农村公路桥梁的典型病害及其防治措施

常小花

（延安市安塞区农村公路管理站，陕西延安717400）

农村公路桥梁的典型病害及其防治措施

常小花

（延安市安塞区农村公路管理站，陕西延安717400）

农村公路桥梁对于农村区域的交通基础设施具有重要作用，保障其运营安全非常必要。总结了目前农村桥梁的主要运营病害，对病害的形成原因和发展态势进行了详细分析，据此提出了防治措施，对已有病害进行修复和加固，同时根据实际情况加强养护工作的执行力度，进行必要的交通管控，以延长这些病害桥梁的运营使用寿命。

农村公路；桥梁；病害；防治措施；养护管理

0 引言

我国近年来城镇化建设大力发展，为了满足农村地区的人们出行问题，同时提高农村区域的经济发展，不同等级和类型的农村公路在不断建设并投入使用，这其中就有很多中小跨径的桥梁结构，主要是跨越浅滩、河流和山谷等障碍。此外，部分农村公路的建设也是充分利用原有的桥梁结构，以满足现有的交通运输要求。

然而，我国早先建设的农村桥梁，由于投入资金有限，其设计标准和等级存在一定偏差，在加上施工质量保障性差，使得这些旧有桥梁结构本身就存在一定的质量隐患，在目前高交通流量以及部分区域重载超载货车作用下，很多桥梁出现了严重的损伤和病害。这些病害问题不仅影响着行车的安全，还对桥梁结构本身的安全性造成很大的威胁[1,2]。

论文总结了农村公路桥梁的典型病害问题，对各类病害的发生原因和发展方向进行了分析，总结出农村公路桥梁运营和维护的关键。最后，提出农村公路桥梁病害的防治措施，主要从病害的修复和运营维护方面提出建议和方法，保障农村公路桥梁的运营安全性能，提升人们的出行交通安全。

1 农村桥梁的典型病害及特征

农村公路的建设资本有限，且公路工程主要以道路为主要构成，桥梁以及隧道等重要工程较少，且其跨径不大。因而，农村公路桥梁主要以就地石材或者混凝土为建筑材料，最主要的还是混凝土材料，因此本文对农村公路桥梁的病害分析，也主要面向中小跨径混凝土桥梁。

根据病害的型式，主要为梁体开裂、钢筋锈蚀、支座病害等主体结构病害，和铺装开裂、伸缩缝病害等附属结构病害，以下对这些病害的特征的形成原因及发展态势进行详细分析。

1.1 梁体开裂病害

农村桥梁的运营环境恶劣，在运营使用过程中，因为内在的材料退化和外在的荷载作用，都会存在不同程度的开裂情况，包含结构性的和非结构性的。

结构和非结构性裂缝。结构性裂缝的存在位置和展开方向都和桥梁结构的受力直接联系，例如桥梁跨中因受力问题出现横向裂缝，一般由抗弯性能不足所致；梁体腹板在近支座处出现的斜裂缝，一般是腹板抗剪性能不足引起；预应力锚固区的网状裂缝则是锚固区应力集中所致。非结构性裂缝的位置、方向、数量等就不和受力直接关联，这些裂缝的形成不能通过受力完全解释，例如桥面底部出现的细小分散无方向性裂缝、腹板的局部网状裂缝、横隔板的竖向裂缝等，见图1。

图1 混凝土桥梁体裂缝

结构性裂缝的成因是由于荷载超过结构抗力标准导致，一方面可以从荷载方面寻找原因，例如面临突发的超载车作用、骤然降温、桥墩大幅沉降等，另一方面可以从结构本身出发，例如施工质量差导致实际抗力低于预期性能，出现结构大面积破损，构造复杂使得传力不明确等。非结构性裂缝则主要是施工质量问题，混凝土振捣浇筑不密实、钢结构焊接质量差、混凝土品质差等，都会导致非结构性裂缝的产生。

