农村公路桥梁病害分析与养护维修措施

徐纪锋

（汶上县交通运输局，山东 济宁 272500）

农村公路是助推乡村振兴的重要基础设施，具有不可替代的作用。桥梁是农村公路的重要组成部分，其性能的好坏直接影响农村公路的安全畅通。而较多的农村公路桥梁服役时间长，交通压力大，受资金、技术等因素制约，改造不及时，管养力量薄弱，出现了不同程度的病害，影响了行车安全和公路服务水平，甚至存在安全隐患。因此，对农村公路桥梁进行病害调查、分析和处治，加强养护管理，显得至关重要。

1 农村公路桥梁现状和特点

农村公路桥梁主要是梁式桥、拱式桥和部分尚未改造的石板桥。梁式桥普遍采用简支梁桥，少量采用连续梁桥。基础多采用桩基础，小跨径桥梁常常采用石砌扩大基础、混凝土基础。桥板采用现浇钢筋混凝土板、预制钢筋混凝土空心板和预应力混凝土空心板。拱式桥基本上是石拱桥。

多数桥梁服役时间较长，结构简单，设计等级不高，施工工艺和质量水平偏低，管养维护长期欠缺。交通流量大幅提升，超限荷载时有通过，桥梁病害较为严重，安全隐患突出。

2 常见病害及处治措施

2.1 裂缝

（1）病害形式。桥梁裂缝主要表现为简支梁和连续梁跨中底板下边缘横向裂缝，连续梁支座附近顶板上边缘横向裂缝、腹板斜裂缝，还有沿预应力钢束的纵向裂缝和锚固区局部劈裂缝、拱桥拱圈裂缝、墩台裂缝、混凝土构件局部网裂等。

（2）成因。裂缝成因归纳起来可分为两大类：结构性裂缝和非结构性裂缝。结构性裂缝亦称荷载裂缝，是由于外部荷载大于结构抗力造成的，主要由车辆荷载、地基不均匀沉降等原因引起。例如，因超载车辆极限破坏或长期疲劳破坏，梁体跨中底板下边缘和连续梁支座处顶板上边缘受拉区域形成横向裂缝；连续梁支座附近因受到较大剪力而形成斜向裂缝；墩台基础因地基不均匀沉降而引起竖向裂缝，等等。结构性裂缝往往呈现普遍性和规律性特点，对结构安全存在较为严重的影响。非结构性裂缝亦称非荷载性裂缝，是由于自身应力变形引起的，主要成因包括温度变化、干燥收缩、材料问题、工艺不当等。例如，混凝土梁板、构件表面出现的不规则裂缝等。非结构性裂缝往往属于表面裂缝，宽度较细，没有规律性，对结构本身影响较小。

（3）处治措施。对于所有裂缝病害，必须及时进行灌封封闭处理，避免内部钢筋锈蚀，裂缝不断发展。常用的灌封材料有环氧树脂砂浆、高强度水泥砂浆、沥青及其他防水高分子材料等。对于结构性裂缝，除了灌封，还应根据裂缝位置、形态特征和损毁程度，进行加固补强，提升结构承载力。梁式桥加固方法主要有粘贴钢板、碳纤维或特种玻璃纤维加固以及增加梁底植筋加固。拱式桥拱圈加固，可分为拱腹面加固和拱背面加固。其中，拱腹面加固常用方法包括粘贴钢板，浇筑钢筋混凝土加大拱肋截面，布设钢筋网喷射混凝土或水泥砂浆加大拱圈截面。从拱背面加固时，可在拱脚区段的空腹段背面或拆除拱上建筑，在全拱圈背面使用钢筋混凝土加大截面。对于墩台裂缝，可采用压浆法增强地基承载力或加大墩台截面的方法加固。

2.2 混凝土剥落

（1）病害形式。农村公路桥梁混凝土剥落病害多发生在梁、板等受弯拉构件底面受拉区，墩、柱等受压构件保护层，桩基础浸水部位，修建时间较长的桥板板底。

（2）成因。引起混凝土剥落的原因很多，主要为环境因素和外力因素两大类。环境因素包括碳化反应、氯离子腐蚀和冻胀。其中，碳化反应影响范围较为广泛，大致过程为空气中的CO2在潮湿环境中与水泥石中的Ca（OH）2发生反应，生成碳酸盐及其他化合物，致使混凝土异变，强度降低，松散剥落。外力因素主要是指混凝土构件在车辆荷载特别是超限荷载作用下，发生变形，因强度不足表面开裂，导致混凝土剥落。此外，还有因外力碰撞所造成的混凝土开裂、掉块等损坏。

（3）处治措施。经调查，多数的混凝土剥落是由环境因素引起的，发生在混凝土保护层部位。对于该类病害，不宜直接用混凝土或水泥砂浆修补，因为新旧混凝土收缩系数等存在差异，结合面不易完全封闭，耐久性和强度会受到影响。推荐使用环氧树脂砂浆修补，以环氧树脂为胶结材料，水泥、砂、纤维为填充材料，添加固化剂、增塑剂和稀释剂。常用的固化剂为乙二胺，增塑剂为二丁酯，稀释剂为丙酮。环氧树脂砂浆参考配合比为环氧树脂（6101型）∶乙二胺∶二丁酯∶丙酮∶水泥∶砂∶纤 维=1.0∶0.12∶0.15∶0.2∶3.0∶4.0∶1.0。施工工艺：①凿除剥落部位松动混凝土；②钢筋除锈加固（如需要）；③用高压水枪清洗；④配制环氧树脂砂浆，首先将环氧树脂加热至65℃，然后加入二丁酯和丙酮拌匀，再加入填充料拌匀，最后加入乙二胺搅拌均匀；⑤涂抹并压实整平；⑥养生不少于28d；⑦涂刷环氧树脂底漆和面漆。

