淺析道路橋梁的常見病害與養(yǎng)護方法

王玉杰 姚帥 孫光武

濟南金曰公路工程有限公司 山東 濟南 250200

引言

近年來，隨著城市交通條件改善和交通運輸量增加，道路橋梁作為交通網(wǎng)絡(luò)重要組成部分，承載著重要的交通任務(wù)。然而，長期以來，道路橋梁在使用中面臨各種病害問題，給安全性和使用壽命帶來威脅。研究橋梁的病害與養(yǎng)護方法，具有重要的實際意義和發(fā)展價值。本文旨在分析橋梁病害的分類與成因，深入探討常見問題及其養(yǎng)護方法，為提高橋梁壽命、確保交通安全和減少養(yǎng)護成本提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

1 橋梁病害的分類與特點

1.1 超載病害的特點與養(yǎng)護

超載病害是由車輛超過設(shè)計荷載行駛導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)病害的情況。這種病害具有以下特點：與車輛超載行駛密切相關(guān)，因為超載會給橋梁結(jié)構(gòu)施加過大的力量，從而引發(fā)病害；破壞范圍廣泛且程度較重，超載可能導(dǎo)致橋面變形、裂縫、甚至橋梁梁體塌陷、折斷；超載病害損壞速度較快，一旦形成病害，會迅速惡化，嚴(yán)重影響橋梁的運行安全。因此，養(yǎng)護超載病害十分重要。養(yǎng)護工作主要包括定期檢測和監(jiān)測以及采取有效的修復(fù)和加固措施。通過使用現(xiàn)代化監(jiān)測設(shè)備，如應(yīng)變計、位移計等，及時監(jiān)測橋梁變形情況，為超載病害提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。對已發(fā)現(xiàn)的超載病害，根據(jù)具體情況采取相應(yīng)修復(fù)措施，例如加固橋面、填補裂縫等，以確保橋梁正常使用和安全運行。同時，加強駕駛員教育宣傳，引導(dǎo)遵守道路交通法規(guī)，避免超載行駛，減少超載病害發(fā)生[1]。

1.2 濕度引起的腐蝕與防護

濕度是橋梁結(jié)構(gòu)中腐蝕和防護問題的重要因素。它會導(dǎo)致金屬結(jié)構(gòu)發(fā)生氧化反應(yīng)和腐蝕物質(zhì)產(chǎn)生，影響結(jié)構(gòu)強度和耐久性；對混凝土結(jié)構(gòu)而言，濕度會引發(fā)鋼筋銹蝕和混凝土剝落。為了解決這些問題，可以根據(jù)具體情況采取不同的防護措施。對于金屬結(jié)構(gòu)，可以采用防腐涂層如防腐漆、電鍍和熱浸鍍等方法來隔離濕度和氧氣。對于混凝土結(jié)構(gòu)，則可以采用防水劑、密封材料等進行防水處理，同時改善排水性能也是有效的防護措施。

2 道路橋梁常見病害類型及成因

2.1 裂縫類病害

裂縫類病害是道路橋梁常見的一種類型，對橋梁的安全性和使用壽命有明顯的影響。因此，裂縫類病害的養(yǎng)護成為橋梁維護管理的重要環(huán)節(jié)。針對不同的病害原因，可以采取加固措施、溫度控制措施和防腐處理等方法來解決問題。加固措施可以提升橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，如安裝鋼板和鋼筋網(wǎng)等。溫度控制措施可以減輕溫度荷載對橋梁的影響，例如設(shè)置伸縮縫和使用伸縮墊。防腐處理可以防止物質(zhì)腐蝕引起的混凝土脫落，如涂層保護和防水處理。通過采取這些針對性的措施，可以確保橋梁的安全性和穩(wěn)定性，并延長其使用壽命。

