高速公路桥梁病害成因及养护管理

◎王少峰

近几年，公路桥梁工程建设事业发展迅速，对加强各区域居民之间的联系，促进居民日常出行起到重要作用。已建高速公路桥梁的整体结构，随着日常使用，经常会出现一些病害，不仅影响桥梁使用功能，也直接影响到整个地区公路桥梁工程结构养护质量。对此，应当及时采取相应的养护措施，有效处理各种桥梁病害，及时加强桥梁养护工程的管理，从根本上提高公路桥梁的使用效率，促使公路桥梁更好的发挥其自身作用。高速公路桥梁在施工及投入使用后，容易在各种因素的影响下形成各种病害，这些病害既会影响行车舒适度，还可能威胁到驾驶人员的人身安全，对此，养护管理人员应当积极掌握各种病害的形成原因，根据具体原因拟定相对应的养护管理策略。基于此，本文以高速公路桥梁的病害成因为基础，继而根据病害成因提出针对性的高速公路桥梁病害处理措施，并指出高速公路养护管理策略，以供参考。

一、高速公路桥梁主要病害

以上海绕城高速南环段为例，主要病害有：1.裂缝；2.桥面铺装网（碎）裂、破损、坑槽；3.铰缝渗水；4.混凝土破损、锈胀、露筋；5.桥头跳车。其中桥面系主要为裂缝，桥面铺装网（碎）裂、破损、坑槽，桥头跳车；上部结构多为结构裂缝，铰缝渗水以及混凝土破损、锈胀、露筋，下部结构常见结构裂缝和混凝土局部破损。

桥面系病害示意图

上部结构病害示意图

下部结构病害示意图

二、高速公路桥梁病害成因

1.裂缝病害成因。

高速公路桥梁使用过程中裂缝缺陷是一种常见的病害。（1）桥面系：纵向裂缝是由于在重车荷载作用下，空心板梁出现挠度差，铺装层受到较大拉应力而开裂；横向裂缝，主要因为主梁在活载作用下产生挠曲而导致梁端产生转角，引起桥面连续处产生较大负弯矩而拉裂。（2）上部结构：纵向裂缝对于空心板梁主要是由于钢筋较密区域细骨料较多，横向收缩应力较大而开裂。另外由于预应力钢筋放张时混凝土强度尚未达到，横向则受拉，产生沿预应力钢筋方向的纵向裂缝。横向裂缝为荷载作用下受弯产生的正弯矩裂缝以及温度变化产生的裂缝。（3）下部结构：竖向裂缝产生原因是大体积混凝土温度和收缩应力共同作用所致。

2.钢筋锈蚀病害成因。

这类病害的主要成因为：施工人员对于钢筋防护理意识不够，没有特殊钢涂料按照专业施工要求进行涂装，不能合理区分钢材和其他化学物质，不能达到专业设计特殊钢防腐涂料的处理能力。虽然有些钢筋施工人员对这些钢筋涂料进行了特殊的防腐处理，但在钢筋的储存、运输或特别是在施工安装过程中，对钢筋涂料的结构造成很大的损害，影响钢筋结构的性能，导致钢筋锈蚀现象。

3.铰缝渗水病害成因。

铰缝渗水的产生有因桥墩处伸缩缝构造存在密实或破损和桥面铺装连续构造处存在横向裂缝防水层开裂导致雨水下渗从而形成渗水现象；另一原因为铰缝对应桥面铺装层存在纵向裂缝，防水层开裂从而导致雨水下渗形成渗水现象。

4.桥头跳车病害成因。

桥头跳车病害的根本原因主要包括以下几个方面：（1）路堤与桥梁主体结构的变形刚度差异很大，变形没有完全协调；（2）土床充填工程质量水平低，不完全满足设计工艺的基本要求。高路堤基座出现较大的压缩变形接头；（3）填土路面基部渗水严重导致填土路基过度软化，造成路基下沉弯曲现象；（4）的垃圾填埋场的垃圾填埋场的桥不是完全干净之前完成高中，防水处理措施的石英材料软土不到位，床的材料完成的内容不一定是合格或土壤水混合材料的软土的补充学校非常大。

5.铺装层松散脱落病害成因。

桥面铺装网（碎）裂、破损、坑槽均在铺装层出现裂缝的状况下产生，网（碎）裂在重载车作用下，沿已有裂缝往四周发展而成。

6.混凝土破损、锈胀、露筋成因。

混凝土破损在高速公路桥梁病害中也较为常见。（1）上部结构：多是由于主梁在吊装时出现磕碰现象，造成局部破损、掉落，锈胀、露筋则是因为结构钢筋保护层偏薄，引起钢筋锈胀；（2）下部结构：混凝土锈胀、露筋则是因为结构钢筋保护层偏薄，引起钢筋锈胀。

