公路橋涵病害防治及養護管理分析

中圖分類號：U418 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945(2025)18-0154-04

DOI:10.19981/j.CN23-1581/G3.2025.18.035

Abstract:Inordertoimprovethesafetyofhighwaybridgesandculvertsoperation，thispaperanalyzesthecausesof diseasesinhighwaybridgesandculverts，suchasconstructionfactors，environmentalfactors，designfactors，andmaterialfactors， andexploresthemechanismofcommondiseasesinhighwaybridgesandculverts.Takingacertainhighwayastheresearch object，andaccordingtothelocationofthediseases，statisicalanalysisiscariedoutonthetypesandquantitiesofdiseases. Through theresearchandaplicationof diseasetreatmentandmaintenance management measuressuchascracks，stelcoosion， bearings，expansionjoints，freeze-thaw，etc.，thedurabilityandsafetyofbridgeandulvertstructuresareimproved，which provides reference for the prevention and maintenance of highway bridge diseases.

Keywords:highway bridgesand culverts;disease causes；disease mechanism;treatment;maintenancemanagement

作為交通的重要組成部分，公路橋涵工程不僅助推著公路沿線的社會和經濟發展，還直接影響著道路出行者的安全。當公路橋涵進入運營階段后，橋涵受到交通荷載以及外界環境的影響，不可避免地會出現裂縫、鋼筋銹蝕等問題，隨著運營時間的延長，這種現象會逐漸加重。如果公路橋涵不能得到及時且有效的養護，橋涵會出現整體損傷或局部功能退化的現象，甚至導致嚴重的安全事故。因此對公路橋涵的病害防治和養護管理越來越得到相關人員的關注。

1公路橋涵病害產生的原因

1.1 施工因素

橋涵施工是公路橋涵建設中至關重要的環節，施工質量直接決定著橋梁運營的安全。比如，在進行公路橋涵混凝土灌注的過程中，如振搗不充分則會導致混凝土表面出現蜂窩現象。模板制作的過程中若是表面粗糙、不光滑則會導致混凝土表面出現麻面現象[2]。施工用水中氯離子含量過高，達不到施工標準也會加速鋼筋的銹蝕，大大降低結構的耐久性。在橋涵施工的過程中，影響橋涵質量的因素較多，一旦細節處理不當都會導致后期橋涵運營階段出現病害現象。導致橋涵產生病害的施工因素如圖1所示。

1.2 環境因素

環境所導致橋涵出現病害的因素包括橋涵所處的自然條件和人為因素。自然條件導致橋涵出現病害或功能退化的因素主要包括極端天氣、硫酸鹽侵蝕、堿骨料反應等。人為因素主要指后期采取養護不當的措施。比如，在橋涵維修加固的過程中，未對橋涵結構特點進行仔細分析，改變了橋涵的結構形式或改變支座的約束形式，增加橋涵結構的負擔，對橋涵結構造成較大的破壞[3]。

1.3 設計因素

良好的設計可以綜合經濟性、美觀性、安全性以及耐久性等因素進行平衡設計，從而降低橋涵出現病害的概率，提高橋梁的運營年限。在設計前期如果未對橋涵結構進行深入研究、選取合理的結構形式以及進行科學的跨徑布置，均會影響橋梁的運營狀態。在設計過程中考慮不全面、設計不完善同樣會增加橋涵出現病害的概率，如鋼筋間距取值過大、技術尺寸選擇不合理、徐變參數選擇不正確等。

1.4材料因素

鋼材、混凝土等材料是進行橋涵建設最為常見的材料。由于材料本身的特性，在外界環境以及車輛荷載的作用下會出現不同的病害，比如橡膠會出現老化、鋼材容易出現銹蝕等。由于混凝土、鋼材等材料出現質量問題導致的橋涵病害，在后期運營階段進行養護會相對比較麻煩。不同材料之間的相互影響會進一步加劇橋涵結構的破壞和功能退化，導致橋涵產生病害的材料因素如圖2所示。

斷進入混凝土結構內部，導致內部鋼筋出現銹蝕現象，從而引起橋梁結構的不穩定。荷載裂縫主要是指混凝土結構受到外部荷載超過其自身承載能力所產生的裂縫，荷載裂縫的形狀不一，網狀和直線狀是其主要表現形式。溫度裂縫產生的原因主要是混凝土結構受到內外較大溫差的作用時，混凝土結構出現膨脹或收縮。收縮裂縫主要是指在橋涵的建設過程中，混凝土中水分蒸發使得混凝土體積收縮所產生的裂縫。與荷載裂縫略有不同，收縮裂縫的形狀一般較細，龜裂狀和網狀是其主要表現形式。收縮裂縫對橋涵結構整體的穩定性影響較小，但美觀性較差，通常在施工階段采用低收縮性混凝土以及加強養護降低收縮裂縫出現的可能性。

