農村公路橋梁的典型病害及其防治措施

常小花

（延安市安塞區農村公路管理站，陜西延安717400）

農村公路橋梁的典型病害及其防治措施

常小花

（延安市安塞區農村公路管理站，陜西延安717400）

農村公路橋梁對于農村區域的交通基礎設施具有重要作用，保障其運營安全非常必要。總結了目前農村橋梁的主要運營病害，對病害的形成原因和發展態勢進行了詳細分析，據此提出了防治措施，對已有病害進行修復和加固，同時根據實際情況加強養護工作的執行力度，進行必要的交通管控，以延長這些病害橋梁的運營使用壽命。

農村公路；橋梁；病害；防治措施；養護管理

0 引言

我國近年來城鎮化建設大力發展，為了滿足農村地區的人們出行問題，同時提高農村區域的經濟發展，不同等級和類型的農村公路在不斷建設并投入使用，這其中就有很多中小跨徑的橋梁結構，主要是跨越淺灘、河流和山谷等障礙。此外，部分農村公路的建設也是充分利用原有的橋梁結構，以滿足現有的交通運輸要求。

然而，我國早先建設的農村橋梁，由于投入資金有限，其設計標準和等級存在一定偏差，在加上施工質量保障性差，使得這些舊有橋梁結構本身就存在一定的質量隱患，在目前高交通流量以及部分區域重載超載貨車作用下，很多橋梁出現了嚴重的損傷和病害。這些病害問題不僅影響著行車的安全，還對橋梁結構本身的安全性造成很大的威脅[1,2]。

論文總結了農村公路橋梁的典型病害問題，對各類病害的發生原因和發展方向進行了分析，總結出農村公路橋梁運營和維護的關鍵。最后，提出農村公路橋梁病害的防治措施，主要從病害的修復和運營維護方面提出建議和方法，保障農村公路橋梁的運營安全性能，提升人們的出行交通安全。

1 農村橋梁的典型病害及特征

農村公路的建設資本有限，且公路工程主要以道路為主要構成，橋梁以及隧道等重要工程較少，且其跨徑不大。因而，農村公路橋梁主要以就地石材或者混凝土為建筑材料，最主要的還是混凝土材料，因此本文對農村公路橋梁的病害分析，也主要面向中小跨徑混凝土橋梁。

根據病害的型式，主要為梁體開裂、鋼筋銹蝕、支座病害等主體結構病害，和鋪裝開裂、伸縮縫病害等附屬結構病害，以下對這些病害的特征的形成原因及發展態勢進行詳細分析。

1.1 梁體開裂病害

農村橋梁的運營環境惡劣，在運營使用過程中，因為內在的材料退化和外在的荷載作用，都會存在不同程度的開裂情況，包含結構性的和非結構性的。

結構和非結構性裂縫。結構性裂縫的存在位置和展開方向都和橋梁結構的受力直接聯系，例如橋梁跨中因受力問題出現橫向裂縫，一般由抗彎性能不足所致；梁體腹板在近支座處出現的斜裂縫，一般是腹板抗剪性能不足引起；預應力錨固區的網狀裂縫則是錨固區應力集中所致。非結構性裂縫的位置、方向、數量等就不和受力直接關聯，這些裂縫的形成不能通過受力完全解釋，例如橋面底部出現的細小分散無方向性裂縫、腹板的局部網狀裂縫、橫隔板的豎向裂縫等，見圖1。

圖1 混凝土橋梁體裂縫

結構性裂縫的成因是由于荷載超過結構抗力標準導致，一方面可以從荷載方面尋找原因，例如面臨突發的超載車作用、驟然降溫、橋墩大幅沉降等，另一方面可以從結構本身出發，例如施工質量差導致實際抗力低于預期性能，出現結構大面積破損，構造復雜使得傳力不明確等。非結構性裂縫則主要是施工質量問題，混凝土振搗澆筑不密實、鋼結構焊接質量差、混凝土品質差等，都會導致非結構性裂縫的產生。

