干线公路桥梁病害的养护及应对措施分析

杨玉平

(定西公路事业发展中心岷县公路段，甘肃 定西 748400)

0 引言

干线公路桥梁是国家交通运输网络中的重要组成部分，其安全性和可靠性直接关系着全国道路交通的顺畅运行。然而，由于一系列外界因素的影响和使用时间的增长，干线公路桥梁病害日益突出，给公路运输带来严重的安全隐患和经济损失。采取科学的针对桥梁病害的养护及应对措施可以有效延长桥梁的使用寿命，减少维修成本，并确保交通运输安全畅通。因此，干线公路桥梁病害的养护及应对措施是迫切需要深入研究的课题。

1 干线公路桥梁病害的成因

1.1 自然环境因素

干线公路桥梁病害的成因往往与自然环境因素密切相关。自然环境因素包括气候、地质、水文等方面。这些因素对桥梁结构造成的影响可以是渐进的，也可以是突发的。首先，气候条件是导致公路桥梁病害形成的一个重要因素。例如，极端的高温或低温环境下，公路桥梁结构材料容易发生热胀冷缩以及变形，进而导致裂缝和破损现象；此外，降雨量的增加也会对公路桥梁结构产生冲刷和侵蚀作用，增加其病害形成的风险。其次，地质条件也会对公路桥梁病害的形成产生重要影响。例如，公路桥梁所在地存在土质松软或地基沉降等问题，那么公路桥梁的承载能力就会受到严重影响，容易发生结构变形或破坏；此外，如果公路桥梁所在地存在地震活动，也会对公路桥梁结构产生破坏性影响。最后，水文条件也是引起公路桥梁病害的重要因素之一。水文条件包括河流的水位、洪水和桥面积水下渗等因素。即使公路桥梁不直接与水流接触，水位的上升或洪水的冲刷也会对公路桥梁的基础和支座造成损害，增加公路桥梁病害形成的风险。总而言之，自然环境因素是导致干线公路桥梁病害形成的重要原因之一。了解和研究自然环境因素对公路桥梁的影响，对于制订科学合理的养护及应对措施具有重要意义。

1.2 设计和施工质量问题

干线公路桥梁病害的成因往往与设计和施工质量问题密切相关。设计和施工过程中的失误、偷工减料、施工工艺不当等因素会导致公路桥梁病害的形成。首先，设计问题是造成公路桥梁病害的重要原因之一。例如，在设计阶段，若没有考虑到交通负荷的变化规律、地质条件、气候因素等，会导致公路桥梁结构的稳定性、耐久性差，从而容易出现损坏现象；此外，设计中的计算错误、设计参数的选取不合理等也会影响桥梁的结构安全性。其次，施工质量问题也是公路桥梁病害的一个主要成因。施工过程中的偷工减料、操作不规范、质量监控不到位等问题都可能导致公路桥梁出现结构缺陷或材料疵点。例如，当施工人员没有严格执行施工工艺，或者使用了低质量的材料，都会降低桥梁的承载能力和使用寿命；此外，施工过程中的技术水平和经验水平也会对公路桥梁的质量产生影响，若施工队伍缺乏相应的技术培训和专业知识，就很难保证施工的质量和工艺的合理性，容易出现施工缺陷；同时，施工人员对于施工现场的实际情况掌握不足，也容易造成施工质量问题。

1.3 交通荷载

交通荷载是干线公路桥梁病害的重要成因之一。由于干线公路桥梁承载着大量的运输车辆，车辆经过时会对桥梁施加荷载。这些荷载包括静荷载和动荷载两种形式。静荷载是指车辆停靠在公路桥梁上时施加在公路桥梁上的荷载。例如，车辆停在公路桥梁上等待信号灯时，公路桥梁需要承受车辆的自重和静止状态下的动力荷载。静荷载一般是稳定的，但长时间的静荷载作用仍会对桥梁造成变形和疲劳损害。动荷载是指车辆在公路桥梁上运行的过程中对桥梁施加的荷载。这些荷载是非常复杂且不稳定的，其大小与车辆类型、速度、车辆数量等因素有关。车辆在公路桥梁上行驶时，会产生惯性荷载、弯矩荷载、剪力荷载等多种形式的动荷载。这些动荷载会给公路桥梁结构带来振动、变形和疲劳等损害，进而导致公路桥梁病害的形成。交通荷载对公路桥梁的影响是渐进累积的过程，长时间的重复荷载作用会导致桥梁被损伤和破坏。因此，合理评估和控制交通荷载对公路桥梁的影响，采取相应的加强措施，对于保障干线公路桥梁的安全性和可靠性非常重要。这可以通过制定合理的荷载标准、进行荷载试验和监测等手段实现。同时，在公路桥梁的养护和维修过程中，也需要重点考虑交通荷载对公路桥梁结构的影响，及时修复和加固受损的部位，确保公路桥梁的正常运行。