2.2 鋼筋銹蝕

導致鋼筋出現銹蝕現象的原因主要為混凝土碳化和氯離子侵蝕。混凝土碳化導致的鋼筋銹蝕是因為混凝土中混入的 CO₂ 會不斷消耗氫氧根離子，降低鋼筋表面的氫氧根離子濃度，破壞鈍化膜，導致鋼筋出現銹蝕膨脹現象，進而使得混凝土出現剝落。氯離子侵蝕引起的鋼筋銹蝕是因為氯離子具有活性大、半徑小的特點，可以輕松穿過鋼筋表面鈍化膜，一旦混凝土結構中氯離子含量達到一定濃度，其聚集在鈍化膜薄弱處，導致鈍化膜局部出現破壞，然后通過電化學反應使得鋼筋出現銹蝕或坑蝕現象。鋼筋銹蝕對橋涵安全性的影響如圖3所示。

2公路橋涵常見病害機理分析

2.1 混凝土裂縫

混凝土裂縫是公路橋梁工程中最為普遍的病害，也是橋涵日常養護管理的重點。導致混凝土結構出現裂縫病害的因素較多，如外界溫度的變化、混凝土收縮、凍脹作用、車輛荷載以及鋼筋銹蝕等。根據裂縫成因主要分為荷載裂縫、溫度裂縫和收縮裂縫4。一旦未對其進行及時養護處理，裂縫在外界環境和荷載的作用下不斷變大，雨水或空氣中具有腐蝕性的物質會不

2.3 支座病害

支座出現病害的原因與橋梁上部結構產生位移有關。支座作為連接橋梁上部結構和墩臺的載體，當上部結構受到車輛荷載的作用時可通過支座傳遞至墩臺。上部結構在外界溫度以及荷載的作用下出現位移時，支座產生的剪切變形可使得橋梁上下部結構的受力狀態滿足設計要求。但如果支座的選型不當，實際剪切變形量大于設計允許值時，支座出現剪切破壞

的概率會大大增加。

2.4伸縮縫病害

由于車輛荷載的往復作用以及橋面溫度變化的影響，伸縮裝置會持續地進行伸縮變形，極易出現損壞。伸縮縫出現損壞后，不僅會降低出行者駕駛的舒適感，還會導致雨水下滲，進而使得梁體和墩臺混凝土出現剝落現象。伸縮裝置由于長期暴露在外部，運行環境相對惡劣，需對其進行經常性檢查，及時清理伸縮裝置中的灰塵雜物，確保伸縮量滿足設計要求。伸縮縫由于其自身特點，雜物極易聚集，一旦未能及時清理，會被泥沙、瀝青以及其他雜物所堵塞，使得主梁不能發揮伸縮作用，增加主梁內力，破壞橋梁結構的穩定性。

2.5 凍融病害

橋涵凍融病害的表現主要為橋涵混凝土結構表面出現剝落或破損。當外界環境氣溫較低時，混凝土結構中的水分會出現凍結，進而膨脹，導致混凝土結構內部產生應力。一旦混凝土的抗壓強度小于應力強度，混凝土結構會出現破壞。白天高氣溫與夜間低氣溫之間的較大溫差會使得混凝土結構持續處于凍融循環狀態。在凍融循環的反復作用下，混凝土結構表面會逐漸產生剝落、裂縫等病害。此外，在冬季運營階段，為了提高道路通行的安全性，通常會在路面鋪撒除雪鹽以達到快速除雪化冰的目的，混凝土結構在鹽類化合物的作用下會進一步遭到破壞，降低混凝土結構的力學性能及橋涵整體的承載能力。

3 工程實例

3.1 工程概況

本文以某公路為研究對象，共計橋梁41座，對橋梁的實際運行狀態進行調查，共發現1254處病害。病害的主要類型為裂縫、混凝土剝落、蜂窩和麻面等。根據病害的所處位置，將其分為上部結構病害、下部結構病害和橋面系病害。各病害數量以及所占比例如圖4和表1所示。針對主要的病害采取相對應的養護措施。

3.2 養護措施

3.2.1 裂縫處治及養護

從表1可以看出，裂縫存在于橋梁結構的各個部位，對橋梁的耐久性和安全性都有著很大的影響，因此需采取針對性的處治措施。首先應對裂縫的類型進行準確分析，如果裂縫為非荷載裂縫，采用填縫法、表面噴漿法、表面抹灰法等常規表面封閉方法即可。如果裂縫的寬度不超過 0.25mm ，還可選用鑿槽嵌補法。首先根據裂縫的走向將混凝土裂縫開鑿成深槽，其次清理干凈深槽兩側及內部混凝土，最后將水泥砂槳、瀝青等黏結材料填補在深槽內。當選用環氧材料或瀝青進行填補時，應確保槽內保持干燥，而選用水泥砂漿進行填補時，應確保槽內保持濕潤的狀態。對于超過 0.25mm 的裂縫，可采用壓力灌漿法，其通過在混凝土裂縫中灌注漿液，以達到封閉裂縫并提高橋梁結構強度的目的。在灌槳施工前，應仔細檢查裂縫的數量和大小，將處治范圍內中較大的裂縫和孔隙進行堵塞處理，避免在灌漿的過程中槳液外溢。對于承載力不足導致的荷載裂縫，需提高承載力并對其封閉，通常選用表面粘貼法，利用膠粘劑將玻璃布或鋼板粘貼于裂縫處。

