淺析道路橋梁的常見病害與養(yǎng)護方法

王玉杰 姚帥 孫光武

濟南金曰公路工程有限公司 山東 濟南 250200

引言

近年來，隨著城市交通條件改善和交通運輸量增加，道路橋梁作為交通網絡重要組成部分，承載著重要的交通任務。然而，長期以來，道路橋梁在使用中面臨各種病害問題，給安全性和使用壽命帶來威脅。研究橋梁的病害與養(yǎng)護方法，具有重要的實際意義和發(fā)展價值。本文旨在分析橋梁病害的分類與成因，深入探討常見問題及其養(yǎng)護方法，為提高橋梁壽命、確保交通安全和減少養(yǎng)護成本提供理論依據(jù)和實踐指導。

1 橋梁病害的分類與特點

1.1 超載病害的特點與養(yǎng)護

超載病害是由車輛超過設計荷載行駛導致道路橋梁出現(xiàn)病害的情況。這種病害具有以下特點：與車輛超載行駛密切相關，因為超載會給橋梁結構施加過大的力量，從而引發(fā)病害；破壞范圍廣泛且程度較重，超載可能導致橋面變形、裂縫、甚至橋梁梁體塌陷、折斷；超載病害損壞速度較快，一旦形成病害，會迅速惡化，嚴重影響橋梁的運行安全。因此，養(yǎng)護超載病害十分重要。養(yǎng)護工作主要包括定期檢測和監(jiān)測以及采取有效的修復和加固措施。通過使用現(xiàn)代化監(jiān)測設備，如應變計、位移計等，及時監(jiān)測橋梁變形情況，為超載病害提供準確數(shù)據(jù)支持。對已發(fā)現(xiàn)的超載病害，根據(jù)具體情況采取相應修復措施，例如加固橋面、填補裂縫等，以確保橋梁正常使用和安全運行。同時，加強駕駛員教育宣傳，引導遵守道路交通法規(guī)，避免超載行駛，減少超載病害發(fā)生[1]。

1.2 濕度引起的腐蝕與防護

濕度是橋梁結構中腐蝕和防護問題的重要因素。它會導致金屬結構發(fā)生氧化反應和腐蝕物質產生，影響結構強度和耐久性；對混凝土結構而言，濕度會引發(fā)鋼筋銹蝕和混凝土剝落。為了解決這些問題，可以根據(jù)具體情況采取不同的防護措施。對于金屬結構，可以采用防腐涂層如防腐漆、電鍍和熱浸鍍等方法來隔離濕度和氧氣。對于混凝土結構，則可以采用防水劑、密封材料等進行防水處理，同時改善排水性能也是有效的防護措施。

2 道路橋梁常見病害類型及成因

2.1 裂縫類病害

裂縫類病害是道路橋梁常見的一種類型，對橋梁的安全性和使用壽命有明顯的影響。因此，裂縫類病害的養(yǎng)護成為橋梁維護管理的重要環(huán)節(jié)。針對不同的病害原因，可以采取加固措施、溫度控制措施和防腐處理等方法來解決問題。加固措施可以提升橋梁結構的承載能力，如安裝鋼板和鋼筋網等。溫度控制措施可以減輕溫度荷載對橋梁的影響，例如設置伸縮縫和使用伸縮墊。防腐處理可以防止物質腐蝕引起的混凝土脫落，如涂層保護和防水處理。通過采取這些針對性的措施，可以確保橋梁的安全性和穩(wěn)定性，并延長其使用壽命。

2.2 變形類病害

變形類病害包括橋梁形變和位移異常，其主要原因是設計不合理、材料老化和施工質量問題。這種病害發(fā)生頻率高，嚴重影響橋梁的穩(wěn)定性和使用安全。塌陷和傾斜是其中最嚴重的問題，前者是基礎或地基沉降或失穩(wěn)導致整個橋梁下沉或坍塌，后者是橋梁主體結構或橋墩發(fā)生位移導致橋梁傾斜或失穩(wěn)。這些病害對橋梁的使用安全構成嚴重威脅，因此，預防和治理工作至關重要。預防方面應盡量避免設計和施工問題，并定期檢測和維護橋梁以及及時處理潛在問題。治理方面，根據(jù)具體病害采取修補和加固措施，如加固基礎和調整荷載分配。對于嚴重的病害可能需要重建或更換整座橋梁[2]。

2.3 滲漏水類病害

滲漏水類病害是指橋梁結構在使用過程中由于缺陷或損傷而導致水分滲透和引發(fā)問題。這些問題主要出現(xiàn)在橋梁的屋面、墻體和橋面等部分。滲漏水類病害的成因包括設計不合理、施工質量差、材料老化、自然環(huán)境因素以及日常維護不到位等。設計不合理和施工質量差可能導致橋梁結構存在缺陷，形成水分滲透的通道。長期的風吹雨打和日曬雨淋會導致橋梁材料老化，如混凝土龜裂、鋼筋銹蝕等，增加水分滲透的路徑。自然環(huán)境因素如降雨量大、土壤含水量高，也會增加橋梁受水分滲透的風險。日常維護不到位也容易導致滲漏水類病害發(fā)生，及時疏通和維護排水系統(tǒng)至關重要。因此，在橋梁的設計、施工和日常維護中，我們應注重細節(jié)，采取合理的防護措施，包括使用耐候性較好的材料、加強排水系統(tǒng)的清理和維護、定期檢查和修復結構缺陷等。

