干線公路橋梁病害的養護及應對措施分析

楊玉平

(定西公路事業發展中心岷縣公路段，甘肅 定西 748400)

0 引言

干線公路橋梁是國家交通運輸網絡中的重要組成部分，其安全性和可靠性直接關系著全國道路交通的順暢運行。然而，由于一系列外界因素的影響和使用時間的增長，干線公路橋梁病害日益突出，給公路運輸帶來嚴重的安全隱患和經濟損失。采取科學的針對橋梁病害的養護及應對措施可以有效延長橋梁的使用壽命，減少維修成本，并確保交通運輸安全暢通。因此，干線公路橋梁病害的養護及應對措施是迫切需要深入研究的課題。

1 干線公路橋梁病害的成因

1.1 自然環境因素

干線公路橋梁病害的成因往往與自然環境因素密切相關。自然環境因素包括氣候、地質、水文等方面。這些因素對橋梁結構造成的影響可以是漸進的，也可以是突發的。首先，氣候條件是導致公路橋梁病害形成的一個重要因素。例如，極端的高溫或低溫環境下，公路橋梁結構材料容易發生熱脹冷縮以及變形，進而導致裂縫和破損現象；此外，降雨量的增加也會對公路橋梁結構產生沖刷和侵蝕作用，增加其病害形成的風險。其次，地質條件也會對公路橋梁病害的形成產生重要影響。例如，公路橋梁所在地存在土質松軟或地基沉降等問題，那么公路橋梁的承載能力就會受到嚴重影響，容易發生結構變形或破壞；此外，如果公路橋梁所在地存在地震活動，也會對公路橋梁結構產生破壞性影響。最后，水文條件也是引起公路橋梁病害的重要因素之一。水文條件包括河流的水位、洪水和橋面積水下滲等因素。即使公路橋梁不直接與水流接觸，水位的上升或洪水的沖刷也會對公路橋梁的基礎和支座造成損害，增加公路橋梁病害形成的風險。總而言之，自然環境因素是導致干線公路橋梁病害形成的重要原因之一。了解和研究自然環境因素對公路橋梁的影響，對于制訂科學合理的養護及應對措施具有重要意義。

1.2 設計和施工質量問題

干線公路橋梁病害的成因往往與設計和施工質量問題密切相關。設計和施工過程中的失誤、偷工減料、施工工藝不當等因素會導致公路橋梁病害的形成。首先，設計問題是造成公路橋梁病害的重要原因之一。例如，在設計階段，若沒有考慮到交通負荷的變化規律、地質條件、氣候因素等，會導致公路橋梁結構的穩定性、耐久性差，從而容易出現損壞現象；此外，設計中的計算錯誤、設計參數的選取不合理等也會影響橋梁的結構安全性。其次，施工質量問題也是公路橋梁病害的一個主要成因。施工過程中的偷工減料、操作不規范、質量監控不到位等問題都可能導致公路橋梁出現結構缺陷或材料疵點。例如，當施工人員沒有嚴格執行施工工藝，或者使用了低質量的材料，都會降低橋梁的承載能力和使用壽命；此外，施工過程中的技術水平和經驗水平也會對公路橋梁的質量產生影響，若施工隊伍缺乏相應的技術培訓和專業知識，就很難保證施工的質量和工藝的合理性，容易出現施工缺陷；同時，施工人員對于施工現場的實際情況掌握不足，也容易造成施工質量問題。