2.3 钢筋锈蚀

（1）病害形式。桥梁钢筋锈蚀病害主要有三种情况：混凝土保护层裂缝处钢筋锈蚀，部分混凝土表面有锈迹现象，此类病害一般较轻；混凝土剥落处，钢筋往往会发生较为严重的锈蚀，逐层脱落，截面缩小；还有一种情况是施工时钢筋已经锈蚀，未除锈或清除不到位，影响钢筋与混凝土的结合，影响程度较小。

（2）成因。在混凝土剥落、松散、裂缝或保护层厚度不足等部位，混凝土因碳化作用碱度降低，或者氯离子的侵入导致钢筋表面钝化膜氧化破坏，从而钢筋中的铁离子易在潮湿环境中与O2和H2O发生氧化反应，产生Fe（OH）2等锈蚀物。锈蚀物体积比原来增大2～4倍，产生较大的膨胀应力，致使钢筋周围混凝土开裂、剥离，加剧了混凝土的破坏。钢筋锈蚀又会造成有效截面减小，承载能力降低，影响结构安全。

（3）处治措施。根据严重程度，可参照以下方法处治：①将锈蚀部位的混凝土凿除，形状要规则；②清除钢筋锈蚀物，如果锈蚀严重，需对锈蚀钢筋进行更换；③对清理干净的钢筋喷涂阻锈剂和界面剂，做防锈处理；④在钢筋及周围混凝土表面涂抹环氧树脂胶等黏合剂，增强黏结性，避免新旧材料结合处产生裂缝；⑤选用高强度砂浆或者环氧树脂砂浆、混凝土等修补平整；⑥涂刷环氧树脂漆等防腐材料。

2.4 支座

（1）病害形式。农村公路桥梁支座病害时常发生，常见病害形式包括支座老化、开裂、变形、移位、脱空以及支座钢板锈蚀等。

（2）成因。支座老化变形主要是因为橡胶材料长期受紫外线、温度、水及车辆荷载等因素综合影响，材料性能退化引起的。支座移位主要是因支座安装不平整在外力作用下产生位移，或因不均匀受力产生剪切变形而产生的位移；支座脱空是由于梁体发生扭转或较大移位、支座垫石局部破碎、支座调平砂浆破碎脱落等原因造成的；钢板锈蚀往往因为防锈处理不到位造成的。支座病害对桥梁的安全性、耐久性影响较大，必须及时处治。

（3）处治措施。农村公路桥梁多采用板式橡胶支座、四氟板式橡胶支座以及油毡垫层支座，结构简单，价格不高。支座出现老化、塑性变形等病害时，建议及时更换，一般应对同一墩台上的支座全部更换。支座脱空的，可以用环氧树脂砂浆或高强度砂浆填充并调平；支座移位的要准确调整其位置，精确控制高度，保证均匀受力；支座钢板锈蚀可以采用喷涂阻锈材料处理。在对支座顶升前，应注意检测桥板的完好性能，避免引起其他病害。

2.5 附属设施

农村公路桥梁附属设施包括桥面系、伸缩缝、桥头搭板及护坡等。桥面铺装一般会产生裂缝、坑槽、渗水或排水不畅等病害。对于大面积铺装层损毁情况，应全桥幅宽度整块凿除，重新铺装，不宜直接加铺一层铺装层，避免增加桥梁恒载。伸缩缝病害常表现为杂物填充、钢板变形、钢构件锈蚀、橡胶止水带损坏以及混凝土破碎。若发现钢板变形、橡胶止水带损坏，应及时更换。对于钢构件锈蚀病害，可采用喷涂防锈漆并在表面涂抹油脂或润滑剂处理的方式。桥头搭板常出现裂缝、破碎和沉降现象，对于沉降病害，宜采用压降方式处理。护坡病害表现为砌石裂缝、局部沉陷和滑坡等形式，应及时处治，避免病害扩大。此外，桥梁栏杆、标志标牌也常常会因车辆碰撞、环境影响等原因发生破坏，对行车安全造成隐患，应及时维修加固或更换，保证各类设施完好。

3 管理养护

3.1 建档立卡

为每一座农村公路桥梁建立档案资料，包括设计图纸、交（竣）工资料、桥梁图片、养护资料、检测资料、维修资料、责任单位、人员情况等，建立数据库，强化信息动态管理。

3.2 日常养护

日常养护主要以日常巡查的方式进行，应由专业技术人员参与开展，巡查频次不少于1次/周，特殊情况应加大频次；主要巡查内容包括桥梁各构件表面完好性，泄水孔及桥下过水是否通畅，伸缩缝工作性能，安全设施是否完好以及桥面清洁、破损情况等。注重预防性养护，确保桥梁处于良好的工作状态。

3.3 桥梁检查

桥梁检查是管理养护工作的重要环节，也是基础性工作。通过检查可以精准掌握桥梁的技术状况，及早发现桥梁缺陷和异常。桥梁检查主要包括经常检查、定期检查及特殊检查三种形式。经常检查可由养护单位开展，每月检查1次；定期检查和特殊检查应委托专业检测机构进行，根据桥梁技术状况、交通和天气情况等，合理安排检查内容和周期。

4 结束语

桥梁病害处治和管理养护是公路养护的重要内容，也是薄弱环节，必须引起高度重视。对此，需要在充分了解农村公路桥梁常见病害和处治方式的基础上，系统探讨桥梁管理养护的内容和措施，以更好地促进农村公路桥梁管理养护工作的进行。