3.2.2 鋼筋銹蝕處治及養護

在公路橋梁運營階段，如果發現鋼筋出現銹蝕現象應及時進行處治，避免混凝土結構遭到進一步破壞，使得鋼筋銹蝕加重。鋼筋銹蝕的處治應將出現銹蝕位置處的混凝土進行鑿除，然后利用鋼絲刷或噴砂槍對徹底裸露出來的鋼筋進行除銹操作。為了使得新澆筑的混凝土與原有混凝土保持較好的黏結性，可將環氧膠液涂刷在混凝土和鋼筋表面，增加二者之間的黏結力。值得注意的是，在重新進行澆筑混凝土前，應將混凝土表面和鋼筋表面的銹渣清理干凈。最后澆筑完成后的混凝土表面可通過涂刷環氧砂漿以及其他防腐材料以確保混凝土表面不會出現碳化現象。

3.2.3 支座病害處治及養護

支座作為連接橋梁上部結構和墩臺的載體，將橋梁上部結構所承受的荷載傳遞至墩臺，功能良好的支座對橋梁的受力具有重要的作用，因此應及時將支座周邊雜物、積雪等清理干凈，以確保支座完整、清潔。在日常養護過程中，對于固定支座應確保錨栓堅固，支承墊板平整。當發現梁體支點出現承壓不均勻現象時，可利用千斤頂將梁體頂起后，及時調整支座位置。支座調整完畢后，為確保上部結構可恢復原位，應緩慢下落并實時觀察千斤頂是否處于均衡狀態。支座座板出現斷裂、翹起等現象時應及時進行修復或更換。

3.2.4 伸縮縫處治及養護

在公路橋梁運營階段應注意伸縮縫的日常維護，對于伸縮縫中的泥土、碎石等雜物進行及時清理。當伸縮縫出現損壞或功能喪失時，應探明原因，根據伸縮縫的實際狀態確定處治措施。伸縮縫中軟性填料出現脫落現象時，應將縫隙清理干凈，然后填注填縫料。伸縮縫的螺栓出現脫落、鋼板出現變形等已無法滿足伸縮縫正常運行要求的現象時，應及時更換伸縮縫，以免造成安全隱患。在進行伸縮縫處治及養護的過程中，應盡可能減小施工對道路通行的影響，如半幅施工、半幅通行;夜間禁止通行進行施工，白天將蓋板設置伸縮縫上方正常通行等。

3.2.5 凍融病害處治及養護

在施工階段應確保混凝土結構的密實度滿足要求，并增加混凝土保護層的厚度以降低混凝土結構出現凍融破壞的可能性。在運營階段，由于凍融病害導致的混凝土結構破損或剝落，可采用新型材料進行修復，如硅滲劑。硅滲劑具有高滲透固化的特點，可以有效封閉混凝土裂縫和毛細孔，并通過與混凝土結構中鎂、鈣離子產生化學反應，在混凝土表面形成密實、抗凍的結構層。

3.2.6 管理措施

全面準確地了解橋梁的運行狀態是進行橋梁病害防治和養護的基礎。為了準確掌握橋梁的時間運行狀態，應做到以下幾點：一是應完善檢查機制，配備專業檢查人員。二是根據橋梁各結構部位的特點，經常性檢查并記錄技術狀況。三是定期對橋梁各個部位的運行狀態和使用功能進行全面檢查。四是對于已經出現的病害問題，應詳細分析成因，根據病害程度和影響范圍，采取針對性的處治措施。通過完整記錄橋梁初始信息、日常檢查信息以及養護信息，將橋梁養護管理系統不斷完善，不僅使得養護工作更加規范化，也確保處治措施更加科學合理化。

4結束語

在公路橋涵的運營階段，由于受到溫度變化、氣候變化以及外部荷載等因素的影響，橋涵會出現各種各樣的病害問題。科學合理的病害防治及養護措施可以有效延長公路橋涵的使用年限，提升道路出行者駕駛的舒適性，提高公路運營的安全性和通行效率。本文從公路橋涵病害產生的原因出發，探討了公路橋涵常見病害機理，并通過具體工程實例分析了公路橋涵病害的養護措施。導致橋涵出現病害的因素較多，不同因素之間可能存在相互作用，下一階段應進一步對病害防治和養護措施進行系統化和科學化的研究，并根據養護前后橋涵運行狀態的對比驗證防治和養護措施的有效性。

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