1.2 钢筋锈蚀病害

钢筋表面锈蚀的机理是环境作用下混凝土材料受到大气中的酸性气体和湿性水珠作用，使得水上结构吸收了大量的盐性水汽，不仅提高了混凝土的导电特性，也是钢筋周围的氯离子溶度提高，最终氯化作用使得钢筋钝化膜受到破坏，引起化学反应产生锈蚀。

钢筋的锈蚀直接影响钢筋的亚原构造，导致材料抵抗性能降低，有效受力面积减小，应力集中和突变，引发结构安全问题。更多时候，因为钢筋的锈蚀，使得整个截面的耐久性降低，构件性能会在一定时间内出现超过甚至远超出预期方式的退化，钢筋锈蚀问题在农村桥梁更为突出。降低钢筋锈蚀，一方面从设计角度需要保证钢筋足够的保护层厚度和防腐涂层；另一方面施工中特别注意混凝土振捣方法，保证表层振捣密实不出现蜂窝麻面，同时钢筋笼在振捣中稳定牢固；同时，对于特殊沿海区域的公路桥梁结构，需要采取耐久性保护措施，例如采用高性能混凝土、创新钢筋防腐涂层方法、转移氯离子吸附方向等，见图2。

图2 钢筋表面锈蚀

1.3 支座病害

农村桥梁的支座病害主要是支座的永久变形以及渗水现象。支座如果出现永久塑性变形，则会使得梁体各支座受力不平衡，进而导致梁体存在应力集中问题，容易出现垮塌破坏；支座不均能的受力同时也加大了支座的破坏问题。支座塑性破坏往往跟其材料退化有关，主要是渗水以及养护不及时导致，需要加大对支座运营状况的检测和养护。

1.4 铺装层病害

农村桥梁的桥面铺装层病害型式包含桥面开裂、面层坑洼、铺装渗水等，铺装层裂缝需要在短时间内尽快修补，否则裂缝的扩展将进一步影响到桥梁主体结构的受力，同时开裂后的铺装层将显著影响行车性能，不仅降低行车舒适性，同时引发交通事故、车辆撞击等危险事故，见图3。

图3 桥面板铺装层裂缝

铺装层开裂的深层次原因有以下几种：（1）铺装层施工质量差，压实不匀、厚度不足、拌合不均等都直接导致铺装受力不均，形成开裂。（2）铺装层材料能不佳，包含粘结、抗车辙、抗老化等材料性能，是决定铺装层能够与桥梁主体结构共同协调变形的关键。（3）荷载作用，超载重载车辆对于桥面铺装层的损伤累积是指数增长的，因此即便是最佳材料性能和最佳施工质量的桥面铺装，在面临长时间、大面积超载重载作用，其使用寿命也是非常有限的。

1.5 伸缩缝病害

农村桥梁伸缩缝运营的主要病害类型为：钢板松动、杂物填充和两侧混凝土破损。由于农村道路存在部分货运车辆，这些车辆有时超载非常严重，这给荷载设计等级本来就不高的桥梁带来很大安全隐患，其中最直接的作用就是轮载对伸缩缝局部的作用，直接造成伸缩缝两侧混凝土破损以及钢板脱落；此外，如果养护不到位，导致伸缩缝被杂物填充，失去了伸缩性能，则在温度作用或者汽车荷载作用下，伸缩缝的变形受到约束，同样加速伸缩缝的结构破坏，图4是伸缩缝典型病害问题。

图4 伸缩缝病害

2 病害的防治措施

针对农村公路桥梁运营中出现的上述病害问题，首先应该及时地进行病害的修复以及桥梁等级评定和加固，另一方面则需要根据农村公路养护资金不足的特点，制定科学而高效的养护和管理措施[3]。

