等，從而全面了解橋梁的狀況和歷史演變。同時，系統(tǒng)的統(tǒng)計分析功能使得橋梁數(shù)據(jù)可以被全面統(tǒng)計和分析，快速生成報表和圖表，方便管理人員進行評估和決策，進而制訂相應的養(yǎng)護管理方案，從而提升養(yǎng)護管理水平，保證養(yǎng)護質(zhì)量。

4.3 推進“路長制”“橋長制”，加強公路橋梁日常養(yǎng)護

日常養(yǎng)護是保證公路橋梁長期穩(wěn)定運行的重要保障。為了確保養(yǎng)護工作的有效性，需要加強一系列日常養(yǎng)護措施。

一是定期清理排水設(shè)施的雜物，特別是易堵塞排水孔，以降低事故發(fā)生率。二是及時修補橋面鋪裝層的裂縫和坑槽，徹底解決病害橋面，保持橋面的平整度和密實度。三是伸縮縫的清理和維護也非常重要。及時清理伸縮縫中的雜物，替換老化的橡膠填充物，以確保伸縮縫能夠正常使用。

為確保上述措施有效落實，需要制訂詳細的養(yǎng)護工作流程，并選定一名具備工作能力和負責精神的人員擔任“路長”或“橋長”，帶領(lǐng)養(yǎng)護人員開展日常養(yǎng)護工作，并承擔起相應的責任。通過加強日常維護，使公路橋梁在更加安全的環(huán)境中運行，為道路交通安全提供可靠保障。

4.4 加強橋梁預防性養(yǎng)護監(jiān)測，做好橋況鑒定工作

定期對公路橋梁進行預防性監(jiān)測十分必要。橋梁檢測設(shè)備的快速發(fā)展，為精準評估橋梁的技術(shù)狀況提供了有利條件，因此必須定期使用專業(yè)的檢測設(shè)備對公路橋梁進行監(jiān)測、檢測、分析和維修工作。橋梁檢測是獲取橋梁數(shù)據(jù)和建立橋梁數(shù)據(jù)庫的手段，通過對橋梁進行定期監(jiān)測檢查，有助于及時了解橋梁各個部分的受損程度，評定和鑒定橋梁質(zhì)量狀況，為后續(xù)養(yǎng)護工作的開展打下堅實的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

公路橋梁病害的成因是多方面的，因此需要根據(jù)病害類型與成因采取針對性的養(yǎng)護措施，以有效延長公路橋梁的使用壽命，提高其安全性和可靠性，從而保障交通安全與順暢。此外，需要樹立更為科學的養(yǎng)護理念，積極引進新技術(shù)、新方法，對橋梁病害進行更為有效的處理，以提升橋梁的安全性及穩(wěn)定性，為民眾提供更為安全、可靠的交通環(huán)境。