乡村桥梁病害研究

摘要：

乡村桥梁是农村道路设施，对农村经济发展和百姓出行起着重要作用。在乡村振兴的大环境下，农村交通需求增大，乡村桥梁发挥的作用更加显著。然而，很多乡村桥梁建设标准较低、服役年限久远，长期缺乏专业的维护管理，导致病害频发。从轻到重，从桥面系到桥上部结构、下部结构，乡村桥梁的病害问题越来越多，影响桥梁的安全行驶，严重的将造成交通中断、出现安全事故。本文通过实地调查、实例分析、理论研究，针对乡村桥梁病害现象进行深入、全面的探析，总结乡村桥梁病害现象的表现及特征，探究病害发生的各种原因，为乡村桥梁维护管理的科学决策提供依据，为道路安全通畅、农村可持续发展营造和谐农村环境。

关键字：

乡村桥梁；病害类型；病害成因；结构安全；维护管理

中图分类号：

一、引言：

随着我国乡村振兴战略的深入推进，农村经济发展进入繁荣阶段，农村产业结构不断优化，新型农业产业不断涌现，农村生活水平稳步提升。与此同时，农村交通需求也在急剧上涨，农产品的大量输出与生产物资的及时供应、居民出行数量与频率的增加等都对农村交通提出了新的要求。乡村桥梁作为最重要的农村交通基础设施，连接着一座座大山、一片片农田、一个个工厂，为农村经济发展通向了道路，方便了人们的出行。

然而，现实却不容乐观，由于许多乡村桥修建时间较早，在当时的经济发展水平、技术含量的情况下建设标准偏低，已不能与现在的标准要求相比。比如：有的桥荷载量设计值只能承载当时少量的轻型车，对于现在越来越多的重型货车、大型农田机械则是爱莫能助。如今这些桥服务时间越长，受风吹雨淋、车辆反复碾压，这些桥就步入“老年期”，开始各种“病变”。最令人担忧的是，现在这些农村桥缺乏桥梁养护管理，很少能看到专门的桥梁养护人员，养护资金得不到保障，对于桥“病变”发现难、处理难，任其发展，得不到及时有效的控制。

桥梁病害问题绝对不是一个小问题，它的影响很大，轻则导致桥面不平整，车辆行驶不平稳，损耗比较大；严重时致使整个桥梁结构承载力下降，随时可能发生坍塌，如若发生事故，给人民的生命财产安全将造成不可估量的损失，同时也严重影响农村经济的发展，让农村陷入困境。因此，切实深入地研究乡村桥梁病害问题，认识百生百病，找到桥梁病害发生的原因所在，探求科学高效的防治方法，已成为当前维护农村道路交通正常安全行驶和农村可持续健康发展亟须解决的现实问题，具有极其重要的现实和紧迫意义。

正文：

二、乡村桥梁常见病害类型

2.1桥面系病害

2.1.1桥面铺装破损

在乡村桥梁和乡村道路中，桥梁的表面铺装层直接承受由重载货车等带来的荷载。此铺装层不仅需承受车辆长期的磨损、冲击和碾压，还需应对随之而来的坑洞、裂缝、松散等损伤现象。特别是对于那些重载车辆频繁通行的乡村道路，上述桥面铺装层损伤情况更为严重。例如，一条乡村道路上有一座使用了10年的桥梁。由于该区域附近工厂众多，重载货车往来频繁。结果，在短短5年的时间里，这座桥的铺装层就出现了大量的坑洞和裂缝。在部分区域出现了严重的松散现象，甚至暴露出了其下层结构。除了机械磨损外，桥面排水的不畅也是一个加速桥面铺装层损坏的重要因素。如果雨水不能顺利通过桥面排水系统排出，而是渗入铺装层内部，那么在车辆荷载反复作用的情况下，就会加速铺装层的损坏。据统计，在桥面排水不畅的乡村桥梁中，桥面铺装的损坏速度比正常情况要快30%至50%。