2.2 變形類病害

變形類病害包括橋梁形變和位移異常，其主要原因是設(shè)計不合理、材料老化和施工質(zhì)量問題。這種病害發(fā)生頻率高，嚴(yán)重影響橋梁的穩(wěn)定性和使用安全。塌陷和傾斜是其中最嚴(yán)重的問題，前者是基礎(chǔ)或地基沉降或失穩(wěn)導(dǎo)致整個橋梁下沉或坍塌，后者是橋梁主體結(jié)構(gòu)或橋墩發(fā)生位移導(dǎo)致橋梁傾斜或失穩(wěn)。這些病害對橋梁的使用安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅，因此，預(yù)防和治理工作至關(guān)重要。預(yù)防方面應(yīng)盡量避免設(shè)計和施工問題，并定期檢測和維護橋梁以及及時處理潛在問題。治理方面，根據(jù)具體病害采取修補和加固措施，如加固基礎(chǔ)和調(diào)整荷載分配。對于嚴(yán)重的病害可能需要重建或更換整座橋梁[2]。

2.3 滲漏水類病害

滲漏水類病害是指橋梁結(jié)構(gòu)在使用過程中由于缺陷或損傷而導(dǎo)致水分滲透和引發(fā)問題。這些問題主要出現(xiàn)在橋梁的屋面、墻體和橋面等部分。滲漏水類病害的成因包括設(shè)計不合理、施工質(zhì)量差、材料老化、自然環(huán)境因素以及日常維護不到位等。設(shè)計不合理和施工質(zhì)量差可能導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)存在缺陷，形成水分滲透的通道。長期的風(fēng)吹雨打和日曬雨淋會導(dǎo)致橋梁材料老化，如混凝土龜裂、鋼筋銹蝕等，增加水分滲透的路徑。自然環(huán)境因素如降雨量大、土壤含水量高，也會增加橋梁受水分滲透的風(fēng)險。日常維護不到位也容易導(dǎo)致滲漏水類病害發(fā)生，及時疏通和維護排水系統(tǒng)至關(guān)重要。因此，在橋梁的設(shè)計、施工和日常維護中，我們應(yīng)注重細節(jié)，采取合理的防護措施，包括使用耐候性較好的材料、加強排水系統(tǒng)的清理和維護、定期檢查和修復(fù)結(jié)構(gòu)缺陷等。

2.4 沉陷類病害

沉陷類病害是指由于地基下沉而引起的道路橋梁問題。地基沉陷是指在受到外力作用下地面或地基下降的現(xiàn)象，是橋梁和道路變形的主要原因之一。地基沉陷不僅影響橋梁和道路的正常使用，還可能引發(fā)裂縫和排水問題，對交通安全和工程穩(wěn)定性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。沉陷類病害的成因主要包括土壤的物理和化學(xué)性質(zhì)、地下水位變化和長期荷載作用等。解決這些問題需要采取適當(dāng)措施，例如地基加固、排水改善和地下水位控制。地基加固可以通過技術(shù)手段，如鉆孔灌注樁和地基改良，來增強地基的支撐能力和穩(wěn)定性。排水改善則需要修建排水溝和設(shè)立放水口等措施來及時排除地下水，以減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，以維持地下水位的穩(wěn)定，防止地基受潮和土壤變軟導(dǎo)致沉陷。因此，研究和解決沉陷類病害的成因，采取相應(yīng)的加固和預(yù)防措施，對確保道路橋梁工程的安全和穩(wěn)定至關(guān)重要。

3 道路橋梁常見病害的養(yǎng)護方法

3.1 混凝土裂縫的養(yǎng)護方法

混凝土裂縫的養(yǎng)護是確保結(jié)構(gòu)完整性和延長其使用壽命的關(guān)鍵。及時修補裂縫不僅是防止裂縫擴展的重要措施，還有助于維持結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。在選擇修補材料時，需要考慮與原有混凝土的兼容性、材料的強度和耐久性。修補材料通常包括環(huán)氧樹脂、聚合物修補砂漿等，這些材料能與混凝土牢固黏結(jié)，有效防止裂縫進一步擴展。防水處理是預(yù)防和控制混凝土裂縫的另一重要環(huán)節(jié)。通過在混凝土表面施加涂料、油漆或橡膠防水材料，可以形成一層防水層，有效阻止水分滲透，減少由于水分侵蝕或凍融循環(huán)引起的裂縫。此外，加強地下水滲透防止設(shè)施和改善排水條件可以降低結(jié)構(gòu)周圍的濕度，減少水蒸氣對混凝土的侵蝕。定期維護和檢查也是保持混凝土結(jié)構(gòu)健康的重要措施。通過定期檢查裂縫的發(fā)展情況、及時清理混凝土表面的污垢和雜物，以及實施必要的防腐措施，可以有效預(yù)防裂縫的進一步惡化，延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命[3]。

