浅析道路桥梁的常见病害与养护方法

王玉杰 姚帅 孙光武

济南金曰公路工程有限公司 山东 济南 250200

引言

近年来，随着城市交通条件改善和交通运输量增加，道路桥梁作为交通网络重要组成部分，承载着重要的交通任务。然而，长期以来，道路桥梁在使用中面临各种病害问题，给安全性和使用寿命带来威胁。研究桥梁的病害与养护方法，具有重要的实际意义和发展价值。本文旨在分析桥梁病害的分类与成因，深入探讨常见问题及其养护方法，为提高桥梁寿命、确保交通安全和减少养护成本提供理论依据和实践指导。

1 桥梁病害的分类与特点

1.1 超载病害的特点与养护

超载病害是由车辆超过设计荷载行驶导致道路桥梁出现病害的情况。这种病害具有以下特点：与车辆超载行驶密切相关，因为超载会给桥梁结构施加过大的力量，从而引发病害；破坏范围广泛且程度较重，超载可能导致桥面变形、裂缝、甚至桥梁梁体塌陷、折断；超载病害损坏速度较快，一旦形成病害，会迅速恶化，严重影响桥梁的运行安全。因此，养护超载病害十分重要。养护工作主要包括定期检测和监测以及采取有效的修复和加固措施。通过使用现代化监测设备，如应变计、位移计等，及时监测桥梁变形情况，为超载病害提供准确数据支持。对已发现的超载病害，根据具体情况采取相应修复措施，例如加固桥面、填补裂缝等，以确保桥梁正常使用和安全运行。同时，加强驾驶员教育宣传，引导遵守道路交通法规，避免超载行驶，减少超载病害发生[1]。

1.2 湿度引起的腐蚀与防护

湿度是桥梁结构中腐蚀和防护问题的重要因素。它会导致金属结构发生氧化反应和腐蚀物质产生，影响结构强度和耐久性；对混凝土结构而言，湿度会引发钢筋锈蚀和混凝土剥落。为了解决这些问题，可以根据具体情况采取不同的防护措施。对于金属结构，可以采用防腐涂层如防腐漆、电镀和热浸镀等方法来隔离湿度和氧气。对于混凝土结构，则可以采用防水剂、密封材料等进行防水处理，同时改善排水性能也是有效的防护措施。

2 道路桥梁常见病害类型及成因

2.1 裂缝类病害

裂缝类病害是道路桥梁常见的一种类型，对桥梁的安全性和使用寿命有明显的影响。因此，裂缝类病害的养护成为桥梁维护管理的重要环节。针对不同的病害原因，可以采取加固措施、温度控制措施和防腐处理等方法来解决问题。加固措施可以提升桥梁结构的承载能力，如安装钢板和钢筋网等。温度控制措施可以减轻温度荷载对桥梁的影响，例如设置伸缩缝和使用伸缩垫。防腐处理可以防止物质腐蚀引起的混凝土脱落，如涂层保护和防水处理。通过采取这些针对性的措施，可以确保桥梁的安全性和稳定性，并延长其使用寿命。

2.2 变形类病害

变形类病害包括桥梁形变和位移异常，其主要原因是设计不合理、材料老化和施工质量问题。这种病害发生频率高，严重影响桥梁的稳定性和使用安全。塌陷和倾斜是其中最严重的问题，前者是基础或地基沉降或失稳导致整个桥梁下沉或坍塌，后者是桥梁主体结构或桥墩发生位移导致桥梁倾斜或失稳。这些病害对桥梁的使用安全构成严重威胁，因此，预防和治理工作至关重要。预防方面应尽量避免设计和施工问题，并定期检测和维护桥梁以及及时处理潜在问题。治理方面，根据具体病害采取修补和加固措施，如加固基础和调整荷载分配。对于严重的病害可能需要重建或更换整座桥梁[2]。

