農(nóng)村公路橋梁病害分析與養(yǎng)護維修措施

徐紀鋒

（汶上縣交通運輸局，山東 濟寧 272500）

農(nóng)村公路是助推鄉(xiāng)村振興的重要基礎(chǔ)設(shè)施，具有不可替代的作用。橋梁是農(nóng)村公路的重要組成部分，其性能的好壞直接影響農(nóng)村公路的安全暢通。而較多的農(nóng)村公路橋梁服役時間長，交通壓力大，受資金、技術(shù)等因素制約，改造不及時，管養(yǎng)力量薄弱，出現(xiàn)了不同程度的病害，影響了行車安全和公路服務(wù)水平，甚至存在安全隱患。因此，對農(nóng)村公路橋梁進行病害調(diào)查、分析和處治，加強養(yǎng)護管理，顯得至關(guān)重要。

1 農(nóng)村公路橋梁現(xiàn)狀和特點

農(nóng)村公路橋梁主要是梁式橋、拱式橋和部分尚未改造的石板橋。梁式橋普遍采用簡支梁橋，少量采用連續(xù)梁橋。基礎(chǔ)多采用樁基礎(chǔ)，小跨徑橋梁常常采用石砌擴大基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)。橋板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板、預(yù)制鋼筋混凝土空心板和預(yù)應(yīng)力混凝土空心板。拱式橋基本上是石拱橋。

多數(shù)橋梁服役時間較長，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計等級不高，施工工藝和質(zhì)量水平偏低，管養(yǎng)維護長期欠缺。交通流量大幅提升，超限荷載時有通過，橋梁病害較為嚴重，安全隱患突出。

2 常見病害及處治措施

2.1 裂縫

（1）病害形式。橋梁裂縫主要表現(xiàn)為簡支梁和連續(xù)梁跨中底板下邊緣橫向裂縫，連續(xù)梁支座附近頂板上邊緣橫向裂縫、腹板斜裂縫，還有沿預(yù)應(yīng)力鋼束的縱向裂縫和錨固區(qū)局部劈裂縫、拱橋拱圈裂縫、墩臺裂縫、混凝土構(gòu)件局部網(wǎng)裂等。

（2）成因。裂縫成因歸納起來可分為兩大類：結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫亦稱荷載裂縫，是由于外部荷載大于結(jié)構(gòu)抗力造成的，主要由車輛荷載、地基不均勻沉降等原因引起。例如，因超載車輛極限破壞或長期疲勞破壞，梁體跨中底板下邊緣和連續(xù)梁支座處頂板上邊緣受拉區(qū)域形成橫向裂縫；連續(xù)梁支座附近因受到較大剪力而形成斜向裂縫；墩臺基礎(chǔ)因地基不均勻沉降而引起豎向裂縫，等等。結(jié)構(gòu)性裂縫往往呈現(xiàn)普遍性和規(guī)律性特點，對結(jié)構(gòu)安全存在較為嚴重的影響。非結(jié)構(gòu)性裂縫亦稱非荷載性裂縫，是由于自身應(yīng)力變形引起的，主要成因包括溫度變化、干燥收縮、材料問題、工藝不當?shù)取＠纾炷亮喊濉?gòu)件表面出現(xiàn)的不規(guī)則裂縫等。非結(jié)構(gòu)性裂縫往往屬于表面裂縫，寬度較細，沒有規(guī)律性，對結(jié)構(gòu)本身影響較小。

（3）處治措施。對于所有裂縫病害，必須及時進行灌封封閉處理，避免內(nèi)部鋼筋銹蝕，裂縫不斷發(fā)展。常用的灌封材料有環(huán)氧樹脂砂漿、高強度水泥砂漿、瀝青及其他防水高分子材料等。對于結(jié)構(gòu)性裂縫，除了灌封，還應(yīng)根據(jù)裂縫位置、形態(tài)特征和損毀程度，進行加固補強，提升結(jié)構(gòu)承載力。梁式橋加固方法主要有粘貼鋼板、碳纖維或特種玻璃纖維加固以及增加梁底植筋加固。拱式橋拱圈加固，可分為拱腹面加固和拱背面加固。其中，拱腹面加固常用方法包括粘貼鋼板，澆筑鋼筋混凝土加大拱肋截面，布設(shè)鋼筋網(wǎng)噴射混凝土或水泥砂漿加大拱圈截面。從拱背面加固時，可在拱腳區(qū)段的空腹段背面或拆除拱上建筑，在全拱圈背面使用鋼筋混凝土加大截面。對于墩臺裂縫，可采用壓漿法增強地基承載力或加大墩臺截面的方法加固。