2 干线公路桥梁病害的种类

2.1 结构裂缝

结构裂缝是干线公路桥梁病害中较为常见的一种类型，它指的是桥梁结构出现的裂缝现象。例如，桥梁的梁体可能发生裂缝和破损，这些问题可能导致梁体的强度和承载能力下降，从而影响公路桥梁的安全性和稳定性。梁体的裂缝和破损往往是由材料的老化、不适当的维护以及外部力的作用等原因导致的。根据不同的外部力，可将结构裂缝分为静态裂缝和动态裂缝两种。

静态裂缝主要是指公路桥梁结构在静力荷载作用下出现的裂缝。静态裂缝的形成原因多样，常见的原因包括材料老化、结构设计缺陷、施工质量问题等。例如，公路桥梁结构中的钢筋在受到荷载作用时由于弯曲或拉伸产生的应力超过材料的承载能力，就会导致静态裂缝的形成。

动态裂缝是指公路桥梁结构在动态荷载下出现的裂缝。动态荷载包括车辆的行驶荷载和风荷载等，车辆的行驶荷载是最常见的动态荷载。当车辆通过桥梁时，其重量以及行驶速度会产生动态荷载，造成桥梁结构振动以及应力的变化，进而导致动态裂缝的形成。

结构裂缝对桥梁的安全性和可靠性具有严重影响。裂缝会导致桥梁结构的强度和刚度减弱，进而造成结构失稳。因此，及早发现和修复裂缝是针对桥梁病害的养护及应对关键步骤之一。

针对结构裂缝的养护措施包括定期监测和维修。定期监测可以通过使用传感器和监测设备来实时监测桥梁结构的变化情况，及早发现裂缝并进行评估。一旦发现裂缝变大或存在危险性，就需要及时进行维修。维修包括填补裂缝、加固结构和修复损坏部位等，以保障桥梁的使用寿命和安全性。

2.2 钢筋锈蚀

钢筋锈蚀是干线公路桥梁病害中的一种常见问题。由于桥梁长期暴露在恶劣的自然环境中，钢筋容易受到氧气、水分和盐分的侵蚀，导致钢筋表面产生锈蚀。钢筋锈蚀对于桥梁的结构安全和承载能力造成严重影响。钢筋锈蚀的原因可分为内部因素和外部因素。内部因素主要包括混凝土中的水分、碱性物质和氯离子等。水分和碱性物质会加速钢筋锈蚀，而氯离子则是导致钢筋锈蚀的主要因素之一。外部因素主要包括酸雨、融雪盐和交通污染等，这些因素可以通过化学反应或物理作用使钢筋表面发生锈蚀。钢筋锈蚀所带来的问题主要包括桥梁强度下降、结构破坏以及桥梁使用寿命缩短。首先，钢筋锈蚀会使钢筋截面面积减小，从而减弱钢筋的承载能力，使得桥梁承载力下降。其次，钢筋锈蚀还会导致混凝土开裂和剥落，进一步加剧桥梁结构的破坏。最后，钢筋锈蚀会缩短桥梁的使用寿命，增加维修和更换的成本。为了应对干线公路桥梁钢筋锈蚀的问题，需要采取相应的养护措施。第一，需要定期对桥梁进行巡检和维护，及时发现钢筋锈蚀的迹象，并采取措施进行修复。第二，可以采用防腐涂层或者防锈剂等材料对钢筋进行保护，减缓钢筋锈蚀的发展。第三，加强环境保护工作，控制盐分和酸碱物质的污染，减少钢筋锈蚀的影响[1]。

2.3 桥面铺装损坏

桥面铺装损坏是干线公路桥梁常见的病害之一。由于长时间承受交通荷载和恶劣气候影响，桥面铺装往往会出现裂缝、坑洼和起伏等损坏。这些损坏不仅影响驾驶的舒适性，还可能导致交通事故的发生。桥面铺装损坏的主要原因有以下三点:其一，交通荷载是导致桥面铺装损坏的重要因素之一,车辆的重量和频繁通行会使桥面承受巨大的压力，导致铺装材料破坏和损耗。其二，恶劣气候也会对桥面铺装造成影响,例如，温度变化和冻融循环会导致铺装材料膨胀和收缩，从而造成裂缝和剥落。其三，施工质量不达标、材料选择不当等因素也可能导致桥面铺装损坏。

为了解决桥面铺装损坏问题，应采取一系列的养护措施。首先，定期巡检和维护是必不可少的。通过定期检测桥面铺装的状况，及时发现和处理损坏部位，可以避免损坏进一步恶化。其次，对于已经损坏的桥面铺装，应予以修复和加固。修复包括填补裂缝、修复坑洼和平整起伏等。加固可以通过铺设加筋板、增加铺装厚度以及更换铺装层等方式提升桥面铺装的承载能力。最后，合理选择和使用耐久性好的铺装材料也是养护的重要措施之一。

除了养护措施，还应采取应对措施以预防和减少桥面铺装损坏问题。一是加强施工质量控制，确保桥面铺装施工符合标准和规范。二是加强技术研发和推广，提高桥面铺装的耐久性和承载能力。三是加大对桥面铺装养护的投入，提高维护施工的质量，也是应对桥面铺装损坏的重要措施。