2.3 渗漏水类病害

渗漏水类病害是指桥梁结构在使用过程中由于缺陷或损伤而导致水分渗透和引发问题。这些问题主要出现在桥梁的屋面、墙体和桥面等部分。渗漏水类病害的成因包括设计不合理、施工质量差、材料老化、自然环境因素以及日常维护不到位等。设计不合理和施工质量差可能导致桥梁结构存在缺陷，形成水分渗透的通道。长期的风吹雨打和日晒雨淋会导致桥梁材料老化，如混凝土龟裂、钢筋锈蚀等，增加水分渗透的路径。自然环境因素如降雨量大、土壤含水量高，也会增加桥梁受水分渗透的风险。日常维护不到位也容易导致渗漏水类病害发生，及时疏通和维护排水系统至关重要。因此，在桥梁的设计、施工和日常维护中，我们应注重细节，采取合理的防护措施，包括使用耐候性较好的材料、加强排水系统的清理和维护、定期检查和修复结构缺陷等。

2.4 沉陷类病害

沉陷类病害是指由于地基下沉而引起的道路桥梁问题。地基沉陷是指在受到外力作用下地面或地基下降的现象，是桥梁和道路变形的主要原因之一。地基沉陷不仅影响桥梁和道路的正常使用，还可能引发裂缝和排水问题，对交通安全和工程稳定性构成严重威胁。沉陷类病害的成因主要包括土壤的物理和化学性质、地下水位变化和长期荷载作用等。解决这些问题需要采取适当措施，例如地基加固、排水改善和地下水位控制。地基加固可以通过技术手段，如钻孔灌注桩和地基改良，来增强地基的支撑能力和稳定性。排水改善则需要修建排水沟和设立放水口等措施来及时排除地下水，以减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，以维持地下水位的稳定，防止地基受潮和土壤变软导致沉陷。因此，研究和解决沉陷类病害的成因，采取相应的加固和预防措施，对确保道路桥梁工程的安全和稳定至关重要。

3 道路桥梁常见病害的养护方法

3.1 混凝土裂缝的养护方法

混凝土裂缝的养护是确保结构完整性和延长其使用寿命的关键。及时修补裂缝不仅是防止裂缝扩展的重要措施，还有助于维持结构的整体稳定性。在选择修补材料时，需要考虑与原有混凝土的兼容性、材料的强度和耐久性。修补材料通常包括环氧树脂、聚合物修补砂浆等，这些材料能与混凝土牢固黏结，有效防止裂缝进一步扩展。防水处理是预防和控制混凝土裂缝的另一重要环节。通过在混凝土表面施加涂料、油漆或橡胶防水材料，可以形成一层防水层，有效阻止水分渗透，减少由于水分侵蚀或冻融循环引起的裂缝。此外，加强地下水渗透防止设施和改善排水条件可以降低结构周围的湿度，减少水蒸气对混凝土的侵蚀。定期维护和检查也是保持混凝土结构健康的重要措施。通过定期检查裂缝的发展情况、及时清理混凝土表面的污垢和杂物，以及实施必要的防腐措施，可以有效预防裂缝的进一步恶化，延长混凝土结构的使用寿命[3]。

3.2 混凝土冻害的养护方法

在寒冷环境中，确保混凝土结构不受冻害影响的养护措施至关重要。这些措施不仅涉及在混凝土浇筑后立即施加的保温措施，例如铺设保温材料以减缓温度下降，还包括加强温度控制和维持适当湿度的方法。例如，使用加热设备如热风机来加热施工区域，并定期监测混凝土内部温度，可以有效防止混凝土过早冻结，从而保障其结构强度和稳定性。同时，保持适当的湿度对于防止混凝土干裂至关重要。在干燥的寒冷环境中，适当的湿度可以避免水分过快蒸发，这对于混凝土的正常固化和强度发展非常重要。此外，选择合适的混凝土配方也是关键，如使用低水胶比、抗冻剂或其他添加剂，以提高混凝土的冻融耐性。

3.3 混凝土碳化的养护方法

为了延长混凝土结构的使用寿命，混凝土碳化需要采取适当的养护方法。这些方法主要包括碳化层修补和涂层保护。碳化层修补涉及清除碳化的混凝土表面，并使用修补混凝土的方法进行修复，确保与原混凝土的黏结牢固和修补面的光洁度和平整度。涂层保护则能提供额外的防水和防碳化功能，可选择适合的涂层材料如聚合物改性涂料和防水涂料。在施工过程中，需注意材料的均匀涂布和充分渗透，以确保涂层与混凝土表面紧密结合，形成一层有效的保护膜。通过采用这些养护方法，可以修复和保护混凝土结构，延长其使用寿命，并减少碳化所带来的损害和安全隐患。