2.2.1混凝土裂缝

混凝土裂缝是上部结构常见的病害，分为荷载裂缝和非荷载裂缝。荷载裂缝由于桥梁结构承受较大的荷载而产生的，如弯曲裂缝、剪切裂缝等。非荷载裂缝由于温度变化、混凝土收缩徐变、地基不均匀沉降等产生的，如温度裂缝、收缩裂缝、沉降裂缝等。某乡村20世纪90年代建成的一座桥梁由于设计承载力较低，随着近年来交通量的增加和大型车辆的出现，该桥上部结构出现了多条明显的荷载裂缝，个别荷载裂缝的宽度超过了规范允许值。又因为当地夏季气温较高，冬季气温较低，气温的反常波动造成了桥梁混凝土结构温度裂缝的产生。由于混凝土结构存在裂缝，降低了桥梁结构的承载力，加剧了钢筋的锈蚀，将严重影响桥梁结构的耐久性，据研究，每增加0.1mm的裂缝宽度，钢筋锈蚀速度大约增大20%左右。

2.2.2钢筋锈蚀

钢筋的锈蚀是影响桥梁结构耐久性的重要因素，结构置于潮湿环境中，混凝土中的钢筋表面会生锈，生锈的体积要比钢筋的原始体积大很多，造成周边混凝土膨胀压力，使混凝土开裂、剥落。同时，钢筋生锈会使钢筋截面积和强度下降，降低了桥梁结构的承载能力。一些靠近河流或湿度较大的乡村桥梁，可能出现钢筋生锈的问题，如某乡村桥梁，投入使用15年后，检测发现部分钢筋生锈率超过20%，钢筋周围的混凝土有明显开裂剥落现象，严重威胁着桥梁结构安全。

2.2.3主梁变形

其中主梁是桥梁上部结构最主要的受力构件，长期受到荷载作用，容易产生下挠、侧弯等变形，主梁变形会导致桥梁结构内力发生变化，承载力降低，严重的会造成桥梁垮塌。某乡村桥梁由于长期受到重载车辆碾压，基础不均匀沉降导致主梁发生较大的下挠变形，主梁跨中挠度超过规范允许值50%，桥梁结构内力发生重新分布，部分应力集中，对桥梁安全造成巨大的潜在威胁。

三、乡村桥梁病害成因分析

3.1 设计因素

3.1.1 设计标准低

部分乡村桥梁在建设过程中，由于考虑建设成本等方面问题，导致部分桥梁在设计标准方面比较随意。如一些较早建设的乡村桥梁，承载量只能满足当时交通出行需要，随着农村地区经济的发展和车辆类型的改变，特别是一些重型车辆在使用，导致这些桥梁在承载量上已经无法满足交通出行需求。据不完全统计，约有35%的乡村桥梁存在承载量不足的问题。

3.1.2 设计不合理

由于设计人员对桥梁的地质、水文等自然环境条件缺乏了解，或者设计计算失误，导致设计出的桥梁结构不合理。例如：某乡村桥由于对当地的地质情况调查不明确，基础设计深度不够，建好后，由于常年荷载的作用，导致基础发生沉降，引起上部结构病害。又比如：伸缩缝设计不合理，不适应桥梁结构伸缩变形，引起伸缩缝病害，影响桥梁使用。据不完全统计，由于设计不合理引起的桥梁病害占桥梁总病害的20%左右。

四、结论

严重的桥梁病害，对乡村桥梁的安全使用产生了严重的影响，不利于农村的发展。通过对常见病害类型及原因分析，可知桥梁病害的发生，受到设计、施工、自然以及运营管理等因素的影响，后期须针对乡村桥梁病害问题，加大研究力度，从设计优化、施工质量、自然因素、运营管理因素等方面提出了桥梁病害维护管理因素，为确保桥梁的安全，为农村发展奠定基础，提供了保障。据此，乡村桥梁病害问题的研究、应用及预测在桥梁维护管理中应始终注意探索新型的研究方向，例如：使用前沿的检测技术、监测方法等手段，实时掌握乡村桥梁病害发展进程，不断加深对桥梁病害的了解，提高乡村桥梁的维护管理水平。

参考文献

[1]崔景岩，许晓建.旧桥病害原因分析及加固技术运用[J].工程建设与设计，2021，（06）：149-151.

[2]岳尕朝.公路桥梁常见病害分析及对策探讨[J].黑龙江交通科技，2022，45（09）：101-103.

作者简介：李明飞，2002，男，信阳市息县人，本科在读。研究方向：人工智能和深度学习

项目来源：河南省教育厅大学生创新创业训练计划项目“能工‘桥’匠——基于多模态学习的高精度乡村梁病害检测无人机”（项目立项号：202412746018）、

郑州科技学院2024年大学生创新创业训练计划项目“能工‘桥’匠——基于多模态学习的高精度乡村梁病害检测无人机”（项目立项号：DC202418）阶段性成果