1.2 鋼筋銹蝕病害

鋼筋表面銹蝕的機理是環境作用下混凝土材料受到大氣中的酸性氣體和濕性水珠作用，使得水上結構吸收了大量的鹽性水汽，不僅提高了混凝土的導電特性，也是鋼筋周圍的氯離子溶度提高，最終氯化作用使得鋼筋鈍化膜受到破壞，引起化學反應產生銹蝕。

鋼筋的銹蝕直接影響鋼筋的亞原構造，導致材料抵抗性能降低，有效受力面積減小，應力集中和突變，引發結構安全問題。更多時候，因為鋼筋的銹蝕，使得整個截面的耐久性降低，構件性能會在一定時間內出現超過甚至遠超出預期方式的退化，鋼筋銹蝕問題在農村橋梁更為突出。降低鋼筋銹蝕，一方面從設計角度需要保證鋼筋足夠的保護層厚度和防腐涂層；另一方面施工中特別注意混凝土振搗方法，保證表層振搗密實不出現蜂窩麻面，同時鋼筋籠在振搗中穩定牢固；同時，對于特殊沿海區域的公路橋梁結構，需要采取耐久性保護措施，例如采用高性能混凝土、創新鋼筋防腐涂層方法、轉移氯離子吸附方向等，見圖2。

圖2 鋼筋表面銹蝕

1.3 支座病害

農村橋梁的支座病害主要是支座的永久變形以及滲水現象。支座如果出現永久塑性變形，則會使得梁體各支座受力不平衡，進而導致梁體存在應力集中問題，容易出現垮塌破壞；支座不均能的受力同時也加大了支座的破壞問題。支座塑性破壞往往跟其材料退化有關，主要是滲水以及養護不及時導致，需要加大對支座運營狀況的檢測和養護。

1.4 鋪裝層病害

農村橋梁的橋面鋪裝層病害型式包含橋面開裂、面層坑洼、鋪裝滲水等，鋪裝層裂縫需要在短時間內盡快修補，否則裂縫的擴展將進一步影響到橋梁主體結構的受力，同時開裂后的鋪裝層將顯著影響行車性能，不僅降低行車舒適性，同時引發交通事故、車輛撞擊等危險事故，見圖3。

圖3 橋面板鋪裝層裂縫

鋪裝層開裂的深層次原因有以下幾種：（1）鋪裝層施工質量差，壓實不勻、厚度不足、拌合不均等都直接導致鋪裝受力不均，形成開裂。（2）鋪裝層材料能不佳，包含粘結、抗車轍、抗老化等材料性能，是決定鋪裝層能夠與橋梁主體結構共同協調變形的關鍵。（3）荷載作用，超載重載車輛對于橋面鋪裝層的損傷累積是指數增長的，因此即便是最佳材料性能和最佳施工質量的橋面鋪裝，在面臨長時間、大面積超載重載作用，其使用壽命也是非常有限的。

1.5 伸縮縫病害

農村橋梁伸縮縫運營的主要病害類型為：鋼板松動、雜物填充和兩側混凝土破損。由于農村道路存在部分貨運車輛，這些車輛有時超載非常嚴重，這給荷載設計等級本來就不高的橋梁帶來很大安全隱患，其中最直接的作用就是輪載對伸縮縫局部的作用，直接造成伸縮縫兩側混凝土破損以及鋼板脫落；此外，如果養護不到位，導致伸縮縫被雜物填充，失去了伸縮性能，則在溫度作用或者汽車荷載作用下，伸縮縫的變形受到約束，同樣加速伸縮縫的結構破壞，圖4是伸縮縫典型病害問題。

圖4 伸縮縫病害

2 病害的防治措施

針對農村公路橋梁運營中出現的上述病害問題，首先應該及時地進行病害的修復以及橋梁等級評定和加固，另一方面則需要根據農村公路養護資金不足的特點，制定科學而高效的養護和管理措施[3]。