3.2 混凝土凍害的養(yǎng)護方法

在寒冷環(huán)境中，確保混凝土結(jié)構(gòu)不受凍害影響的養(yǎng)護措施至關(guān)重要。這些措施不僅涉及在混凝土澆筑后立即施加的保溫措施，例如鋪設(shè)保溫材料以減緩溫度下降，還包括加強溫度控制和維持適當(dāng)濕度的方法。例如，使用加熱設(shè)備如熱風(fēng)機來加熱施工區(qū)域，并定期監(jiān)測混凝土內(nèi)部溫度，可以有效防止混凝土過早凍結(jié)，從而保障其結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性。同時，保持適當(dāng)?shù)臐穸葘τ诜乐够炷粮闪阎陵P(guān)重要。在干燥的寒冷環(huán)境中，適當(dāng)?shù)臐穸瓤梢员苊馑诌^快蒸發(fā)，這對于混凝土的正常固化和強度發(fā)展非常重要。此外，選擇合適的混凝土配方也是關(guān)鍵，如使用低水膠比、抗凍劑或其他添加劑，以提高混凝土的凍融耐性。

3.3 混凝土碳化的養(yǎng)護方法

為了延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命，混凝土碳化需要采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護方法。這些方法主要包括碳化層修補和涂層保護。碳化層修補涉及清除碳化的混凝土表面，并使用修補混凝土的方法進行修復(fù)，確保與原混凝土的黏結(jié)牢固和修補面的光潔度和平整度。涂層保護則能提供額外的防水和防碳化功能，可選擇適合的涂層材料如聚合物改性涂料和防水涂料。在施工過程中，需注意材料的均勻涂布和充分滲透，以確保涂層與混凝土表面緊密結(jié)合，形成一層有效的保護膜。通過采用這些養(yǎng)護方法，可以修復(fù)和保護混凝土結(jié)構(gòu)，延長其使用壽命，并減少碳化所帶來的損害和安全隱患。

3.4 混凝土滲漏的養(yǎng)護方法

混凝土滲漏問題的養(yǎng)護方法需要綜合考慮修復(fù)漏水源和加強滲漏點的防水措施。首先，在修復(fù)漏水源方面，確定滲漏的具體位置是關(guān)鍵步驟。對于較小的漏洞和裂縫，可以使用專門的混凝土修復(fù)材料進行精確填補，這些材料通常具有良好的黏合性和耐久性，能夠與原有混凝土緊密結(jié)合。對于更大的漏洞和裂縫，則可能需要更加復(fù)雜的修復(fù)手段，如采用預(yù)應(yīng)力夾套和螺栓補強等結(jié)構(gòu)加固方法，這些方法旨在恢復(fù)或提升混凝土結(jié)構(gòu)的完整性和承載能力。在加強滲漏點的防水措施方面，涂覆層方法涉及在混凝土表面施加特殊的防水材料，這些材料如瀝青、聚合物涂料或橡膠涂料，不僅能夠阻隔水分滲透，還能提供額外的保護層，抵御環(huán)境和化學(xué)侵蝕。沉浸法則是通過將混凝土浸泡在具有滲透性的防水浸漬液中，使防水成分滲透入混凝土內(nèi)部，從而形成堅固的防水層。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縫，這些材料通常具有快速固化和高強度的特點，能夠迅速阻止水的進一步滲透[4]。

