桥梁常见病害及养护维修技术研究

引言

农村公路桥梁作为农村基础设施的重要组成部分，承担着连接乡村交通网络、推动农村发展和改善农民生活的重要任务 [1]。嘉定区作为乡村振兴重点区域，现有农村桥梁多建于 21 世纪初期，以简支梁桥、空心板桥为主，服役年限普遍超过 10 年。受重载交通增长、混凝土碳化、酸雨侵蚀等因素影响，桥梁结构性能退化问题日益突出，部分桥梁出现承载能力不足、病害频发等安全隐患。开展桥梁病害机理分析与养护技术研究，对保障农村交通通行安全、延长桥梁使用寿命、优化养护资金配置具有重要的现实意义。

1​桥梁常见病害及原因分析

1.1 混凝土结构病害

钢筋混凝土结构病害的表现形式大多为裂缝、露筋与混凝土剥落等，这些是造成混凝土结构力学性能退化的主要原因[2]。裂缝按成因可分为荷载裂缝、温度裂缝和收缩裂缝：荷载裂缝多因长期超重车辆通行导致结构应力超限，尤其简支梁桥跨中区域易出现受弯裂缝；温度裂缝源于混凝土热胀冷缩产生的应力累积，在昼夜温差较大地区尤为明显；收缩裂缝则与混凝土配合比不当、养护不足有关，早期水分流失过快易引发表面龟裂。露筋与混凝土剥落通常由钢筋锈蚀膨胀所致，当混凝土碳化深度超过保护层厚度，钢筋失去碱性保护发生锈蚀，体积膨胀使周边混凝土开裂剥离。此外，酸雨、盐雾等腐蚀性环境会加速混凝土劣化，降低结构耐久性，如图1 所示。

1.2 支座病害

桥梁的支座主要作为上部结构与墩台的连接构件，其常见的病害主要有橡胶支座出现老化开裂、支座产生位移并脱空、垫石出现了破损[3]。其中橡胶支座老化造成的原因主要是紫外线、冻融循环等影响，出现老化以后表现为橡胶硬化、开裂等，后期可能会出现支座的承载力下降和位移受限等问题。位移脱空问题主要是由于安装的精度不高或者长期受到汽车荷载以后出现剪切变形，导致桥梁受力不均匀。桥梁的垫石破损则由于混凝土的强度不足、支座的反力过于集中，导致出现裂缝，并且向垫石边缘的位置进行蔓延。

1.3 伸缩缝病害

伸缩缝病害以堵塞、构件锈蚀及橡胶条破损为主。杂物堵塞是最普遍问题，落叶、碎石、尘土等长期堆积导致伸缩缝失效，桥面变形时无法自由伸缩，加剧梁体应力；构件锈蚀源于排水不畅，雨水滞留缝内引发钢材腐蚀，尤其在使用盐融雪的北方地区更为严重；橡胶条破损多因车辆反复碾压、老化龟裂或安装时嵌入不牢，失去密封防水功能后，水分渗入桥梁结构内部，加速支座、梁体病害发展。此外，伸缩缝锚固区混凝土开裂常因焊接质量缺陷或车辆冲击荷载过大，导致锚固钢筋失效。

1.4 墩台与基础病害

墩台与基础病害直接影响桥梁整体稳定性，主要表现为基础沉降、墩台裂缝及桩基腐蚀。基础沉降多因地质勘察不详细或地基土长期受水流冲刷、荷载作用发生压缩变形，导致墩台倾斜、梁体错位；墩台裂缝包括塑性裂缝、温度裂缝和受力裂缝，重力式墩台易因地基不均匀沉降产生水平裂缝，柱式墩台则可能因偏心荷载出现纵向裂缝；桩基腐蚀常见于水位变动区和侵蚀性土壤环境，混凝土保护层被破坏后，钢筋锈蚀导致桩基承载力下降，尤其预应力混凝土桩对腐蚀更为敏感。

