探讨公路桥梁工程病害和防治措施

0 引言

在现代化路网建设中，桥梁作为交通动脉的关键节点，既是跨越地理障碍的核心设施，又是保障路网完整性的控制性工程。本文综述了桥梁病害表征和原因，并提出防治措施

1 公路桥梁常见病害类型

公路桥梁病害主要包括裂缝、锈蚀、钢结构损坏、混凝土结构损坏等，大体可以分为功能性和结构性病害。

1.1 功能性病害

桥梁功能性病害是指对结构使用性能产生负面影响的各类损伤现象，主要表现为表层缺损或局部破坏。（1）铺装层裂隙。城市桥梁存在显著的温度敏感性特征。在季候温差显著区域，温度梯度引发的收缩应力超过材料抗拉强度时即产生温度裂缝。交通荷载作用下产生的剪切应力与轮载冲击效应共同作用，导致铺装层材料产生疲劳损伤，形成纵向裂缝与车辙变形。（2）梁端接缝系统失效。作为梁体伸缩补偿的关键构造，伸缩装置橡胶止水带撕裂、型钢错位及锚固系统失效的损伤具有显著的不可逆性特征，往往会引发支座位移异常、梁体应力重分布等次生病害。（3）混凝土中性化。大气环境中的 CO₂通过扩散作用与水泥水化产物 Ca(OH)₂ 发生碳化反应，破坏钢筋钝化膜稳定性。（4）钢筋腐蚀。在微环境湿度与氯离子浓度的协同作用，当钢筋的保护层厚度不足或开裂形成的氧扩散通道，会导致保护层剥落，腐蚀速率快速增长，最终引发截面损失与粘结性能退化。

1.2 结构性病害

桥梁结构损伤是指因承载力劣化引发的整体性破坏现象，主要表现为坍塌、断裂、非弹性变形等工程病害，这类损伤具有累积性和不可逆性。（1）地基产生不均匀沉降。施工阶段的隐蔽工程缺陷与运营期的环境变迁会导致地基产生不均匀沉降，引起结构附加应力，最终桥面连续性裂缝扩展、结构变形，极端情况下可能引发局部坍塌。（2）超限荷载作用机制的路面结构受损。当轴重分布、车流密度等参数突破设计阈值时，结构将进入非线性受力状态。特别是早期建设的桥梁，设计时未考虑新能源车辆、重载运输等现代交通特征，导致结构出现疲劳裂缝、接缝错位等损伤。（3）养护体系缺陷影响。中小跨径桥梁在运维管理中存在伸缩装置失效周期（平均5-7 年）与维保周期不匹配，易出现缝体淤塞、限位失效。

2 桥梁病害的原因分析

2.1 设计方面

2.1.1 伸缩装置

现行规范（JTG D60-2015）要求伸缩装置应具备应保证能自由伸缩，但实际工程中会设计缺陷。采用技术标准偏低的伸缩装置，如 U 型铝锌合金金属板式接缝装置、热塑弹性体填充式接缝系统以及模数式橡胶止水带结构。在桥面混凝土过渡区缺乏合理的截面强化设计，若槽体预留深度过大会导致底面混凝土横向微裂缝的产生，当槽体过浅时则会使现浇层厚度不足，易出现混凝土碎裂破坏。当锚固体系预埋钢筋配置不足且固定可靠性欠佳，会产生接缝装置松动、翘曲等病害现象。

2.1.2 支承系统

当纵坡 i>3% 或超高 h>6% 时，传统矩形支座产生 12%-25% 的接触面脱空率。当桥梁存在显著纵坡或超高时，若未对上下承压面进行三维空间适配设计，易诱发接触面非共形贴合现象。梁体底部各支座难以实现协同受力，形成杠杆效应，致使铺装层产生扩展性裂缝，尤以铰缝纵向贯通裂缝为典型破坏模式。