2.1 桥梁病害的及时修复及加固

农村公路桥梁运营中出现的各类病害，需要及时进行修复，避免病害进一步开展而危及桥梁的安全。

2.1.1 病害修复

对于大部分桥梁病害，可以采用修复手段使得桥梁性能得到保持。梁体开裂问题，无论是结构性裂缝还是非结构性裂缝，都需要进行裂缝灌浆修复，使得裂缝能够得到闭合；非结构性裂缝可以采用水泥砂浆等进行灌注，结构性裂缝则需要采用高强砂浆或者聚合物修复。钢筋锈蚀需要首先进行钢筋表面除锈，然后施工混凝土保护层，或者其他材料进行表面防护。支座病害主要进行防水和杂物清理，保证支座表面光洁，对于已经支座受力不均匀的垫入钢板使之平整。附属设施如铺装层和伸缩缝的病害，则需要对病害进行清理和必要的修复。

病害的修复主要过程是：（1）旧混凝土表面凿开，对破损部位进行凿除，使得漏出完整的旧混凝土结构，确保氧化和损伤区域能够与新修复材料完好粘结；（2）平整清洗，凿开部位进行平整处理，保证清洗完全；（3）涂抹修复剂，实现裂缝和病害的修复灌注，并使得新灌注材料与原有界面完好粘结。

2.1.2 桥梁加固

对于损伤严重的桥梁结构，则应该进行必要的加固处理才能安全地使用这些桥梁结构。农村公路桥梁的主要加固手段是粘贴钢板加固、碳纤维加固和更换支座等型式。粘贴钢板加固主要对跨中区域梁桥底板开裂及钢筋锈蚀问题，以及支点附件腹板开裂问题；碳纤维加固主要对跨中区域的底板开裂病害处置；支座更换针对于严重的支座塑性变形导致梁体受力极度不均匀的现象。

2.2 桥梁运营的养护和管理

农村公路桥梁由于资金缺乏，其运营管理工作一直以来没有受到足够的重视，而缺乏养护和管理工作，只会使得桥梁病害发展更加恶劣，影响桥梁安全，导致桥梁垮塌等安全事故。

首先农村桥梁的养护需要制定一定的措施手段，养护工作包含日常养护和定期养护，日常养护的频次需要根据人力物力情况妥善安排，一般1 a至少一次，主要对桥梁外观和可能的病害进行记录，使得工程是对桥梁的运营状态具有理性的认识。对于调研中出现的病害问题，需要进行及时得分析，以确定是否进行修复加固，以及修复加固的时间及方式。定期检查则需要对桥梁状态进行系统性评估，以确定桥梁等级，能否继续承载。

其次，根据评估结果制定管理措施，例如对车辆的管控。如果桥梁性能不足，不能继续承载可能的货车作用，则需要对货车载运吨位进行限制，甚至对货车进行完全的限制。这种管理措施虽然对货运造成了影响，但是保障了桥梁的使用寿命，延长了整个农村公路体系的使用寿命。对于确定不能继续承载，或者采用加固方式仍然不能满足要求的，则需要进行桥梁的拆除及重建。

3 结论

农村公路桥梁是该公路系统的重要节点工程，对于人们的出行交通具有重要影响。随着我国交通货运的发展，农村区域的很多桥梁也存在很多病害问题，严重影响了农村公路的使用安全。论文详细总结农村公路桥梁的典型病害类型，并对病害的发生机理和发展态势进行了剖析，从而明确对这些病害问题的处置措施，需要进行修复和加固，同时加强日常的养护和管理工作，才能有效保证桥梁的运营性能。

[1]高康.农村公路桥梁常见病害及防治措施[J].黑龙江交通科技, 2013(9):99.

[2]向际栓.农村公路桥梁伸缩缝的病害成因与防治措施[J].青海交通科技,2012(2):60-66.

[3]俞文虎,陈伯进.农村公路桥梁病害分析及对策思考[J].江苏水利,2014(2):47-48.

U445.7+1

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1009-7716（2017）06-0195-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.058

2017-03-16

常小花（1979-），女，陕西安塞人，工程师，从事农村公路建设及养护工作。