公路桥梁病害形成原因与维修对策研究

前言

公路桥梁作为交通命脉的“咽喉工程”，其安全运行直接关乎区域经济命脉与公众生命安全。然而，随着交通流量激增、重载车辆常态化及环境侵蚀加剧，我国桥梁结构正面临“未老先衰”的严峻挑战。混凝土开裂、钢筋锈蚀、支座老化等病害频发，不仅缩短桥梁使用寿命，更潜藏坍塌风险。当前，传统“被动抢修”模式已难以适应精细化养护需求，亟需构建“全周期预防—精准化诊断—绿色化修复”的协同治理体系。

1 公路桥梁常见病害问题及原因

1.1 结构性病害：承载能力退化与材料劣化

温度应力：昼夜温差或季节性热胀冷缩导致混凝土内部拉应力超过抗拉强度，尤其在箱梁、T 梁等薄壁结构中易引发纵向或横向裂缝；

收缩徐变：水泥水化过程中水分蒸发引发的干缩裂缝，或长期荷载作用下材料的徐变变形，可能导致结构预应力损失与刚度下降；

超载作用：重载车辆频繁通行产生的活载应力叠加，加速裂缝扩展，形成贯通性裂缝后可能引发渗水腐蚀。

钢筋锈蚀则多因混凝土保护层厚度不足或氯离子侵蚀导致，锈蚀产物体积膨胀会撑裂混凝土，形成“锈胀裂缝”，进一步削弱钢筋与混凝土的粘结力，降低结构耐久性。基础沉降通常由地基处理不当、软土地基固结未完成或地下水位变化引发，导致桥墩倾斜、梁体错位，甚至引发支座脱空等连锁反应。

1.2 功能性病害：使用性能衰减与运营隐患

功能性病害直接影响桥梁的正常使用功能，典型表现为桥面铺装破损、伸缩缝失效、支座老化等。桥面铺装层作为车辆荷载的直接承载体，易因重载碾压、温度应力或施工缺陷出现坑槽、车辙、网裂等问题。例如，沥青铺装层在高温下易软化变形，低温时收缩开裂；水泥混凝土铺装层则可能因接缝处理不当或基层不均匀沉降引发反射裂缝。伸缩缝装置的失效多源于橡胶止水带老化、钢构件疲劳变形或锚固螺栓松动，导致渗水侵蚀梁体端部、行车跳车冲击加剧，甚至引发梁体端部混凝土剥落。支座病害主要表现为橡胶支座脱空、开裂或钢板锈蚀，以及盆式支座转动失灵，成因包括支座安装偏差、橡胶老化、梁体热胀冷缩卡滞等，长期积累可能导致梁体受力不均，加速结构损伤。

1.3 环境与人为因素：病害的叠加效应与加速机制

化学腐蚀：工业废气中的二氧化硫、汽车尾气中的氮氧化物与水汽结合形成酸雨，加速混凝土碳化与钢筋锈蚀；

冻融循环：北方地区冬季道路除冰盐的使用导致氯离子渗入混凝土，结合冻融破坏作用，显著降低材料强度；

生物侵蚀：植物根系穿透排水孔隙、微生物分泌酸性代谢产物等，可能造成混凝土局部剥落或钢结构腐蚀。

人为管理因素则包括：

设计缺陷：如桥梁结构形式与实际交通流量不匹配、排水系统设计不合理导致积水；

施工质量问题：混凝土振捣不密实、保护层厚度不足、预应力张拉不到位等，埋下早期病害隐患；

养护滞后：日常巡检频次不足、病害维修不及时或维修工艺不当（如仅修补表面裂缝而未处理内部锈蚀），导致病害反复甚至恶化。例如，部分桥梁因缺乏定期支座检查，橡胶支座老化失效后长期带“病”运行，最终引发梁体移位事故。