2.2 混凝土剝落

（1）病害形式。農(nóng)村公路橋梁混凝土剝落病害多發(fā)生在梁、板等受彎拉構(gòu)件底面受拉區(qū)，墩、柱等受壓構(gòu)件保護層，樁基礎(chǔ)浸水部位，修建時間較長的橋板板底。

（2）成因。引起混凝土剝落的原因很多，主要為環(huán)境因素和外力因素兩大類。環(huán)境因素包括碳化反應(yīng)、氯離子腐蝕和凍脹。其中，碳化反應(yīng)影響范圍較為廣泛，大致過程為空氣中的CO2在潮濕環(huán)境中與水泥石中的Ca（OH）2發(fā)生反應(yīng)，生成碳酸鹽及其他化合物，致使混凝土異變，強度降低，松散剝落。外力因素主要是指混凝土構(gòu)件在車輛荷載特別是超限荷載作用下，發(fā)生變形，因強度不足表面開裂，導(dǎo)致混凝土剝落。此外，還有因外力碰撞所造成的混凝土開裂、掉塊等損壞。

（3）處治措施。經(jīng)調(diào)查，多數(shù)的混凝土剝落是由環(huán)境因素引起的，發(fā)生在混凝土保護層部位。對于該類病害，不宜直接用混凝土或水泥砂漿修補，因為新舊混凝土收縮系數(shù)等存在差異，結(jié)合面不易完全封閉，耐久性和強度會受到影響。推薦使用環(huán)氧樹脂砂漿修補，以環(huán)氧樹脂為膠結(jié)材料，水泥、砂、纖維為填充材料，添加固化劑、增塑劑和稀釋劑。常用的固化劑為乙二胺，增塑劑為二丁酯，稀釋劑為丙酮。環(huán)氧樹脂砂漿參考配合比為環(huán)氧樹脂（6101型）∶乙二胺∶二丁酯∶丙酮∶水泥∶砂∶纖 維=1.0∶0.12∶0.15∶0.2∶3.0∶4.0∶1.0。施工工藝：①鑿除剝落部位松動混凝土；②鋼筋除銹加固（如需要）；③用高壓水槍清洗；④配制環(huán)氧樹脂砂漿，首先將環(huán)氧樹脂加熱至65℃，然后加入二丁酯和丙酮拌勻，再加入填充料拌勻，最后加入乙二胺攪拌均勻；⑤涂抹并壓實整平；⑥養(yǎng)生不少于28d；⑦涂刷環(huán)氧樹脂底漆和面漆。

2.3 鋼筋銹蝕

（1）病害形式。橋梁鋼筋銹蝕病害主要有三種情況：混凝土保護層裂縫處鋼筋銹蝕，部分混凝土表面有銹跡現(xiàn)象，此類病害一般較輕；混凝土剝落處，鋼筋往往會發(fā)生較為嚴重的銹蝕，逐層脫落，截面縮小；還有一種情況是施工時鋼筋已經(jīng)銹蝕，未除銹或清除不到位，影響鋼筋與混凝土的結(jié)合，影響程度較小。

（2）成因。在混凝土剝落、松散、裂縫或保護層厚度不足等部位，混凝土因碳化作用堿度降低，或者氯離子的侵入導(dǎo)致鋼筋表面鈍化膜氧化破壞，從而鋼筋中的鐵離子易在潮濕環(huán)境中與O2和H2O發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生Fe（OH）2等銹蝕物。銹蝕物體積比原來增大2～4倍，產(chǎn)生較大的膨脹應(yīng)力，致使鋼筋周圍混凝土開裂、剝離，加劇了混凝土的破壞。鋼筋銹蝕又會造成有效截面減小，承載能力降低，影響結(jié)構(gòu)安全。

（3）處治措施。根據(jù)嚴重程度，可參照以下方法處治：①將銹蝕部位的混凝土鑿除，形狀要規(guī)則；②清除鋼筋銹蝕物，如果銹蝕嚴重，需對銹蝕鋼筋進行更換；③對清理干凈的鋼筋噴涂阻銹劑和界面劑，做防銹處理；④在鋼筋及周圍混凝土表面涂抹環(huán)氧樹脂膠等黏合劑，增強黏結(jié)性，避免新舊材料結(jié)合處產(chǎn)生裂縫；⑤選用高強度砂漿或者環(huán)氧樹脂砂漿、混凝土等修補平整；⑥涂刷環(huán)氧樹脂漆等防腐材料。

