桥梁工程的常见病害与养护对策分析

黎津

摘要 针对桥梁工程的常见病害，分析其养护对策和处治措施。结合江津经习水至古蔺高速公路工程实例，从承载能力、耐久性、使用功能三个维度详细剖析了病害对桥梁结构的深刻影响。结合项目实践，对桥梁常见的病害类型进行了系统的归纳和总结，同时针对项目中桥梁工程各病害情况提出了处治措施，通过上述处治措施取得较好效果，文章成果对桥梁病害的识别、评估及养护具有一定参考价值。

关键词 桥梁工程；病害分析；养护对策；风险评估；新型材料

中图分类号 U445.71文献标识码 A文章编号 2096-8949（2024）12-0115-03

0 引言

桥梁作为交通基础设施的重要组成部分，其安全性和耐久性对经济发展和民生保障具有重要意义。然而，由于各种因素的影响，桥梁工程常常会出现各种病害，这不仅影响了桥梁的正常使用，还可能引发安全事故。因此，对桥梁工程的常见病害进行分析，并提出有效的养护对策，对于保障桥梁的安全和延长其使用寿命具有重要意义。该文将围绕这一主题展开探讨，以期为类似工程提供参考和借鉴。

1 桥梁工程常见病害概述

1.1 桥梁工程病害的定义

桥梁工程病害是指桥梁结构在使用过程中出现的各种损伤和缺陷，这些损伤和缺陷会影响桥梁的正常使用和安全性。

1.2 常见桥梁工程病害类型

桥梁工程病害的类型多种多样，但常见的病害主要集中在下部结构、上部结构和桥面系等部位。常见桥梁工程病害类型如下所示[1]：

（1）下部结构病害：下部结构包括桥墩、桥台和基础等部分，这些部位常常受到河水的冲刷、地下水的影响以及基础的沉降等因素的作用，容易出现一些病害。常见的下部结构病害包括墩台裂损、河床冲刷、基础沉降等。

（2）上部结构病害：上部结构是桥梁的主要承载部分，其病害的种类和程度对桥梁的安全性和使用性能影响较大。常见的上部结构病害包括梁体裂缝、混凝土剥落、钢筋锈蚀等。

（3）桥面系病害：桥面系包括桥面铺装、栏杆、排水系统等部分，是直接承受车辆荷载的部分。因此，桥面系的病害对行车安全和桥梁的耐久性具有重大影响。常见的桥面系病害包括桥面裂缝、车辙、排水不畅等[2]。

2 桥梁工程病害对结构安全的影响

桥梁工程病害对结构安全的影响主要表现在以下几个方面：

（1）降低结构的承载能力：病害的发生会导致桥梁的结构性能下降，如出现裂缝、变形、锈蚀等现象，这些都会降低桥梁的承载能力，使其无法承受预期的载荷。

（2）引发应力集中：病害的存在会导致桥梁的应力分布不均，产生应力集中现象，从而加速结构的破坏。

（3）影响结构的稳定性：病害会导致桥梁的整体或局部稳定性下降，使其在受到外力作用时容易发生失稳或倾覆。

（4）缩短使用寿命：病害如果未及时得到处理，会不断恶化，最终导致桥梁的结构安全无法保证，必须提前进行维修或更换。

3 桥梁工程病害处治技术分析

3.1 项目概况

江津（渝黔界）经习水至古蔺（黔川界）高速公路（以下简称“江习古高速”）起于重庆江津柏林镇（渝黔界），与重庆江津至四面山高速公路对接，止于习水县岔角滩（黔川界），与四川的叙古高速公路相接。路线全长为80.996 km，全线采用24.5 m的四车道高速公路标准，设计时速为80 km/h。全线设置特大桥7座，大中桥梁98座（不分左右幅），全线桥隧比为45%。

3.2 桥梁主要病害类型

根据2022年度全线桥梁技术状况评定结果，1类桥梁121座、2类桥58座，有一部分桥梁虽整体技术状况为2类，但存在技术状况3类及以下的部件。检测桥梁主要发现的病害类型如表1所示[3-4。