三、高速公路桥梁病害处理措施

1.裂缝病害处理措施。

裂缝处理技术能够有效恢复墙体结构裂缝的耐久性，其核心技术的具体方法如下：（1）表面处理，在墙体表面出现微裂缝时，应涂抹防水填料等防水材料。对于宽度不等的宽裂缝，尽量及时禁止使用弹性强的修补材料。（2）注浆法，对于低速注入宽缝的环氧树脂或膨胀水泥等修补材料，低压环氧树脂是主要的灌浆修补材料，大多采用这种低压低速树脂注射修复方法。低压环氧树脂低速喷射修补法和不锈钢钉修补法能有效增强其他裂缝修补件的完整性，是防止其他裂缝修补发展的一种很好的修补方法。（3）填充法，该修复方法更适合广泛的裂缝宽度，特定的方法应该是在一个圆形的深沟的宽度裂缝凿，和深沟内含有粘合剂填充材料，如膨胀水泥砂浆、碳和氧树脂砂浆、膨胀水泥复合砂浆，环氧树脂、硅树脂、沥青及各种常用化工材料等增强剂。（4）表面喷涂法，该方法是在凿子处理的裂缝表面喷涂一层稠密的高粘度水泥砂浆保护层进行修复的方法。喷涂前，要部分去除结构表面的剥落，然后用水清洗。开始喷涂前，应将底座弄湿，然后开始喷涂。当钢筋构件产生主拉应力裂纹时，可先对裂纹进行处理，然后将钢板粘在裂纹上，通过膨胀螺栓对钢板施加压力。钢板的粘接方向应垂直于裂纹方向。

桥面系：沥青封闭处理桥面铺装纵向裂缝、横向裂缝及网裂处，严重区域凿除裂缝处铺装层，重新采用沥青进行摊铺做封闭处理。

结构裂缝：裂缝处理技术能够有效恢复结构裂缝的耐久性，对于宽度小于0.2mm 的裂缝清理干净后涂刷渗透结晶型浆料（赛柏斯）予以封闭；对于宽度大于0.2mm 的裂缝，应定期观察其发展情况，在其稳定的情况下，用注浆法或填充法封闭；持续发展的应一事一议，分析原因，采取针对性的措施。

2.钢筋锈蚀病害处理措施。

在钢钢筋施工中，必须采取一些保护措施，以有效地防止变形钢筋生锈的发生。例如，用于变形钢筋涂层的加固涂层和钢筋涂层本身都能很好地防止侵蚀。对于遇到钢筋锈斑存在的变形钢筋，还需要及时采取其他相应的防护措施，及时修复。将已经存在钢筋锈蚀损坏情况的钢筋混凝土及时进行清除或去掉，可以直接采用涂层喷砂的方法钢筋来进行处理，再对实际使用情况对其进行综合分析。为了能确保交通道路上和桥梁内部的平均含筋量，可以综合考虑适当程度增加一些不锈钢筋。同时，在正确采用钢筋防锈处理策略的同同时候，还要综合考虑当地区的气候变化条件，以利于提高钢筋处理后的效果。

3.铰缝渗水病害处理措施。

对空心板梁梁间铰缝进行专项检测，判定铰缝损坏情况，并针对性的进行修复铰缝。

4.桥头跳车病害处理措施。

桥头跳较轻可考虑采用铣刨加罩的方法；对于有严重跳跃和翻盖的桥头，必须拆除已经严重损坏的旧基础，采用新的刚性或半刚性基础重新铺设。

5.铺装层松散脱落病害处理措施。

对于这类病害，施工人员必须合理设计和确定桥梁路面的基础表面的厚度，桥梁路面防水材料的选择具有良好的抗弯性能，保护，尽量避免在桥梁路面基础上出现弯曲或断裂等不良情况。及时采取这样的防护措施，可以保证桥梁铺装材料在正常使用时不会出现弯曲开裂等不良问题。在施工中，施工人员应密切注意基础施工中使用的防水材料。基地施工过程完成后，基地没有渗水现象，防止施工人员直接从基地造成渗水破坏。尽量保证桥梁路面基层的整体使用寿命。桥梁铺装基础整个施工过程的质量也与实际施工的地理位置密切相关。不同的施工地点应及时以不同的方式处理。只有这样才能有效地保证桥梁铺装基础的整体施工过程的质量，防止大型桥梁铺装基层发生内部裂缝或其他质量问题。采用局部铣刨桥面沥青混凝土铺装层，重新进行摊铺采用沥青进行封闭处理。