2.4 沉陷類病害

沉陷類病害是指由于地基下沉而引起的道路橋梁問題。地基沉陷是指在受到外力作用下地面或地基下降的現(xiàn)象，是橋梁和道路變形的主要原因之一。地基沉陷不僅影響橋梁和道路的正常使用，還可能引發(fā)裂縫和排水問題，對交通安全和工程穩(wěn)定性構成嚴重威脅。沉陷類病害的成因主要包括土壤的物理和化學性質、地下水位變化和長期荷載作用等。解決這些問題需要采取適當措施，例如地基加固、排水改善和地下水位控制。地基加固可以通過技術手段，如鉆孔灌注樁和地基改良，來增強地基的支撐能力和穩(wěn)定性。排水改善則需要修建排水溝和設立放水口等措施來及時排除地下水，以減少地基的弱化和沉陷的可能性。而地下水位控制需要采取合理的排水措施，以維持地下水位的穩(wěn)定，防止地基受潮和土壤變軟導致沉陷。因此，研究和解決沉陷類病害的成因，采取相應的加固和預防措施，對確保道路橋梁工程的安全和穩(wěn)定至關重要。

3 道路橋梁常見病害的養(yǎng)護方法

3.1 混凝土裂縫的養(yǎng)護方法

混凝土裂縫的養(yǎng)護是確保結構完整性和延長其使用壽命的關鍵。及時修補裂縫不僅是防止裂縫擴展的重要措施，還有助于維持結構的整體穩(wěn)定性。在選擇修補材料時，需要考慮與原有混凝土的兼容性、材料的強度和耐久性。修補材料通常包括環(huán)氧樹脂、聚合物修補砂漿等，這些材料能與混凝土牢固黏結，有效防止裂縫進一步擴展。防水處理是預防和控制混凝土裂縫的另一重要環(huán)節(jié)。通過在混凝土表面施加涂料、油漆或橡膠防水材料，可以形成一層防水層，有效阻止水分滲透，減少由于水分侵蝕或凍融循環(huán)引起的裂縫。此外，加強地下水滲透防止設施和改善排水條件可以降低結構周圍的濕度，減少水蒸氣對混凝土的侵蝕。定期維護和檢查也是保持混凝土結構健康的重要措施。通過定期檢查裂縫的發(fā)展情況、及時清理混凝土表面的污垢和雜物，以及實施必要的防腐措施，可以有效預防裂縫的進一步惡化，延長混凝土結構的使用壽命[3]。

3.2 混凝土凍害的養(yǎng)護方法

在寒冷環(huán)境中，確?；炷两Y構不受凍害影響的養(yǎng)護措施至關重要。這些措施不僅涉及在混凝土澆筑后立即施加的保溫措施，例如鋪設保溫材料以減緩溫度下降，還包括加強溫度控制和維持適當濕度的方法。例如，使用加熱設備如熱風機來加熱施工區(qū)域，并定期監(jiān)測混凝土內部溫度，可以有效防止混凝土過早凍結，從而保障其結構強度和穩(wěn)定性。同時，保持適當?shù)臐穸葘τ诜乐够炷粮闪阎陵P重要。在干燥的寒冷環(huán)境中，適當?shù)臐穸瓤梢员苊馑诌^快蒸發(fā)，這對于混凝土的正常固化和強度發(fā)展非常重要。此外，選擇合適的混凝土配方也是關鍵，如使用低水膠比、抗凍劑或其他添加劑，以提高混凝土的凍融耐性。

3.3 混凝土碳化的養(yǎng)護方法

為了延長混凝土結構的使用壽命，混凝土碳化需要采取適當?shù)酿B(yǎng)護方法。這些方法主要包括碳化層修補和涂層保護。碳化層修補涉及清除碳化的混凝土表面，并使用修補混凝土的方法進行修復，確保與原混凝土的黏結牢固和修補面的光潔度和平整度。涂層保護則能提供額外的防水和防碳化功能，可選擇適合的涂層材料如聚合物改性涂料和防水涂料。在施工過程中，需注意材料的均勻涂布和充分滲透，以確保涂層與混凝土表面緊密結合，形成一層有效的保護膜。通過采用這些養(yǎng)護方法，可以修復和保護混凝土結構，延長其使用壽命，并減少碳化所帶來的損害和安全隱患。