1.5 桥面系病害

桥面系病害主要包括桥面铺装破损、桥头跳车及排水系统失效。桥面铺装破损表现为坑槽、龟裂、车辙，成因包括铺装层厚度不足、沥青混凝土配合比不当、车辆荷载反复作用；桥头跳车源于台后填料压实度不足、地基沉降或伸缩缝与桥面衔接不顺，导致车辆通过时产生颠簸冲击，加剧桥梁结构损伤；排水系统失效多因泄水孔堵塞、排水管断裂或桥面横坡不足，雨水滞留桥面渗入梁体，引发钢筋锈蚀和混凝土劣化，在冬季还可能造成桥面结冰，影响行车安全。

2​项目病害情况

2.1 项目概况

嘉定区管农村桥梁管理养护项目涉及区域内 106 座农村桥梁，均为 20 世纪 90 年代至 21 世纪初建设的简支梁桥与空心板桥。桥梁分布于嘉定区各街镇乡村道路，连接农田、居民区与镇级公路。近年重载农用车辆比例显著增加，部分桥梁通行荷载超过原设计标准。项目实施周期为 2024 年 1 月至 2025 年 1 月，通过定期巡检 + 专项检测 + 结构安全评估，对桥梁进行养护。检测范围涵盖桥梁上部结构、下部结构及附属设施。

2.2 项目主要病害问题

本项目的主要病害包括梁体裂缝与露筋病害、支座老化与垫石裂缝病害和伸缩缝堵塞病害三种。2.2.1 梁体裂缝与露筋病害

项目巡检数据显示，106 座桥梁中有 20 座存在梁体裂缝与露筋问题。裂缝主要分布在梁体侧面与底面，宽度在0.1-1mm 之间，部分裂缝呈网状分布。徐行镇某空心板桥，梁体侧面出现多条竖向裂缝，最宽处达 0.9mm ，长度贯穿半幅梁体；马陆镇一座简支梁桥底面存在横向裂缝，最大宽度为 0.8mm ，延伸长度超 3 米。同时，15 座桥梁出现钢筋外露现象，外露长度 5-30cm 不等，钢筋表面附着红褐色锈迹，部分区域混凝土剥落面积达 0.8m² ，严重影响桥梁结构完整性。

2.2.2 支座老化与垫石裂缝病害

专项检测发现，2 座桥梁的橡胶支座出现老化、开裂现象。老化的橡胶支座表面硬化、龟裂，胶体邵氏硬度普遍从原设计 60 度升至 75 度以上，部分支座边缘开裂长度超过周长的 50% ，承载能力下降明显。此外，3 座桥梁的支座垫石存在裂缝，裂缝宽度在 0.2-0.5mm 之间，多集中于垫石边缘及四角区域。例如外冈镇某桥，其支座垫石出现一条长约 40cm 的贯穿裂缝，且垫石顶面局部凹陷，导致支座受力不均，梁体产生微小倾斜。

2.2.3 伸缩缝堵塞病害

日常巡查结果表明，9 座桥梁的伸缩缝存在不同程度堵塞问题。伸缩缝内堆积大量树叶、塑料袋、碎石等杂物，部分缝内杂物堆积厚度达 10cm ，完全覆盖伸缩缝间隙。安亭镇某桥伸缩缝内杂物堆积严重，橡胶条被挤压变形、多处破损，型钢支座表面锈迹斑斑，伸缩缝丧失伸缩功能；真新街道一座桥梁因伸缩缝堵塞，桥面出现3cm 错台，车辆通过时产生强烈颠簸，存在较大安全隐患。

3​养护与维修方案

3.1 梁体裂缝与露筋综合处治技术

对于宽度 <0.2mm 的微裂缝采用溶剂型环氧树脂胶，施工前用压缩空气清除裂缝表面浮尘，采用毛刷均匀涂刷 2 遍，涂层厚度 0.3～0.5mm 。对于宽度 ⩾0.2mm 的裂缝使用压力注浆，压力注浆选用改性环氧灌浆材料，采用单组分挤压式注浆机，按 0.3＼～0.5MPa 压力分段注浆。施工时先在裂缝两侧粘贴橡胶止浆条，间隔50cm 设置注浆嘴，注浆完成后4h 内禁止荷载扰动。