3.2.1 混凝土施工质量较差

混凝土表面蜂窝、麻面；底板保护层过薄，箍筋外露；腹板混凝土剥落，钢筋外露锈蚀；顶板后浇带渗水有孔洞，钢筋外露。如图1所示。

3.2.2 上部结构横向联系削弱

预制梁板多采用横隔板连接，横隔板混凝土施工质量差，蜂窝麻面、钢筋外露锈蚀造成连接部位出现破损、脱落，连接钢板外露锈蚀。横隔板处病害产生的主要原因是梁间铰缝脱落、支座局部脱空等造成各梁间横向联系减弱及支座受力不均衡，从而导致在车辆荷载作用下桥梁横向分布不均衡，甚至会出现单梁受力的现象，限制了桥梁承载力的发挥。

3.2.3 混凝土裂缝

检测报告显示，裂缝病害主要为盖梁、桥墩竖向裂缝、梁体腹板纵向裂缝等，裂缝宽度较窄且在限制范围之内。此类裂缝病害主要由于钢筋保护层厚度偏小及混凝土表面收缩等因素所致，裂缝属于非结构性裂缝，但裂缝的存在使钢筋表面钝化膜破坏，在空气湿度较大或结构表面有渗水的环境下引起内部钢筋的锈蚀，从而降低结构的耐久性。具体如图2所示。

3.2.4 T梁压迫盖梁翼缘，盖梁破损

检测报告显示，新店子大桥部分T梁梁端与盖梁抵死，盖梁受T梁压迫产生裂缝、破损。经过现场调查发现，病害发生位置为墩梁固结的结构形式，施工时T梁梁底纵坡与盖梁纵坡不一致，造成下坡方向T梁梁底挤压盖梁翼缘；荷载通过T梁梁底与盖梁接触面传递至盖梁，从而导致盖梁翼缘受压迫而开裂破损。如图3所示。

3.2.5 支座病害

部分板式橡胶支座存在脱空、不均匀鼓凸及轻微剪切变形、支座老化、开裂以及支座偏位等病害。如图4所示。

3.2.6 桥面系病害

桥面系病害主要有桥面铺装开裂、坑槽、伸缩缝锚固区开裂渗漏、橡胶条破坏，以及泄水管堵塞、排水不畅等，此类病害在很多桥梁中都有发现。桥面伸缩缝锚固混凝土开裂破损和桥面铺装坑槽、跳车等会降低行车的舒适性，并增大对桥梁的冲击力。同时，该次检测发现很多桥梁的桥面水泄到边梁翼板、腹板、盖梁和墩柱上，使混凝土受到水的冲蚀，造成混凝土耐久性降低。

3.3 桥梁病害处治措施

3.3.1 混凝土表面缺陷的处治

表面修补材料采用环氧砂浆，其抗压强度大于修补的混凝土强度，与混凝土的正拉黏接强度≥2.5 MPa，且为混凝土内聚破坏。

部分构件表面存在蜂窝麻面、空洞露筋、剥落锈蚀等现象。这些表层缺陷虽不会引起重大安全事故，但并不意味着表层缺陷没有任何危害。由于这些缺陷受外界各种因素的影响，加上长年累月地变化，往往会扩大危害性。

对此类病害，梁体采用环氧砂浆修补，附属结构和下部结构墩台采用至少比原结构标号高的聚合物水泥砂浆进行修补。若缺陷部位破损体积较大，则采用相对应的环氧混凝土或聚合物混凝土进行修补[5]。

（1）蜂窝麻面等混凝土缺陷处理。对于构件表面存在混凝土蜂窝、麻面、剥落、掉块、缺损、凹陷等缺陷，首先将缺陷部位表层的旧混凝土全部凿除，露出新鲜混凝土，然后利用人工除锈的方法对缺陷部位的外露钢筋除锈，并将混凝土表面清理干净，最后利用环氧砂浆对缺陷部位进行修补。

（2）钢筋锈蚀的处理。钢筋锈蚀的维修方法和步骤如下：

①凿除松脱、剥离等已损害部分混凝土。②对钢筋作除锈处理，并清除混凝土上灰尘，对钢筋除锈后即进行防锈处理。③涂布混凝土界面剂。④立模、配料浇筑，或喷浆、涂抹施工。所用材料为环氧砂浆。⑤对新喷涂或浇注混凝土面进行表面处理。

3.3.2 裂缝的处治

对于宽度d＜0.15 mm的裂缝，采用“表面封闭法”。先用钢丝刷清除缝口表面面浆并打毛，然后用压缩空气吹尽缝口浮尘；再用工业丙酮清洗缝口后，刷上两层裂缝封闭胶进行裂缝封闭；最后用专用裂缝灌注胶在其表面进行反复涂抹，使胶液渗进裂缝内，达到对裂缝的封闭修补。