2.1 橋梁病害的及時修復及加固

農村公路橋梁運營中出現的各類病害，需要及時進行修復，避免病害進一步開展而危及橋梁的安全。

2.1.1 病害修復

對于大部分橋梁病害，可以采用修復手段使得橋梁性能得到保持。梁體開裂問題，無論是結構性裂縫還是非結構性裂縫，都需要進行裂縫灌漿修復，使得裂縫能夠得到閉合；非結構性裂縫可以采用水泥砂漿等進行灌注，結構性裂縫則需要采用高強砂漿或者聚合物修復。鋼筋銹蝕需要首先進行鋼筋表面除銹，然后施工混凝土保護層，或者其他材料進行表面防護。支座病害主要進行防水和雜物清理，保證支座表面光潔，對于已經支座受力不均勻的墊入鋼板使之平整。附屬設施如鋪裝層和伸縮縫的病害，則需要對病害進行清理和必要的修復。

病害的修復主要過程是：（1）舊混凝土表面鑿開，對破損部位進行鑿除，使得漏出完整的舊混凝土結構，確保氧化和損傷區域能夠與新修復材料完好粘結；（2）平整清洗，鑿開部位進行平整處理，保證清洗完全；（3）涂抹修復劑，實現裂縫和病害的修復灌注，并使得新灌注材料與原有界面完好粘結。

2.1.2 橋梁加固

對于損傷嚴重的橋梁結構，則應該進行必要的加固處理才能安全地使用這些橋梁結構。農村公路橋梁的主要加固手段是粘貼鋼板加固、碳纖維加固和更換支座等型式。粘貼鋼板加固主要對跨中區域梁橋底板開裂及鋼筋銹蝕問題，以及支點附件腹板開裂問題；碳纖維加固主要對跨中區域的底板開裂病害處置；支座更換針對于嚴重的支座塑性變形導致梁體受力極度不均勻的現象。

2.2 橋梁運營的養護和管理

農村公路橋梁由于資金缺乏，其運營管理工作一直以來沒有受到足夠的重視，而缺乏養護和管理工作，只會使得橋梁病害發展更加惡劣，影響橋梁安全，導致橋梁垮塌等安全事故。

首先農村橋梁的養護需要制定一定的措施手段，養護工作包含日常養護和定期養護，日常養護的頻次需要根據人力物力情況妥善安排，一般1 a至少一次，主要對橋梁外觀和可能的病害進行記錄，使得工程是對橋梁的運營狀態具有理性的認識。對于調研中出現的病害問題，需要進行及時得分析，以確定是否進行修復加固，以及修復加固的時間及方式。定期檢查則需要對橋梁狀態進行系統性評估，以確定橋梁等級，能否繼續承載。

其次，根據評估結果制定管理措施，例如對車輛的管控。如果橋梁性能不足，不能繼續承載可能的貨車作用，則需要對貨車載運噸位進行限制，甚至對貨車進行完全的限制。這種管理措施雖然對貨運造成了影響，但是保障了橋梁的使用壽命，延長了整個農村公路體系的使用壽命。對于確定不能繼續承載，或者采用加固方式仍然不能滿足要求的，則需要進行橋梁的拆除及重建。

3 結論

農村公路橋梁是該公路系統的重要節點工程，對于人們的出行交通具有重要影響。隨著我國交通貨運的發展，農村區域的很多橋梁也存在很多病害問題，嚴重影響了農村公路的使用安全。論文詳細總結農村公路橋梁的典型病害類型，并對病害的發生機理和發展態勢進行了剖析，從而明確對這些病害問題的處置措施，需要進行修復和加固，同時加強日常的養護和管理工作，才能有效保證橋梁的運營性能。

[1]高康.農村公路橋梁常見病害及防治措施[J].黑龍江交通科技, 2013(9):99.

[2]向際栓.農村公路橋梁伸縮縫的病害成因與防治措施[J].青海交通科技,2012(2):60-66.

[3]俞文虎,陳伯進.農村公路橋梁病害分析及對策思考[J].江蘇水利,2014(2):47-48.

U445.7+1

B

1009-7716（2017）06-0195-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.06.058

2017-03-16

常小花（1979-），女，陜西安塞人，工程師，從事農村公路建設及養護工作。