公路橋梁常見病害及維修施工方法探討

摘 要：公路橋梁作為交通基礎設施的關鍵組成部分，其結構的穩定性與安全性對交通運輸的順暢至關重要。然而，在長期的使用過程中，公路橋梁受多種因素影響，不可避免地會出現各種病害。基于此，文章探討了公路橋梁在長期使用過程中常見的病害類型及其成因，并針對這些病害提出相應的維修施工方法，旨在為橋梁養護工作提供理論依據和實踐指導，以確保橋梁的安全性和耐久性。

關鍵詞：公路橋梁 常見病害 維修施工

1 緒論

公路橋梁是聯系不同地區、促進經濟往來和發展的重要紐帶。在交通流量不斷增長和使用年限不斷延長的情況下，公路橋梁受到了嚴峻考驗。病害的發生不僅會對橋梁外觀造成影響，而且還會對其結構安全及使用性能造成嚴重威脅。如果這些病害得不到及時地發現與恰當地處理，就會使橋梁結構遭到破壞甚至倒塌，從而造成嚴重交通安全事故以及重大經濟損失與人員傷亡。因此，對公路橋梁常見病害以及行之有效的維修施工方法進行深入地研究具有重要的現實意義。

2 對公路橋梁常見病害進行維修的重要意義

對公路橋梁常見病害進行維修具有極其重要的意義[1]。首先，從保障交通安全的角度來看，橋梁是溝通各區域的關鍵通道，橋梁安全狀況的好壞直接影響著過往車輛及行人的安全。對橋梁進行及時的維護，如修復裂縫、剝落或腐蝕等問題，能夠有效地避免橋梁結構受損導致的交通事故，從而確保道路的安全和暢通。

其次，對橋梁病害進行維修也是保持基礎設施完整的一項重要措施。橋梁作為我國最主要的基礎設施，其完好程度直接關系著我國交通網絡是否穩定可靠。通過定期對橋梁進行檢測與修復，能夠及時地發現與治理橋梁中的潛在問題，延長橋梁使用壽命，使橋梁保持良好的使用狀況，進而保持國家基礎設施完整性。

最后，維修橋梁病害還能有效降低經濟損失。橋梁病害若得不到及時維修，可能會逐漸惡化，最終導致橋梁無法正常使用，甚至需要重建。這樣不但要花費大量資金與時間，而且還會給周邊地區經濟發展帶來負面影響[2]。因此，及時對橋梁病害進行修復能夠避免橋梁損壞所造成的重大經濟損失，對國家經濟發展與社會穩定起到強有力的保障作用。綜上所述，對公路橋梁常見病害進行維修具有十分重要的意義。

3 公路橋梁常見病害

3.1 橋體裂縫

橋體裂縫是公路橋梁極為常見且危害較大的病害。從外觀上，裂縫形態多樣，包括橫向裂縫、縱向裂縫和斜向裂縫等。橫向裂縫一般與橋梁的縱軸方向垂直，大多發生在梁體的受彎區域；在橋梁的長度方向上，縱向的裂痕經常出現，特別是在箱梁的腹板部分；斜向裂縫通常與主拉應力的方向有關，且多產生于梁體支座周圍。

其成因復雜多樣。荷載因素就是其中最主要的一個原因，隨著交通量的增加，車輛荷載越來越大，特別是超重車輛經常行駛，使得橋梁在很長一段時間內受到過大的應力作用，超過橋體混凝土抗拉強度就容易開裂。此外，溫度變化也不容小覷。在晝夜溫差較大和季節更替的情況下，橋梁結構的各個部分由于熱脹冷縮而發生不協調的變形，導致溫度應力而誘發裂縫的出現。混凝土自身特性同樣關鍵，水泥水化過程中會產生大量熱量，若散熱不及時，內部溫度過高，與表面形成較大溫差，便會導致混凝土收縮開裂。同時，混凝土收縮還包括干燥收縮，在其硬化過程中水分逐漸散失，體積收縮，若受到約束便易形成裂縫。再者，地基不均勻沉降也會使橋梁結構產生附加應力，致使橋體開裂。

