淺談公路橋梁預防性養護措施及其應用

呂彥平

【摘 要】橋梁預防性養護技術將在交通事業的發展過程中發揮越來越重要的作用，恰當的預防性養護技術措施將有效延長橋梁使用周期壽命，降低養護成本，從而促進節約型交通建設的快速發展。本文針對白銀地區國省干線公路橋梁的主要病害，重點介紹了幾種橋梁預防性養護方法，并探索基于費用最優的橋梁預防性養護時機的確定。

【關鍵詞】橋梁預防性養護；病害成因；處治方案

1 概述

橋梁是公路的重要組成部分，橋梁技術狀況的的好壞直接影響到公路交通行車的安全和暢通。隨著我省經濟快速發展、公路建設突飛猛進，公路橋梁建設速度急劇增加，截止目前我省已通過竣工驗收的橋梁達10000余座（其中白銀地區已通過竣工驗收的橋梁為279座），且涵蓋了目前國內外的各種橋型。由于橋梁所處地理外置的復雜性，使得大部分橋梁早起病害頻發，對橋梁養護工作提出了更高的要求。合理確定預防性養護時機，實施公路橋梁預防性養護，能夠恢復橋梁承載能力，節省橋梁加固改造費用，有著巨大的社會效益和經濟效益。橋梁預防性養護技術目前還沒有清晰的概念，本文認為，在橋梁病害處在一系列有效延緩或阻止其出現嚴重病害的技術。恰當的預防性養護技術措施將延長橋梁使用周期壽命，降低養護成本，從而促進節約型交通建設的快速發展。

2 橋梁早期主要病害及產生原因

橋梁病害程度因橋梁結構形式的不同而異，與橋梁的設計荷載標準、新舊程度及所在公路路線運輸情況等多方面因素有關，全面分析起來可以歸納為以下幾個方面。

（1）橋梁的設計荷載等級偏低。特別是20世紀六七十年代建設的橋梁，其設計荷載標準甚至達不到汽車-13級荷載標準，部分橋梁的設計標準為汽車-10級，不能滿足現行車輛通行的需求。

（2）水損壞嚴重。水滲入混凝土裂縫后，由于水中含有大城市空氣中的二氧化碳、二氧化硫，此類酸性化合物加速了碳化、酸化的過程，更由于北方化冰鹽氯離子作用，引起鋼筋表面的腐蝕反應，鋼筋體積膨脹，導致混凝土開裂，保護層剝離，影響結構安全性和適用性。由于水的存在，再加上混凝土中的堿含量和活性骨料。三者相互作用，生成硅鈣膠凝體后，因吸收水分使混凝土膨脹，破壞。

（3）橋梁設計合理。如橋梁上部空心板結構不盡合理，板厚偏薄，鉸縫偏小，橫向連接較差，不能滿足相應的技術要求，橋面鋪裝偏薄，橋面鋼筋配置不足，板與板之間的連接措施不理想等。

（4）施工質量差。如T梁橫隔板連接質量差，橫隔板形同虛設；橋梁下部的上下樁柱中心線偏位，施工的混凝土質量差，強度達不到要求，施工完的橋梁有露筋、空洞現象等。

（5）維修養護不及時。如對于鋼筋混凝土構件的露筋不能及時處理、對河流的沖刷及水毀不能及時恢復、對伸縮縫裝置清理不及時等。

3 幾種常見的橋梁預防性養護技術

3.1 裂縫修補

對于橋梁結構裂縫的處治一般按裂縫寬度不同分類處治，裂縫寬度在0.15mm以下，使用裂縫封堵膠對其進行封閉處理， 用毛刷或膠輥粘膠涂刷于要求裂縫封閉的混凝土表面。裂縫寬度在0.15mm以上，使用裂縫膠對混凝土裂縫進行注膠處理，以一定的壓力將裂縫膠注射入裂縫內，膠液固化后將開裂兩側的混凝土連接成結構整體；膠液還能進一步滲透到裂縫周圍的混凝土毛細縫隙中，形成較寬的加固帶，并能沿著鋼筋走向滲透，保護鋼筋和增加鋼筋與混凝土的粘合力，起到對裂縫修復并對結構局部增強并提高耐久性的作用，對貫穿性裂縫以及蜂窩狀混凝土局部缺陷的補強和封閉效果較好。