3.4 混凝土滲漏的養(yǎng)護方法

混凝土滲漏問題的養(yǎng)護方法需要綜合考慮修復漏水源和加強滲漏點的防水措施。首先，在修復漏水源方面，確定滲漏的具體位置是關鍵步驟。對于較小的漏洞和裂縫，可以使用專門的混凝土修復材料進行精確填補，這些材料通常具有良好的黏合性和耐久性，能夠與原有混凝土緊密結合。對于更大的漏洞和裂縫，則可能需要更加復雜的修復手段，如采用預應力夾套和螺栓補強等結構加固方法，這些方法旨在恢復或提升混凝土結構的完整性和承載能力。在加強滲漏點的防水措施方面，涂覆層方法涉及在混凝土表面施加特殊的防水材料，這些材料如瀝青、聚合物涂料或橡膠涂料，不僅能夠阻隔水分滲透，還能提供額外的保護層，抵御環(huán)境和化學侵蝕。沉浸法則是通過將混凝土浸泡在具有滲透性的防水浸漬液中，使防水成分滲透入混凝土內部，從而形成堅固的防水層。此外，堵漏方法利用特殊的堵漏材料或插填物封堵漏洞和裂縫，這些材料通常具有快速固化和高強度的特點，能夠迅速阻止水的進一步滲透[4]。

4 橋梁養(yǎng)護的未來發(fā)展

4.1 新技術在橋梁養(yǎng)護中的應用前景

新技術在橋梁養(yǎng)護中有廣泛的應用前景，并為該領域帶來了許多創(chuàng)新和機遇。無人機技術可以通過航拍和測量技術，高效地巡檢和監(jiān)測橋梁，發(fā)現(xiàn)和定位潛在的病害和安全隱患。傳感器技術能夠實時監(jiān)測橋梁的結構變形、應力和震動等信息，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)金B(yǎng)護管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對橋梁健康狀態(tài)的實時監(jiān)控和預警。虛擬現(xiàn)實技術的應用，可以建立橋梁的三維模型，并對不同養(yǎng)護方案進行仿真模擬，以評估效果和可行性。這些新技術的應用將提高橋梁養(yǎng)護的效率和質量，減少成本。同時，它們還為橋梁的長期使用和可持續(xù)發(fā)展提供了支撐。

4.2 環(huán)保與可持續(xù)性在橋梁養(yǎng)護中的重要性

橋梁養(yǎng)護中，環(huán)保與可持續(xù)性至關重要。傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法往往污染環(huán)境，而使用生物材料和可再生能源的環(huán)保方法可以減輕環(huán)境負荷。同時，考慮可持續(xù)性可以延長橋梁壽命，降低養(yǎng)護成本。采用耐久的建材和防腐措施可以減少修復次數(shù)和費用。采用環(huán)保技術還能提升橋梁的抗震和防災能力，減少自然災害對其造成的破壞。

4.3 利用大數(shù)據(jù)分析提升橋梁養(yǎng)護效率

大數(shù)據(jù)分析在橋梁養(yǎng)護領域發(fā)揮著重要作用。通過收集、整理和分析大量相關數(shù)據(jù)，可以快速準確地發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問題和隱患。例如，通過實時監(jiān)測橋梁的結構和使用情況，獲取的數(shù)據(jù)可以持續(xù)監(jiān)測橋梁的各項參數(shù)，并傳輸?shù)皆贫诉M行分析，早期發(fā)現(xiàn)結構破損或變形現(xiàn)象，避免安全隱患。同時，大數(shù)據(jù)分析還能提供養(yǎng)護決策的智能支持，通過深入分析歷史和實時數(shù)據(jù)，建立預測模型，預測病害的發(fā)展趨勢和養(yǎng)護周期，并制定相應的養(yǎng)護計劃和策略，提高養(yǎng)護效率，降低成本。此外，通過建立橋梁養(yǎng)護大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)全面系統(tǒng)的管理，養(yǎng)護人員可以利用平臺提供的數(shù)據(jù)和分析結果，進行維護計劃的安排、資源的優(yōu)化，以及養(yǎng)護工作的監(jiān)督和評估[5]。

5 結束語

本文深入研究了道路橋梁的常見病害與養(yǎng)護方法，通過對橋梁病害分類與特點的探討，揭示了橋梁的脆弱性與易受損性，以及常見病害的類型及成因。同時，本文提供了針對混凝土裂縫、凍害、碳化和滲漏等病害的有效養(yǎng)護方法，以延長橋梁的使用壽命。此外，本文還展望了橋梁養(yǎng)護的未來發(fā)展，強調了新技術應用和環(huán)?？沙掷m(xù)性在養(yǎng)護工作中的重要性。通過大數(shù)據(jù)分析等先進技術，有望提升橋梁養(yǎng)護的效率和準確性，實現(xiàn)更加可持續(xù)和可靠的橋梁管理。通過本文的研究與討論，希望引起更多人對道路橋梁病害和養(yǎng)護方法的關注，促進相關領域的研究和技術創(chuàng)新，以確保道路交通的安全暢通，為社會發(fā)展做出更大貢獻。