3.2 鋼筋銹蝕

鋼筋銹蝕是公路橋梁上比較常見的一種現象，對橋梁的耐久性造成了嚴重的影響。銹蝕鋼筋表面有銹斑產生，鋼筋截面面積隨銹蝕的增加而縮小，力學性能下降

導致鋼筋銹蝕的主要因素是外界侵蝕介質的侵入[3]。混凝土保護層猶如鋼筋的“防護衣”，當保護層厚度不足、施工質量欠佳致使其密實度不夠時，外界的氧氣、水分以及氯離子等有害物質便容易滲入。尤以氯離子為甚，其侵蝕性極強，可使鋼筋表面鈍化膜受到破壞，并在水、氧作用下對鋼筋產生電化學腐蝕。另外，橋梁所處的環境比較惡劣，比如臨近海邊的地區、化工廠等地方的空氣中有很多腐蝕性氣體以及鹽分的存在，這些都將加快鋼筋銹蝕的過程。

3.3 表層問題

公路橋梁表層問題涉及諸多方面，主要表現為混凝土剝落、麻面和蜂窩等。混凝土剝落的表現形式是表層混凝土的剝落和內部鋼筋的外露；麻面即在混凝土表面上呈現密集的細小凹坑；蜂窩則是混凝土內部存在蜂窩狀孔洞，骨料間砂漿不足。

這些表層問題主要源于施工過程中的缺陷。混凝土澆筑過程中，如果振搗不足，混凝土內的空氣不能排出體外，則會產生蜂窩、麻面等缺陷。模板表面凹凸不平、未經清洗或脫模劑刷涂不勻等也可使混凝土表面發生粘連和拆模過程中表層的破壞。同時，混凝土配合比不合理，如水泥用量過少、砂率過低等，也會影響混凝土的和易性與粘結性，引發表層問題。另外，受外界環境凍融循環的影響，寒冷地區混凝土內水分凍結膨脹并融化收縮，重復作用也會使得混凝土表層漸趨松散和剝離。

3.4 橋梁下撓

橋梁下撓即橋梁在使用過程中出現豎向變形過大的現象。輕微下撓時，可能僅影響行車舒適性，表現為車輛行駛時有顛簸感；嚴重下撓則會威脅橋梁結構安全。

其產生原因主要與橋梁結構特性和長期受力狀態有關。一方面，如果在設計階段沒有充分估計橋梁的承載能力，在實際交通荷載高達設計標準的情況下，橋梁結構會隨時間的推移而長時間超負荷運行，造成材料的疲勞破壞，剛度下降，繼而出現下撓現象[4]。另一方面，由于施工質量方面的原因，例如預應力施加不充分，混凝土強度達不到設計要求等等，都會導致橋梁的初始結構性能達不到標準，更容易在以后的使用過程中產生下撓現象。此外，長期環境因素如溫度變化和濕度影響都會給橋梁結構材料性能帶來負面影響，并加快下撓的發展速度。

3.5 鋪裝裂縫

公路橋梁鋪裝層裂縫現象比較普遍，其裂縫形式主要包括網狀開裂、縱向開裂以及橫向開裂等。這些裂縫不僅會影響橋面平整度，降低行車舒適性，還會加快雨水和其他有害物質下滲，腐蝕橋梁主體結構。

鋪裝裂縫與很多因素有關。首先，車輛荷載的重復作用是一個重要的誘因，車輪撞擊橋面并產生磨耗使得鋪裝層受到很大的應力，尤其是在車輛啟動、制動頻繁的區域，這種應力集中現象更加顯著，極易引發裂縫。其次，鋪裝層和橋面板粘結性能也非常關鍵。如果粘結不牢，受車輛荷載及溫度應力的影響，二者容易發生相對位移而使鋪裝層出現裂縫。再者溫度的變化對于鋪裝層有明顯的影響，日夜與季節的溫差會使得鋪裝層材料產生熱脹冷縮的現象，在伸縮變形的限制下，會產生裂縫。另外，鋪裝材料品質差，例如瀝青混凝土配合比不太合理、骨料強度不夠等等，都會使鋪裝層抗裂性下降，增加裂縫產生的可能性。