3.4 混凝土渗漏的养护方法

混凝土渗漏问题的养护方法需要综合考虑修复漏水源和加强渗漏点的防水措施。首先，在修复漏水源方面，确定渗漏的具体位置是关键步骤。对于较小的漏洞和裂缝，可以使用专门的混凝土修复材料进行精确填补，这些材料通常具有良好的黏合性和耐久性，能够与原有混凝土紧密结合。对于更大的漏洞和裂缝，则可能需要更加复杂的修复手段，如采用预应力夹套和螺栓补强等结构加固方法，这些方法旨在恢复或提升混凝土结构的完整性和承载能力。在加强渗漏点的防水措施方面，涂覆层方法涉及在混凝土表面施加特殊的防水材料，这些材料如沥青、聚合物涂料或橡胶涂料，不仅能够阻隔水分渗透，还能提供额外的保护层，抵御环境和化学侵蚀。沉浸法则是通过将混凝土浸泡在具有渗透性的防水浸渍液中，使防水成分渗透入混凝土内部，从而形成坚固的防水层。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缝，这些材料通常具有快速固化和高强度的特点，能够迅速阻止水的进一步渗透[4]。

4 桥梁养护的未来发展

4.1 新技术在桥梁养护中的应用前景

新技术在桥梁养护中有广泛的应用前景，并为该领域带来了许多创新和机遇。无人机技术可以通过航拍和测量技术，高效地巡检和监测桥梁，发现和定位潜在的病害和安全隐患。传感器技术能够实时监测桥梁的结构变形、应力和震动等信息，并将数据传输到养护管理系统，实现对桥梁健康状态的实时监控和预警。虚拟现实技术的应用，可以建立桥梁的三维模型，并对不同养护方案进行仿真模拟，以评估效果和可行性。这些新技术的应用将提高桥梁养护的效率和质量，减少成本。同时，它们还为桥梁的长期使用和可持续发展提供了支撑。

4.2 环保与可持续性在桥梁养护中的重要性

桥梁养护中，环保与可持续性至关重要。传统的养护方法往往污染环境，而使用生物材料和可再生能源的环保方法可以减轻环境负荷。同时，考虑可持续性可以延长桥梁寿命，降低养护成本。采用耐久的建材和防腐措施可以减少修复次数和费用。采用环保技术还能提升桥梁的抗震和防灾能力，减少自然灾害对其造成的破坏。

4.3 利用大数据分析提升桥梁养护效率

大数据分析在桥梁养护领域发挥着重要作用。通过收集、整理和分析大量相关数据，可以快速准确地发现桥梁存在的问题和隐患。例如，通过实时监测桥梁的结构和使用情况，获取的数据可以持续监测桥梁的各项参数，并传输到云端进行分析，早期发现结构破损或变形现象，避免安全隐患。同时，大数据分析还能提供养护决策的智能支持，通过深入分析历史和实时数据，建立预测模型，预测病害的发展趋势和养护周期，并制定相应的养护计划和策略，提高养护效率，降低成本。此外，通过建立桥梁养护大数据平台，实现全面系统的管理，养护人员可以利用平台提供的数据和分析结果，进行维护计划的安排、资源的优化，以及养护工作的监督和评估[5]。

5 结束语

本文深入研究了道路桥梁的常见病害与养护方法，通过对桥梁病害分类与特点的探讨，揭示了桥梁的脆弱性与易受损性，以及常见病害的类型及成因。同时，本文提供了针对混凝土裂缝、冻害、碳化和渗漏等病害的有效养护方法，以延长桥梁的使用寿命。此外，本文还展望了桥梁养护的未来发展，强调了新技术应用和环保可持续性在养护工作中的重要性。通过大数据分析等先进技术，有望提升桥梁养护的效率和准确性，实现更加可持续和可靠的桥梁管理。通过本文的研究与讨论，希望引起更多人对道路桥梁病害和养护方法的关注，促进相关领域的研究和技术创新，以确保道路交通的安全畅通，为社会发展做出更大贡献。