3 干线公路桥梁病害的养护措施

3.1 经常检查和检测

定期巡检和维护是保障干线公路桥梁运行安全的重要养护措施。通过定期巡检，能够及时发现桥梁存在的病害和隐患，避免潜在安全风险的发生和扩大。巡检内容包括桥面铺装损坏、结构裂缝、钢筋锈蚀的程度等。巡检应该按照一定的频率进行，具体频率可根据桥梁的规模和使用情况确定。巡检工作应该由专业的技术人员严格按照规范和要求对桥梁各个部位进行全面细致的检查。对于发现的问题，要及时记录并制订相应的修复方案。在巡检过程中，还可以利用无损检测、激光扫描等现代检测技术对桥梁进行更加精确和全面的评估[2]。

除了定期巡检外，还应该进行特殊情况下的临时检测。例如，在发生自然灾害或重大事故时，需要对桥梁进行紧急检测，确保其安全性。此外，还可以利用智能化监测系统对桥梁的运行状况进行实时监测，通过数据分析和预警机制，实现对潜在问题的提前预警和预防。定期巡检和维护是针对干线公路桥梁病害的养护基础工作，只有及时发现并排除问题，才能保证桥梁安全运行。因此，在实际养护工作中，应加强巡检力度，确保巡检工作的质量和效果。同时，还应借鉴先进的巡检技术和经验，不断提高巡检的准确性和效率，以有效延长桥梁的使用寿命，保障交通安全。

3.2 采用科学的养护方法和技术

为了有效解决干线公路桥梁的病害，必须采用科学的养护方法和技术，旨在修复和加固存在病害的部位，以延长桥梁的使用寿命。

首先，针对存在病害的部位，需要采用适当的修复和加固技术。例如，对于结构裂缝，可以采用凿槽嵌补、打箍加固以及表面粘贴钢板或增设碳纤维材料等方法对裂缝实施修复。对于钢筋锈蚀，可以进行防腐处理或替换受损钢筋。对于桥面铺装损坏，可以进行重新铺装或修补。养护过程中应选择合适的材料和技术，确保修复和加固效果。其次，对于桥面的养护，可以采用定期清理杂物、及时修补裂缝并进行防水处理等方法。定期清理杂物可以减少外界的侵蚀，降低桥面病害的发生率。同时，及时修补裂缝并进行防水处理能够有效延长桥面的使用寿命，保证桥面的稳定性和承载能力。通常情况下，公路桥梁会设置一些防水、防渗漏的设施，一旦这些基础设施被破坏，也会影响桥梁结构的稳定性，因此同样需要对其进行后期的维修与养护。通常桥面养护的施工过程较为复杂，要根据桥面的实际情况来确定养护方案[3]。再次，对于桥墩的养护，需要定期检查并修复冲刷、裂缝等问题。冲刷和裂缝问题可能导致桥墩的稳定性受到威胁，因此需要及时采取修复措施，保证桥墩的安全使用。最后，科学制订公路桥梁养护计划是极其重要的，在对公路桥梁进行周期性检查后，应根据实际检查与评价结果，对公路桥梁的养护类别进行确定，并制订合理的桥梁养护计划。通常而言，当桥梁结构出现较大的裂缝或者裂缝发展速度较快，以及存在其他影响正常运行的安全隐患时，应当及时对公路桥梁进行养护与加固。

3.3 加强公路桥梁的养护管理

公路桥梁的养护管理是针对干线公路桥梁病害进行养护的重要环节。为了确保公路桥梁长期安全运行，需要采取一系列的养护措施。首先，需要建立健全公路桥梁养护管理体系，包括建立桥梁台账、记录桥梁的基本信息、维护记录等，以便及时了解公路桥梁的状态和需要进行的养护工作。同时，还需要制定公路桥梁养护管理相关制度和规范，明确各级管理部门的责任和任务，确保公路桥梁养护工作有序开展。其次，需要进行定期养护和修缮工作。桥面养护包括清理杂物、修补裂缝、加固结构等；桥墩维护需要定期检查并修复冲刷、裂缝等问题；公路桥梁梁板养护除了定期检查和修复问题外，还需要进行防锈处理。在养护和修缮过程中，应选用合适的材料和工艺，以确保养护效果。总而言之，加强公路桥梁养护是保障干线公路桥梁安全运行的重要措施。通过建立健全养护管理体系、定期巡检和维护，以及定期养护和修缮，能够及时发现和解决公路桥梁存在的问题，提升公路桥梁的使用性能，确保交通的安全和顺畅。

4 结语

综上所述，干线公路桥梁病害的养护及应对是一个复杂而关键的任务。科学的养护及应对措施对于保障干线公路桥梁安全运行和延长其使用寿命具有重要的意义，对于促进交通发展和经济繁荣也具有积极的影响。因此，在实际应用中，应加强技术研究和经验总结，不断完善针对桥梁病害的养护及应对措施，提高养护效果。同时，还需要政府、学术界和企业倾力协作，共同推动针对干线公路桥梁病害的养护及应对工作，为我国公路交通的安全和可持续发展作出贡献。