4 公路橋梁常見病害的維修施工方法

4.1 橋體裂縫的維修施工方法

處理結構性裂縫時需先找出裂縫成因，針對具體裂縫采取施工加固對應部位。對于橋體裂縫的維修施工，可采用多種方法。對寬度在0.2mm以下的細微裂縫，可以用表面封閉法進行處理，首先將裂縫表面清洗干凈，然后均勻地涂上環氧樹脂膠泥將裂縫封閉起來。對寬度在0.2mm以上的裂縫宜采用壓力灌漿法進行灌漿，需在裂縫處鉆孔，安裝灌漿嘴，并進行封堵，再經壓力灌漿設備向裂縫內灌注環氧樹脂和其他灌漿材料，至裂縫灌漿完全。在裂縫對橋梁結構強度與剛度產生影響的情況下，可以通過粘貼碳纖維布的方法對其加固修補，先將裂縫表面處理后再切割出適當大小的碳纖維布，涂上粘結膠將其平整地貼于混凝土表面，并將氣泡排出，當粘結膠凝固時可實現裂縫加固修復。

4.2 鋼筋銹蝕的維修施工方法

對于鋼筋銹蝕較輕的情況，可采用人工除銹或機械除銹。人工除銹是使用鋼絲刷和砂紙等刀具，小心地去除鋼筋表面銹跡，直到露出金屬光澤為止。對于機械除銹，電動除銹機是一個高效的選擇。對銹蝕比較嚴重的鋼筋需首先鑿開鋼筋四周混凝土保護層，鑿開范圍應比鋼筋銹蝕部位大，通常每邊應超過銹蝕部位50-100mm[5]。接著，將鋼筋除銹，除銹后用水清洗鋼筋表面以除去殘余銹渣及灰塵。在鋼筋除銹之后，如果鋼筋的截面損失很小，可以用環氧樹脂砂漿修補鋼筋。將環氧樹脂、固化劑和砂按照特定的比例混合并攪拌均勻，然后涂抹在鋼筋的銹蝕區域，涂抹的厚度應根據鋼筋的銹蝕程度來確定，通常是2-5mm。涂好后用抹刀抹平表面，以符合原鋼筋的光滑。為了增強鋼筋耐久性，對修補好的鋼筋進行表面防銹漆處理，防銹漆應涂得均勻、不漏刷，使其不會再輕易發生腐蝕生銹的情況。

4.3 表層問題的維修施工方法

對混凝土表層存在問題進行修補施工時，對于剝落情況，需要先將剝落處松散混凝土徹底清理干凈，以形成規整、邊緣整齊的修補面。然后用水將修補面漂洗到完全潤濕而不積水為止，然后涂上界面劑，提高粘結力。然后，采用比原混凝土強度級別高出1級的細石混凝土分層澆筑而成，各層厚度不得大于300mm且振搗致密，澆筑后養護時間不得少于七天。針對麻面及蜂窩等問題，需要用鋼絲刷對麻面處進行清理，除去浮漿及松散顆粒，然后進行清洗，再使用接近混凝土色澤的水泥砂漿進行涂抹修補，夯實使得粘結牢固，表面光潔。蜂窩小的可采用相同的方法進行修復，大的需支設模板并澆筑高一級細石混凝土，強化振搗以保證充填密實，拆除模板后進行表面修整。

4.4 橋梁下撓的維修施工方法

當橋梁下撓由結構剛度不足引起時，可以通過增設支撐來加強。在橋梁下方合適位置設置臨時或永久支撐，支撐可采用鋼管、型鋼等材料。支撐設置應依據橋梁結構形式及下撓情況合理設計，以保證支撐能有效分擔橋梁荷載，并降低梁體跨中彎矩以控制下撓變形。建立支撐時，需要注意支撐和橋梁結構之間連接是否牢固，可以通過焊接和螺栓進行連接。另外，體外預應力加固通過對橋梁結構外施加預應力來改善其受力狀態，并提高承載能力與剛度。在施工過程中，體外預應力束設置方案應先結合橋梁實際進行設計。再在橋上設置預應力錨固系統及轉向裝置穿入預應力束。預應力束由張拉設備張拉并施加設計所需預應力。張拉時，張拉力及伸長量應嚴格控制，以保證預應力的精確施加。體外預應力加固法能有效減小橋梁的下撓變形，提高橋梁的承載能力，但施工技術要求較高，需要專業的施工隊伍進行操作。