对于宽度d≥0.15 mm的裂缝，采用“压力灌注法”，通过压注专用裂缝灌注胶对裂缝进行修补。采用“压力灌注法”压注专用裂缝灌注胶的方法和步骤如下：清洁裂缝—预留并安设底座—封闭裂缝—注入封闭胶液—拆除灌浆器—清除表面封缝胶及底座—结束。

3.3.3 伸缩缝锚固区破损的处治

运营过程中车辆局部受到冲击，以及梁体和桥台刚柔度过渡问题，皆是伸缩缝锚固区破损的可能原因。该次设计暂不针对伸缩缝锚固区裂缝、破损病害进行处理，应在后期加强日常巡查及养护维修，发现问题及时处理。针对伸缩缝处止水条破损的桥梁，应将止水条全部更换。

3.3.4 支座病害的处治

对于支座缺失、剪切变形及脱空的现象，在维修时应补充和更换破坏严重的橡胶板式支座。若脱空现象严重，需增设钢垫板。同时，为保证支座顶面和梁体底面紧密接触、支座脱空部位和钢板接触紧密并固定，可在脱空部位设置模版灌注专用支座胶，以保证各支座均匀受力。

在处治支座病害时，原则上是能不顶升则尽量不顶升。

对于支座砂浆垫层开裂，应采用设置钢垫板或设置预制支座垫块，以及灌注环氧砂浆或者环氧树脂黏结进行实施。

对于未设置支座的桥梁，应根据支座垫石的位置设置相应的支座。

对于支座老化、开裂损坏的支座，应采用专用设备（如扁千斤顶）取出进行更换，同时采用环氧树脂胶粘贴牢固。

在对纵、横向变形的支座进行顶升修复时，对于不能恢复变形的支座，须在业主、设计、监理三方在场确认后，进行支座更换。

支座采购及施工前应核实现场实际支座型号与设计是否一致，支座型号以现场实际型号为准，新采购支座其材质应为氯丁橡胶。

根据检测报告成果，全线桥梁支座病害整体良好，仅个别桥梁存在支座开裂、脱空、缺失等现象。此次加固处理仅针对开裂、脱空严重的支座及缺失支座进行支座更换或补齐，其余支座问题暂不处理，但应加强后期监测，如病害继续发展则及时采取相应措施进行处理。

3.3.5 T梁压迫盖梁翼缘，盖梁破损病害的处治

该次加固设计采用对盖梁切割开槽的方式使T梁与盖梁翼缘分离，防止盖梁进一步被破坏。盖梁切割后需对混凝土表面进行清理、打磨，要求做到无水湿、无油污、无灰尘及其他污物，确保混凝土面平整、干燥。

针对盖梁表面混凝土存在较严重的破损、剥落等缺损病害，应将缺损部位表层的旧混凝土全部凿除，露出新鲜混凝土，然后利用人工除锈的方法对缺损部位的外露钢筋除锈；再将混凝土表面清理干净、人工凿毛后，利用环氧树脂混凝土对缺陷部位进行修补；最后在病害部位粘贴碳纤维布并进行封闭，粘贴范围为新旧混凝土交界处外延50 cm，碳纤维布需粘贴两层。

4 结语

桥梁养护并非简单的修补工作，而是一项系统性、长期性的工程，需要以科学的态度和方法，对桥梁进行全面、细致的检测和评估，进而制定出针对性强、效果显著的养护方案。针对桥梁工程使用中出现的常见病害制定合适的养护措施，有利于提高桥梁使用的安全性和使用寿命。随着新材料、新技术的不断涌现，桥梁养护工作也应与时俱进，积极探索和应用新的养护方法和手段，提高养护效率和质量。

参考文献

[1]艾诚. 公路桥梁病害成因及养护对策分析[J]. 运输经理世界， 2023（31）： 137-139.

[2]梁勇. 公路桥梁病害成因与养护管理措施研究[J]. 交通世界， 2022（15）： 72-73+103.

[3]徐添聪. 高速公路桥梁病害成因分析与维修处置措施[J]. 交通世界， 2021（10）： 130-131.

[4]李庆海. 高速公路混凝土梁桥常见病害总结及成因分析[J]. 上海公路， 2020（4）： 60-64+70+150.

[5]王品楠. 道路桥梁工程的常见病害与施工处理技术探讨[J]. 居舍， 2020（14）： 59.