6.混凝土破损、锈胀、露筋病害处理措施。

凿除疏松部分的混凝土，对外露钢筋除锈，表面清理干净后再用专用修补砂浆予以修复。

四、高速公路桥梁养护管理策略要点

1.加强日常养护检查工作。

为了避免桥梁结构安全及耐久性的降低快速发展，规避小病成大害，减少病害治理成本，应当重视日常的检查管理和养护。养护单位应该严格不定期或定期进行检查，对结构形式特殊桥梁以及薄弱部位要特别注意，并安排专人分门别类专项负责。一旦发现有影响桥梁结构安全等病害的发生，就要进一步加强对桥梁日常养护管理的监督检查。如果发现日常养护管理工作检查没有做好，必须按照一定的规章制度予以严肃处罚，不可能迁就他人姑息。

2.提升养护人员素质。

在日常管理工作中，养护人员对桥梁后期养护管理的认识还需要逐步加强。不断提高养护人员在后期养护中的养护意识，可以使每一个养护人员能够根据实际需要及时、正确地从事桥梁的后期养护管理工作。只有每一位优秀的高速桥梁养护管理人员在后期都必须提高这种良好的养护管理意识，才能大大提高整个高速公路桥梁的养护管理水平。各桥梁后期养护由管理单位负责，定期对全体职工干部进行培训教育，使从事桥梁后期养护的养护人员专业技术水平不断提高。制定切实可行的桥梁后期维护管理办法，实行考勤奖惩、激励等管理办法。提高各高速桥梁后期养护管理人员的职责，使各公路桥结构的养护管理工作能够有效、高效地进行。

3.完善养护管理提前介入制度。

我国号称世界第一基建强国，每年我国新建成的高速公路桥梁数量众多。由此而产生的质量控制不严谨的现象屡见不鲜，前述列举的病害成因中，有相当一部分都与前期施工建设阶段的控制有关，如吊装磕碰、振捣不密实、模板保护层过小等，政府建立统筹的一体化桥梁设计、施工、运行等检查管理体系，建设主管单位协调后期管养单位介入到桥梁施工甚至设计阶段，将后续因规划建设阶段的不当而导致的隐患尽量消除，大大减少后续运行管理养护阶段的工作和养护费用，同时提高桥梁的耐久性和安全性。

4.科学预算养护资金。

高速桥梁的使用养护管理费用的财务预算是否要根据高速桥梁的整体最长发展使用养护年限，编制使用计划书时是否需要同时依据桥梁总体的使用财务预算资金使用情况不同来进行编制。而在编制预算会计时必须按照总体考虑的基本会计原则和合理搭配各相关财务部门的财务管理，在编制预算时是使用一个整体资金的桥梁，路桥养护费用的结构采用短期长期目标首先需要整体考虑，不仅需要先考虑当前市场对路桥的客观效益要求。当预算用于具有长期目标的桥梁项目的长期发展时，上一年的桥梁养护费用资金的如何合理分配也同样需要被充分借鉴出来考虑，使每个整体使用预算编制方案更加统一，每个整体预算编制方案就要对整个桥梁养护使用的短期运行成本决策、长期发展目标以及桥梁运输中的责任目标进行一个统筹兼顾编制。不断的探索加以建立完善整个高速桥梁的使用预算管理体制，高速桥梁管理的各个相关部门财务人员就需要熟练的加以掌握和合理运用整个预算编制体系。

5.提高养护管理技术应用。

养护维修不同于建设施工，是在交通开放的环境下进行的，这就对日常检查、养护和维修工作提出了更高的安全性、准确性和快速性的要求。通过运用现代桥梁计算机自动控制系统技术，可以随时随地掌握公路桥梁的承载力和压缩变形。采用温度传感监测系统技术，可以实时了解板与板架之间的加热和温度变化。通过风传感器系统实时检测风流对桥梁的承载效果，检测地面桥的承载阻力变形，检测车辆桥的超载阻力。通过不断改进定位和检测技术，可以对公路桥进行及时监控，并对各种潜在危险发出警报。根据各种桥梁承载状况的现场测试大数据结果，结合现场测试和分析方法分别进行现场评价，同时对所有桥梁的内部结构荷载情况分别采用桥梁静力混合试验和桥梁动载混合试验两种现场评价方法，针对性的确定桥梁养护项目类别，制定桥梁养护项目计划，实现桥梁养护项目管理方法工作的更加科学化和程序化。各种新材料的运用，可以减少维修现场的操作时间，提高了工作的安全性。

结束语：综上所述，在高速公路桥梁的实际养护应用过程中，桥梁上各种病害的发生，可能直接影响高速公路桥梁的正常运行和耐久性、安全性，及时处理高速公路桥梁上的各种病害非常必要。在进行路桥养护作业应用的过程中，作为路桥养护相关组织的工作人员应该对路桥上可能发生的各种病害运用新技术进行充分的科学分析，在此基础上应选择有效的养护策略措施进行桥梁的养护和管理，同时尽可能的提前介入桥梁的前期阶段，以有效减少公路桥梁各种病害的发生，同时使其能够更好的被利用。