4.5 鋪裝裂縫的維修施工方法

對鋪裝裂縫進行修補施工時，可以根據裂縫的情況采用不同的辦法。對寬度較窄的裂縫可以進行灌縫，首先要將裂縫中的雜物進行清理，然后均勻地注入具有較好粘結性、柔韌性、耐候性的密封膠，確保填充飽滿、表面平整，完成后撒上一層細砂防止粘起。在裂縫比較嚴重而形成局部破損的情況下，可以采用局部修補法，切除破損部位的鋪裝層，對基層進行清理和修復，涂刷粘層油后鋪設與原鋪裝層相同材料的混凝土，控制好厚度和平整度，壓實成型與周邊銜接緊密。如果鋪裝裂縫面積較大，對橋面的使用性能造成了嚴重的影響，那么就可以考慮對其進行重新鋪裝，拆除原有鋪裝層，清理橋面板表面，噴灑防水層，鋪設新鋪裝材料，嚴格按照施工工藝施工，確保鋪裝層質量符合設計標準。

5 公路橋梁病害防治措施

5.1 切實做好公路橋梁的日常養護

日常養護維修是防止公路橋梁病害產生和發展的一項基礎性工作。一是需要定期清洗橋梁外觀，及時去除橋體表面灰塵、雜物及粘附污染物。這些材料的長期累積有可能腐蝕混凝土和加速鋼筋的銹蝕。如在某些工業污染區域內，由于空氣中酸性氣體和灰塵的混入，遇水生成酸性溶液而腐蝕橋梁混凝土。二是重視橋梁排水系統養護工作。保證排水管道的暢通，避免橋面由于積水造成鋪裝層的破壞，同時積水的下滲也會對橋梁主體結構造成一定的影響。定期查看排水口有無雜物堵塞現象，并及時更換破損排水管道。三是加強橋梁伸縮縫和支座等關鍵部位維護。伸縮縫應經常清除雜物以確保其能夠自由伸縮；支座需要定期對支座位移、變形進行檢測，并及時加注潤滑油以保證支座的正常運行，降低由于這些構件失效而導致橋梁病害的發生率。

5.2 全面加強公路橋梁性能檢測

性能檢測可以及時發現公路橋梁可能存在的病害隱患。一方面，可以采用先進檢測技術，如無損檢測技術、超聲波檢測和雷達檢測。超聲波檢測可以用來探測混凝土內部缺陷，例如裂縫深度和空洞尺寸；雷達檢測可以檢測鋼筋的位置、銹蝕程度和混凝土層的厚度。通過上述技術可以為橋梁結構做一次全方位的“體檢”。另一方面，制定科學合理檢測周期。對新建成的橋梁，可以在使用初期適當地縮短檢測周期，并密切注意性能的變化；對服役時間較長的橋梁，應該提高檢測頻率，并結合其病害發展規律，從而有針對性地制定檢測方案。同時，對每一次的檢測數據進行詳細的記錄，并建立數據庫以進行對比分析，準確掌握橋梁性能的變化趨勢，從而對病害的預防和治理提供有力的依據。

6 結語

公路橋梁的養護管理應著眼于長遠利益，全面權衡費用、安全性及效益等多重因素，全面提倡實施預防性養護的理念，對橋梁出現的各種常見病害進行及時處置。以此提升橋梁結構的安全性與穩定性，為駕乘人員營造一個安全、可靠的行駛環境。

參考文獻：

[1]韓信，劉波.公路橋梁常見病害及維修措施的探究[J].工程建設（維澤科技），2024，7（5）：103-105.

[2]李忠莉.道路橋梁的常見病害及養護方法[J].居業，2024（8）：52-54.

[3]曾加.公路橋梁常見病害養護維修的施工技術探討[J].中文科技期刊數據庫（文摘版）工程技術，2023（5）：4.

[4]謝帥.高速公路橋梁病害養護與維修施工分析[J].汽車周刊，2024（11）：0258-0260.

[5]范昆.公路橋梁常見病害養護維修的施工技術探討[J].戶外裝備，2023（2）：172-174.