2 道路桥梁工程常见病害处理技术

2.1 变形病害处理技术

针对桥梁结构因不均匀沉降引起的垂直变形，可采用地基加固技术，提高基础承载力，减小因沉降引起的桥梁结构变形。常见的地基加固方法技术有注浆法、深层搅拌法、桩基加固等。对于较为严重的变形，可采用支撑加固技术，施加外部支撑系统，设置钢支撑、支撑柱等，以暂时恢复结构稳定性，避免因持续变形导致结构失稳。处理桥梁本体变形问题时，若桥梁承重结构存在明显偏移，应采用预应力钢绞线加固技术，对桥梁主体施加适当的预应力，以有效减缓结构变形，并在一定程度上恢复其原始几何形态。针对存在较宽裂缝及结构变形较大的情况，需进行结构加固，可采用植筋加固技术，在裂缝两侧开设孔道并插入钢筋，再通过预应力技术恢复结构的承载力。对于长期使用过程中出现的桥面变形，可通过机械力对桥梁进行校正，如采用液压千斤顶进行桥梁架设调整，逐步恢复其原设计状态。

2.2 裂缝病害处理技术

针对表面裂缝，可采用裂缝灌浆加固技术。选用低黏度、渗透性好的注浆材料，如环氧树脂、聚氨酯，通过注浆孔进行灌浆，确保裂缝内部得到充分填充，封闭裂缝通道，阻止水分和有害物质渗透，从而提高结构的抗裂能力。对于深层裂缝，若裂缝贯通至主受力构件，导致钢筋暴露，可采用钢板加固技术，以焊接或螺栓连接的方式，使用高强度钢板对裂缝部位进行外部加固，增强构件的抗拉抗弯能力。同时，应定期对加固部位进行检查，确保加固效果的持久性。

2.3 铺装层脱落处理技术

针对铺装层脱落，应根据脱落程度及位置进行分类处理。对于轻度脱落的桥面铺装层，应进行表面修补。先彻底清理脱落区域及周围的杂物，确保表面清洁、干燥，再使用高强度水泥基修补材料进行填充，确保新修补材料与原铺装层有效结合。对于严重脱落的区域，需进行局部拆除，重新铺装，拆除时应根据铺装层厚度、基层情况采取适当的机械方式去除受损区域的铺装层，并确保基层表面不受损伤。重新铺装时，应采用符合设计要求的桥面铺装材料，如沥青、混凝土，并保证其均匀性，以提高新铺装层的耐久性。

2.4 桥头破损施工处理技术

针对桥头局部破损，先对破损区域进行全面检查，清理裂缝区域的松散颗粒，并根据破损形态选择合适的修补材料，若是表面破损可选用高强度水泥砂浆进行修补，其具备较强的黏结性，能有效填补破损部位并恢复结构表面。对于较大范围的桥头破损，需进行加固处理，如采用钢筋混凝土加固法，在桥头破损区域周围设置钢筋网片，并浇筑高强度混凝土，以恢复桥头的结构稳定性；钢结构加固法，利用螺栓连接钢板、钢梁等构件提高桥头的抗弯抗剪能力。在加固施工过程中，需关注原有结构与加固部分之间的结合情况，确保将接触面清理干净并进行相应的黏结处理。

结束语

公路桥梁病害的成因具有复杂性、叠加性与长期性，需从设计、施工、养护全生命周期加强管控。针对结构性病害，需强化材料耐久性设计与结构健康监测；针对功能性病害，应优化铺装层与伸缩缝选型，并建立快速响应的维修机制；针对环境与人为因素，需完善防腐蚀设计标准、加强施工质量控制，并推动智慧化养护技术应用（如无人机巡检、结构损伤 AI识别）。唯有如此，才能延长桥梁使用寿命，保障交通基础设施安全高效运行。

参考文献：

[1]苟建元.普通干线公路桥梁养护中的伸缩缝病害分析及维修探讨[J].甘肃科技,2024,40(10):85-88.

[2]李康.严寒地区高速公路桥梁养护与维修加固施工技术探究[J].中国公路,2024(19):102-104.