2.4 支座

（1）病害形式。農(nóng)村公路橋梁支座病害時常發(fā)生，常見病害形式包括支座老化、開裂、變形、移位、脫空以及支座鋼板銹蝕等。

（2）成因。支座老化變形主要是因為橡膠材料長期受紫外線、溫度、水及車輛荷載等因素綜合影響，材料性能退化引起的。支座移位主要是因支座安裝不平整在外力作用下產(chǎn)生位移，或因不均勻受力產(chǎn)生剪切變形而產(chǎn)生的位移；支座脫空是由于梁體發(fā)生扭轉(zhuǎn)或較大移位、支座墊石局部破碎、支座調(diào)平砂漿破碎脫落等原因造成的；鋼板銹蝕往往因為防銹處理不到位造成的。支座病害對橋梁的安全性、耐久性影響較大，必須及時處治。

（3）處治措施。農(nóng)村公路橋梁多采用板式橡膠支座、四氟板式橡膠支座以及油氈墊層支座，結(jié)構(gòu)簡單，價格不高。支座出現(xiàn)老化、塑性變形等病害時，建議及時更換，一般應(yīng)對同一墩臺上的支座全部更換。支座脫空的，可以用環(huán)氧樹脂砂漿或高強度砂漿填充并調(diào)平；支座移位的要準確調(diào)整其位置，精確控制高度，保證均勻受力；支座鋼板銹蝕可以采用噴涂阻銹材料處理。在對支座頂升前，應(yīng)注意檢測橋板的完好性能，避免引起其他病害。

2.5 附屬設(shè)施

農(nóng)村公路橋梁附屬設(shè)施包括橋面系、伸縮縫、橋頭搭板及護坡等。橋面鋪裝一般會產(chǎn)生裂縫、坑槽、滲水或排水不暢等病害。對于大面積鋪裝層損毀情況，應(yīng)全橋幅寬度整塊鑿除，重新鋪裝，不宜直接加鋪一層鋪裝層，避免增加橋梁恒載。伸縮縫病害常表現(xiàn)為雜物填充、鋼板變形、鋼構(gòu)件銹蝕、橡膠止水帶損壞以及混凝土破碎。若發(fā)現(xiàn)鋼板變形、橡膠止水帶損壞，應(yīng)及時更換。對于鋼構(gòu)件銹蝕病害，可采用噴涂防銹漆并在表面涂抹油脂或潤滑劑處理的方式。橋頭搭板常出現(xiàn)裂縫、破碎和沉降現(xiàn)象，對于沉降病害，宜采用壓降方式處理。護坡病害表現(xiàn)為砌石裂縫、局部沉陷和滑坡等形式，應(yīng)及時處治，避免病害擴大。此外，橋梁欄桿、標志標牌也常常會因車輛碰撞、環(huán)境影響等原因發(fā)生破壞，對行車安全造成隱患，應(yīng)及時維修加固或更換，保證各類設(shè)施完好。

3 管理養(yǎng)護

3.1 建檔立卡

為每一座農(nóng)村公路橋梁建立檔案資料，包括設(shè)計圖紙、交（竣）工資料、橋梁圖片、養(yǎng)護資料、檢測資料、維修資料、責(zé)任單位、人員情況等，建立數(shù)據(jù)庫，強化信息動態(tài)管理。

3.2 日常養(yǎng)護

日常養(yǎng)護主要以日常巡查的方式進行，應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員參與開展，巡查頻次不少于1次/周，特殊情況應(yīng)加大頻次；主要巡查內(nèi)容包括橋梁各構(gòu)件表面完好性，泄水孔及橋下過水是否通暢，伸縮縫工作性能，安全設(shè)施是否完好以及橋面清潔、破損情況等。注重預(yù)防性養(yǎng)護，確保橋梁處于良好的工作狀態(tài)。

3.3 橋梁檢查

橋梁檢查是管理養(yǎng)護工作的重要環(huán)節(jié)，也是基礎(chǔ)性工作。通過檢查可以精準掌握橋梁的技術(shù)狀況，及早發(fā)現(xiàn)橋梁缺陷和異常。橋梁檢查主要包括經(jīng)常檢查、定期檢查及特殊檢查三種形式。經(jīng)常檢查可由養(yǎng)護單位開展，每月檢查1次；定期檢查和特殊檢查應(yīng)委托專業(yè)檢測機構(gòu)進行，根據(jù)橋梁技術(shù)狀況、交通和天氣情況等，合理安排檢查內(nèi)容和周期。

4 結(jié)束語

橋梁病害處治和管理養(yǎng)護是公路養(yǎng)護的重要內(nèi)容，也是薄弱環(huán)節(jié)，必須引起高度重視。對此，需要在充分了解農(nóng)村公路橋梁常見病害和處治方式的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)探討橋梁管理養(yǎng)護的內(nèi)容和措施，以更好地促進農(nóng)村公路橋梁管理養(yǎng)護工作的進行。