1.3 交通荷載

交通荷載是干線公路橋梁病害的重要成因之一。由于干線公路橋梁承載著大量的運輸車輛，車輛經過時會對橋梁施加荷載。這些荷載包括靜荷載和動荷載兩種形式。靜荷載是指車輛停靠在公路橋梁上時施加在公路橋梁上的荷載。例如，車輛停在公路橋梁上等待信號燈時，公路橋梁需要承受車輛的自重和靜止狀態下的動力荷載。靜荷載一般是穩定的，但長時間的靜荷載作用仍會對橋梁造成變形和疲勞損害。動荷載是指車輛在公路橋梁上運行的過程中對橋梁施加的荷載。這些荷載是非常復雜且不穩定的，其大小與車輛類型、速度、車輛數量等因素有關。車輛在公路橋梁上行駛時，會產生慣性荷載、彎矩荷載、剪力荷載等多種形式的動荷載。這些動荷載會給公路橋梁結構帶來振動、變形和疲勞等損害，進而導致公路橋梁病害的形成。交通荷載對公路橋梁的影響是漸進累積的過程，長時間的重復荷載作用會導致橋梁被損傷和破壞。因此，合理評估和控制交通荷載對公路橋梁的影響，采取相應的加強措施，對于保障干線公路橋梁的安全性和可靠性非常重要。這可以通過制定合理的荷載標準、進行荷載試驗和監測等手段實現。同時，在公路橋梁的養護和維修過程中，也需要重點考慮交通荷載對公路橋梁結構的影響，及時修復和加固受損的部位，確保公路橋梁的正常運行。

2 干線公路橋梁病害的種類

2.1 結構裂縫

結構裂縫是干線公路橋梁病害中較為常見的一種類型，它指的是橋梁結構出現的裂縫現象。例如，橋梁的梁體可能發生裂縫和破損，這些問題可能導致梁體的強度和承載能力下降，從而影響公路橋梁的安全性和穩定性。梁體的裂縫和破損往往是由材料的老化、不適當的維護以及外部力的作用等原因導致的。根據不同的外部力，可將結構裂縫分為靜態裂縫和動態裂縫兩種。

靜態裂縫主要是指公路橋梁結構在靜力荷載作用下出現的裂縫。靜態裂縫的形成原因多樣，常見的原因包括材料老化、結構設計缺陷、施工質量問題等。例如，公路橋梁結構中的鋼筋在受到荷載作用時由于彎曲或拉伸產生的應力超過材料的承載能力，就會導致靜態裂縫的形成。

動態裂縫是指公路橋梁結構在動態荷載下出現的裂縫。動態荷載包括車輛的行駛荷載和風荷載等，車輛的行駛荷載是最常見的動態荷載。當車輛通過橋梁時，其重量以及行駛速度會產生動態荷載，造成橋梁結構振動以及應力的變化，進而導致動態裂縫的形成。

結構裂縫對橋梁的安全性和可靠性具有嚴重影響。裂縫會導致橋梁結構的強度和剛度減弱，進而造成結構失穩。因此，及早發現和修復裂縫是針對橋梁病害的養護及應對關鍵步驟之一。

針對結構裂縫的養護措施包括定期監測和維修。定期監測可以通過使用傳感器和監測設備來實時監測橋梁結構的變化情況，及早發現裂縫并進行評估。一旦發現裂縫變大或存在危險性，就需要及時進行維修。維修包括填補裂縫、加固結構和修復損壞部位等，以保障橋梁的使用壽命和安全性。

2.2 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕是干線公路橋梁病害中的一種常見問題。由于橋梁長期暴露在惡劣的自然環境中，鋼筋容易受到氧氣、水分和鹽分的侵蝕，導致鋼筋表面產生銹蝕。鋼筋銹蝕對于橋梁的結構安全和承載能力造成嚴重影響。鋼筋銹蝕的原因可分為內部因素和外部因素。內部因素主要包括混凝土中的水分、堿性物質和氯離子等。水分和堿性物質會加速鋼筋銹蝕，而氯離子則是導致鋼筋銹蝕的主要因素之一。外部因素主要包括酸雨、融雪鹽和交通污染等，這些因素可以通過化學反應或物理作用使鋼筋表面發生銹蝕。鋼筋銹蝕所帶來的問題主要包括橋梁強度下降、結構破壞以及橋梁使用壽命縮短。首先，鋼筋銹蝕會使鋼筋截面面積減小，從而減弱鋼筋的承載能力，使得橋梁承載力下降。其次，鋼筋銹蝕還會導致混凝土開裂和剝落，進一步加劇橋梁結構的破壞。最后，鋼筋銹蝕會縮短橋梁的使用壽命，增加維修和更換的成本。為了應對干線公路橋梁鋼筋銹蝕的問題，需要采取相應的養護措施。第一，需要定期對橋梁進行巡檢和維護，及時發現鋼筋銹蝕的跡象，并采取措施進行修復。第二，可以采用防腐涂層或者防銹劑等材料對鋼筋進行保護，減緩鋼筋銹蝕的發展。第三，加強環境保護工作，控制鹽分和酸堿物質的污染，減少鋼筋銹蝕的影響[1]。