3.2 鋼筋除銹、防銹

鋼筋除銹、防銹主要采用銹轉化劑進行處治，銹轉化劑是一種弱酸性高分子復合物，能使鋼鐵的氧化物（鐵銹）轉化為黑色的有機鐵化合物，從而在鋼鐵表面生成一層由化學鍵和物理粘結的復合物膜，因此膜層牢固致密、附著力極強，使鋼鐵基體與介質分隔不再受到侵蝕。涂抹銹轉化劑可除銹、生成防銹膜。

3.3 混凝土防腐與修補

混凝土防腐材料是一種封堵混凝土內的孔隙氣泡和微小裂縫提供混凝土密實性材料，混凝土填充修補材料主要適用于混凝土結構的空洞、蜂窩、破損、剝落、露筋等表面損傷部分的修復。材料經過高分子聚合物改性，對混凝土構件的結合力極強。

3.4 混凝土表面防水除鹽

混凝土防水防鹽害保護劑是防止中性化及鹽害的表面滲透型強化劑，抗老化、延長混凝土壽命和提高結構物的穩定性。

3.5 滲水處理

對于排水管周邊滲水處理可以采用接長排水管，沿管四周開鑿出上口寬2.5cm，深3.5cm的U型槽，再將槽修補平整，并涂刷混凝土防腐防滲封閉材料FH-JTR1（底涂）→涂刷混凝土防腐防滲封閉材料（面涂）。對于梁板外側其它非滲水部位采取涂刷防水防鹽保護劑進行處理。

4 積極探索橋梁預防性養護的最佳時機

在我省目前的養護體制下，由于養護資金短缺，如何針對橋梁在運行期間出現的不同程度的早期病害，探索橋梁預防性養護的時機尤為重要。

4.1 全面掌握橋梁結構狀態

預防性養護需要完善的檢查機制和先進的檢測手段做基礎，才能夠全面、持續的掌握橋梁結構狀態，為判斷養護時機和選擇養護方法提供依據。完善的檢查機制能夠提供橋梁狀況的完整記錄，能夠完整的反映出橋梁在使用過初中結構狀況的變化和病害的發展程度，為分析判斷橋梁病害原因和研究有針對性的養護對策提供了有力的依據。先進的檢測手段效率高，能保證檢測數據的精度和科學性，處理數據、信息的能力也大大提高。所以應十分重視高速公路橋梁的檢測效率和質量。

4.2 探索建立橋梁結構劣化模型

橋梁在全壽命周期內，結構退化是一個不可避免的自然過程，橋梁不可能永遠保持較高的服務水平，而橋梁退化本身存在著大量的不確定性，而劣化起因主要包括混凝土碳化或氯離子侵入誘發的鋼筋銹蝕、凍融循環引起的損傷、硫酸鹽侵蝕和延遲的鋁酸鹽反應等。針對我省橋梁管養的實際，探索建立橋梁結構的劣化模型，針對橋梁預防性養護全壽命周期成本分析，對預防性養護費用模型進行優化，以使其在養護效果和費之間得到平衡，找到最佳的預防性養護時機，達到合理分配和使用資金的目的。

5 結論

橋梁預防性養護技術是一門新興學科，隨著科學技術和材料制造工藝的發展，將有更多的新工藝、新方法、新材料運用到橋梁加固維修中，嚴格按照各種規范步驟實施橋梁預防性養護，并從思想上充分重視橋梁早期病害的預防性養護，探索建立橋梁結構的劣化模型，利用壽命周期成本的思想對橋梁預防性養護費用進行分析，并利用多目標規劃方法來確定最佳的預防性養護時機，只有這樣，橋梁的預防性養護措施才能真正取得成效，從而切實維護橋梁的健康工作狀態，達到延長橋梁使用壽命的目的。