4 橋梁養(yǎng)護的未來發(fā)展

4.1 新技術(shù)在橋梁養(yǎng)護中的應(yīng)用前景

新技術(shù)在橋梁養(yǎng)護中有廣泛的應(yīng)用前景，并為該領(lǐng)域帶來了許多創(chuàng)新和機遇。無人機技術(shù)可以通過航拍和測量技術(shù)，高效地巡檢和監(jiān)測橋梁，發(fā)現(xiàn)和定位潛在的病害和安全隱患。傳感器技術(shù)能夠?qū)崟r監(jiān)測橋梁的結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力和震動等信息，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)金B(yǎng)護管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對橋梁健康狀態(tài)的實時監(jiān)控和預(yù)警。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，可以建立橋梁的三維模型，并對不同養(yǎng)護方案進行仿真模擬，以評估效果和可行性。這些新技術(shù)的應(yīng)用將提高橋梁養(yǎng)護的效率和質(zhì)量，減少成本。同時，它們還為橋梁的長期使用和可持續(xù)發(fā)展提供了支撐。

4.2 環(huán)保與可持續(xù)性在橋梁養(yǎng)護中的重要性

橋梁養(yǎng)護中，環(huán)保與可持續(xù)性至關(guān)重要。傳統(tǒng)的養(yǎng)護方法往往污染環(huán)境，而使用生物材料和可再生能源的環(huán)保方法可以減輕環(huán)境負荷。同時，考慮可持續(xù)性可以延長橋梁壽命，降低養(yǎng)護成本。采用耐久的建材和防腐措施可以減少修復(fù)次數(shù)和費用。采用環(huán)保技術(shù)還能提升橋梁的抗震和防災(zāi)能力，減少自然災(zāi)害對其造成的破壞。

4.3 利用大數(shù)據(jù)分析提升橋梁養(yǎng)護效率

大數(shù)據(jù)分析在橋梁養(yǎng)護領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。通過收集、整理和分析大量相關(guān)數(shù)據(jù)，可以快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)橋梁存在的問題和隱患。例如，通過實時監(jiān)測橋梁的結(jié)構(gòu)和使用情況，獲取的數(shù)據(jù)可以持續(xù)監(jiān)測橋梁的各項參數(shù)，并傳輸?shù)皆贫诉M行分析，早期發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)破損或變形現(xiàn)象，避免安全隱患。同時，大數(shù)據(jù)分析還能提供養(yǎng)護決策的智能支持，通過深入分析歷史和實時數(shù)據(jù)，建立預(yù)測模型，預(yù)測病害的發(fā)展趨勢和養(yǎng)護周期，并制定相應(yīng)的養(yǎng)護計劃和策略，提高養(yǎng)護效率，降低成本。此外，通過建立橋梁養(yǎng)護大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)全面系統(tǒng)的管理，養(yǎng)護人員可以利用平臺提供的數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，進行維護計劃的安排、資源的優(yōu)化，以及養(yǎng)護工作的監(jiān)督和評估[5]。

5 結(jié)束語

本文深入研究了道路橋梁的常見病害與養(yǎng)護方法，通過對橋梁病害分類與特點的探討，揭示了橋梁的脆弱性與易受損性，以及常見病害的類型及成因。同時，本文提供了針對混凝土裂縫、凍害、碳化和滲漏等病害的有效養(yǎng)護方法，以延長橋梁的使用壽命。此外，本文還展望了橋梁養(yǎng)護的未來發(fā)展，強調(diào)了新技術(shù)應(yīng)用和環(huán)保可持續(xù)性在養(yǎng)護工作中的重要性。通過大數(shù)據(jù)分析等先進技術(shù)，有望提升橋梁養(yǎng)護的效率和準(zhǔn)確性，實現(xiàn)更加可持續(xù)和可靠的橋梁管理。通過本文的研究與討論，希望引起更多人對道路橋梁病害和養(yǎng)護方法的關(guān)注，促進相關(guān)領(lǐng)域的研究和技術(shù)創(chuàng)新，以確保道路交通的安全暢通，為社會發(fā)展做出更大貢獻。