2.1.3 铰接体系

未能构建有效的荷载传递机制，当连接界面抗剪构造措施不完善时，会显著削弱桥梁结构的整体协同工作性能。根据 JTG 3362-2018 要求，空心板铰缝应配置 Φ12@150mm 横向筋，但实际工程中 36% 项目未达标。现场试验显示，标准跨径 20m 空心板无腰筋构造的铰缝抗剪强度仅达设计值的 63% ，加载至 80kN.m 时出现贯穿裂缝。

2.2 施工方面

2.2.1 锚固系统

根据 JTG/T 3650-2020 规范要求，锚固钢筋应采用预埋工艺，预埋深度 ⩾2

00mm 。在预制梁段或桥台背墙施工阶段，当预埋筋出露高度偏差超过 ±5mm 时，若出露过高将导致有效锚固长度缩减至设计值的 60% 以下，锚固位置控制失准；若出露过低则需二次开凿作业，最终导致焊接接点密度不足。

2.2.2 支座安装

盖梁支承平台标高偏差常超出 ±5mm 允许范围，平面几何尺寸误差普遍大于 10mm/m² ，表面平整度离散值达 3-5mm/m ，最终垫石结构施工精度不足，形成空间位形偏差。这种系统性偏差迫使采用补偿调平，导致支承体系出现 20% -30% 的局部接触应力集中现象，最终梁体底部各支座难以实现协同受力，致使铺装层产生扩展性裂缝。

2.2.3 桥面系和桥面铺装

受限于铰缝 20-30mm 窄缝构造空间，常规振捣设备插入深度不足设计值的60% ，且未采用 Φ8mm 振捣钎进行二次补振。铰缝悬吊模板体系存在 3-5mm/m 的接缝错位量，导致骨料离析率高达 15%-20% ，界面有效粘结面积减少 40% -60‰ 。规范要求钢筋网保护层厚度允许偏差 ±5mm ，现场桥面系钢筋网片下沉量普遍超出设计保护层厚度的 50%-80% ，搭接长度不足 200mm ，导致抗裂性能损失30%-40% ，最终导致铺装层开裂。

3 病害应采取的措施

3.1 裂缝处理技术

为了能够处理桥梁工程建设中的路面裂缝病害问题，可以采用路面修复施工处理技术。依据裂缝分级标准，实施差异化处治方案。一是对微裂缝处治（缝宽<0.15mm ）采用改性环氧树脂封闭工艺（粘度 ⩽200mPa.s ），形成 0.8-1.2mm 厚度的弹性密封层。二是对结构裂缝修复（缝宽 0.15-2.0mm ）实施预应力碳纤维加固系统，沿裂缝走向 45 度交叉粘贴碳纤维增强塑料（CFRP）布（抗拉强度⩾3400MPa ），采用真空辅助注浆工艺（注浆压力0.5-0.8MPa），确保浆体渗透深度 >30cm. 。

3.2 混凝土病害防治

混凝土严格采用经审批的配合比，大体积混凝土工程优先选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等低热水泥品种，优先选用低含泥量细骨料。在施工时，应注意振动棒移位间距需控制在作用半径 1.5 倍范围内，与模板间距保持 5-locm ，下层插入深度 5.10cm 。每层浇筑厚度不宜超过 30cm 。模板拼缝处设置弹性止水条并采用可靠密封措施，防止浆液渗漏。

3.3 加强养护防治

公路桥梁养护执行频率≥半年/次的周期性清洁作业，实施污染物清除作业，重点处理油渍污染并除雪防冻。沥青铺装层出现的松散、剥蚀及坑槽等表层缺陷，须实施分层铣刨并修复。钢板垫块翘曲变形（曲率 >2%c ）、焊缝开裂（裂纹深度 >3mm ）等结构性损伤实施更换，对橡胶支座脱空现象（脱空高度 >2mm ）采用高强垫片调平技术。

4 结语

综上所述，现代桥梁维养作业已发展成为系统性工程，其技术实施效能不仅涉及基础设施安全，更直接影响区域路网通行保障能力与经济要素流动效率。我们桥梁施工技术人员和维养人员需同步提升专业技术素养与创新运维理念，有效应对复杂交通荷载环境下的桥梁设施性能老化等问题，切实提升桥梁全生命周期价值。

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