2.3 橋面鋪裝損壞

橋面鋪裝損壞是干線公路橋梁常見的病害之一。由于長時間承受交通荷載和惡劣氣候影響，橋面鋪裝往往會出現裂縫、坑洼和起伏等損壞。這些損壞不僅影響駕駛的舒適性，還可能導致交通事故的發生。橋面鋪裝損壞的主要原因有以下三點:其一，交通荷載是導致橋面鋪裝損壞的重要因素之一,車輛的重量和頻繁通行會使橋面承受巨大的壓力，導致鋪裝材料破壞和損耗。其二，惡劣氣候也會對橋面鋪裝造成影響,例如，溫度變化和凍融循環會導致鋪裝材料膨脹和收縮，從而造成裂縫和剝落。其三，施工質量不達標、材料選擇不當等因素也可能導致橋面鋪裝損壞。

為了解決橋面鋪裝損壞問題，應采取一系列的養護措施。首先，定期巡檢和維護是必不可少的。通過定期檢測橋面鋪裝的狀況，及時發現和處理損壞部位，可以避免損壞進一步惡化。其次，對于已經損壞的橋面鋪裝，應予以修復和加固。修復包括填補裂縫、修復坑洼和平整起伏等。加固可以通過鋪設加筋板、增加鋪裝厚度以及更換鋪裝層等方式提升橋面鋪裝的承載能力。最后，合理選擇和使用耐久性好的鋪裝材料也是養護的重要措施之一。

除了養護措施，還應采取應對措施以預防和減少橋面鋪裝損壞問題。一是加強施工質量控制，確保橋面鋪裝施工符合標準和規范。二是加強技術研發和推廣，提高橋面鋪裝的耐久性和承載能力。三是加大對橋面鋪裝養護的投入，提高維護施工的質量，也是應對橋面鋪裝損壞的重要措施。

3 干線公路橋梁病害的養護措施

3.1 經常檢查和檢測

定期巡檢和維護是保障干線公路橋梁運行安全的重要養護措施。通過定期巡檢，能夠及時發現橋梁存在的病害和隱患，避免潛在安全風險的發生和擴大。巡檢內容包括橋面鋪裝損壞、結構裂縫、鋼筋銹蝕的程度等。巡檢應該按照一定的頻率進行，具體頻率可根據橋梁的規模和使用情況確定。巡檢工作應該由專業的技術人員嚴格按照規范和要求對橋梁各個部位進行全面細致的檢查。對于發現的問題，要及時記錄并制訂相應的修復方案。在巡檢過程中，還可以利用無損檢測、激光掃描等現代檢測技術對橋梁進行更加精確和全面的評估[2]。

除了定期巡檢外，還應該進行特殊情況下的臨時檢測。例如，在發生自然災害或重大事故時，需要對橋梁進行緊急檢測，確保其安全性。此外，還可以利用智能化監測系統對橋梁的運行狀況進行實時監測，通過數據分析和預警機制，實現對潛在問題的提前預警和預防。定期巡檢和維護是針對干線公路橋梁病害的養護基礎工作，只有及時發現并排除問題，才能保證橋梁安全運行。因此，在實際養護工作中，應加強巡檢力度，確保巡檢工作的質量和效果。同時，還應借鑒先進的巡檢技術和經驗，不斷提高巡檢的準確性和效率，以有效延長橋梁的使用壽命，保障交通安全。

3.2 采用科學的養護方法和技術

為了有效解決干線公路橋梁的病害，必須采用科學的養護方法和技術，旨在修復和加固存在病害的部位，以延長橋梁的使用壽命。

首先，針對存在病害的部位，需要采用適當的修復和加固技術。例如，對于結構裂縫，可以采用鑿槽嵌補、打箍加固以及表面粘貼鋼板或增設碳纖維材料等方法對裂縫實施修復。對于鋼筋銹蝕，可以進行防腐處理或替換受損鋼筋。對于橋面鋪裝損壞，可以進行重新鋪裝或修補。養護過程中應選擇合適的材料和技術，確保修復和加固效果。其次，對于橋面的養護，可以采用定期清理雜物、及時修補裂縫并進行防水處理等方法。定期清理雜物可以減少外界的侵蝕，降低橋面病害的發生率。同時，及時修補裂縫并進行防水處理能夠有效延長橋面的使用壽命，保證橋面的穩定性和承載能力。通常情況下，公路橋梁會設置一些防水、防滲漏的設施，一旦這些基礎設施被破壞，也會影響橋梁結構的穩定性，因此同樣需要對其進行后期的維修與養護。通常橋面養護的施工過程較為復雜，要根據橋面的實際情況來確定養護方案[3]。再次，對于橋墩的養護，需要定期檢查并修復沖刷、裂縫等問題。沖刷和裂縫問題可能導致橋墩的穩定性受到威脅，因此需要及時采取修復措施，保證橋墩的安全使用。最后，科學制訂公路橋梁養護計劃是極其重要的，在對公路橋梁進行周期性檢查后，應根據實際檢查與評價結果，對公路橋梁的養護類別進行確定，并制訂合理的橋梁養護計劃。通常而言，當橋梁結構出現較大的裂縫或者裂縫發展速度較快，以及存在其他影響正常運行的安全隱患時，應當及時對公路橋梁進行養護與加固。

3.3 加強公路橋梁的養護管理

公路橋梁的養護管理是針對干線公路橋梁病害進行養護的重要環節。為了確保公路橋梁長期安全運行，需要采取一系列的養護措施。首先，需要建立健全公路橋梁養護管理體系，包括建立橋梁臺賬、記錄橋梁的基本信息、維護記錄等，以便及時了解公路橋梁的狀態和需要進行的養護工作。同時，還需要制定公路橋梁養護管理相關制度和規范，明確各級管理部門的責任和任務，確保公路橋梁養護工作有序開展。其次，需要進行定期養護和修繕工作。橋面養護包括清理雜物、修補裂縫、加固結構等；橋墩維護需要定期檢查并修復沖刷、裂縫等問題；公路橋梁梁板養護除了定期檢查和修復問題外，還需要進行防銹處理。在養護和修繕過程中，應選用合適的材料和工藝，以確保養護效果。總而言之，加強公路橋梁養護是保障干線公路橋梁安全運行的重要措施。通過建立健全養護管理體系、定期巡檢和維護，以及定期養護和修繕，能夠及時發現和解決公路橋梁存在的問題，提升公路橋梁的使用性能，確保交通的安全和順暢。

4 結語

綜上所述，干線公路橋梁病害的養護及應對是一個復雜而關鍵的任務。科學的養護及應對措施對于保障干線公路橋梁安全運行和延長其使用壽命具有重要的意義，對于促進交通發展和經濟繁榮也具有積極的影響。因此，在實際應用中，應加強技術研究和經驗總結，不斷完善針對橋梁病害的養護及應對措施，提高養護效果。同時，還需要政府、學術界和企業傾力協作，共同推動針對干線公路橋梁病害的養護及應對工作，為我國公路交通的安全和可持續發展作出貢獻。