对于露筋部位采用便携式电动钢丝刷清除钢筋表面浮锈，直至露出金属光泽，对局部锈坑用手动凿刀修整，随后用乙醇溶液擦拭钢筋表面，涂刷水性渗透型阻锈剂。随后使用 M20 级聚合物修补砂浆，按底层刮涂- 中层填充- 表层收光分层施工：底层砂浆厚度2＼～3mm，起粘结过渡作用；中层按露筋深度分次填充；表层用抹刀压光，养护期间覆盖塑料薄膜保湿7 天。

3.2 支座更换与垫石加固技术

更换橡胶支座时，使用 20t 液压千斤顶搭配压力传感器，以 2mm/min 速率同步顶升梁体。单梁设置 4 个顶升点，实时监测位移偏差控制在 ±1mm 内。选用性价比高的三元乙丙橡胶支座，安装时用水准仪确保垫石顶面标高误差 ⩽2mm ，支座中心与墩台轴线偏差不超5mm。

处理垫石裂缝时，对宽度 <0.3mm 的裂缝，用 C60 高强无收缩灌浆料，通过直径 10mm 注浆孔，以压力注入至裂缝末端下 5cm 处。宽度 ⩾0.3mm 的裂缝，则凿除 5～10cm 深松动混凝土，形成倒梯形槽口后，填入灌浆料并振捣密实。安装新支座前，用 3m 靠尺检测垫石平整度，超差时用 3mm 厚镀锌钢板垫片微调，保证支座四角高差 ⩽1mm.

3.3 伸缩缝清理与防护

清理伸缩缝时，先用 15MPa 高压水枪冲散大块杂物，作业速度达 5m/min 再用开口 10cm 的小型抓斗清除沉积土，配合吸力 ⩾ 20kPa 的工业吸尘器吸取细尘。对嵌入胶条的顽固杂物，用不锈钢撬棍小心剔除。若橡胶条破损或型钢锈蚀，更换氯丁橡胶条并手工打磨除锈，涂刷两道环氧富锌底漆与丙烯酸面漆。

完成清理后，在伸缩缝两侧 50cm 处安装孔径20mm、厚3mm 的不锈钢格栅，用M10 膨胀螺栓固定同时在缝底增设Φ50mmPVC 排水管，坡度 ⩾3% ，延伸至墩台外侧，减少积水对构件的侵蚀。

4​结果分析

对于项目中的病害，实施了针对性的解决措施，结果显示经过处理以后，本项目的病害的到了有效解决。宽度 <0.2mm 的裂缝经过处理以后，后续并未出现扩展情况。宽度 ⩾0.2mm 的裂缝经过压力注浆修复以后也未出现裂缝扩展的情况。露筋部位经修复后，后续并再次出现露筋问题，伸缩缝内部的垃圾大量减少。

5​后期养护过程中的注意事项

5.1 日常巡检与记录

建立巡检团队，每月对所属区域的 106 桥梁进行巡检，巡检的过程中重点要关注桥梁的裂缝、支座的状态和伸缩缝的情况等。并使用专业仪器设备对发现的问题进行及时记录，并采取相对应的解决措施进行解决。

5.2 重点部位专项监测

后续养护时，要重点关注一下原来出现病害的部位，比如裂缝修补、更换支座等的位置，每个月要开展一下专项检查。检查时采用无损技术，确定修复部位的情况。

5.3 季节性养护措施

在雨季来临前，全面清理桥梁排水系统，确保泄水孔、排水管无堵塞，保证桥面排水顺畅，减少雨水对桥梁结构的侵蚀。冬季时，避免使用含氯盐的融雪剂，防止其对混凝土和钢筋造成腐蚀；若必须使用，需在使用后及时对桥梁进行冲洗。高温季节加强对橡胶支座、伸缩缝橡胶条的检查，防止因高温老化加速病害产生。

5.4 交通荷载管控

加强对桥梁通行车辆的管理，限制超载、超限车辆通行。在桥梁入口处设置明显的限载标志，联合交通管理部门开展不定期检查，对违规车辆进行处罚。同时，根据桥梁实际承载能力，合理规划周边交通流量，避免桥梁长期承受过大荷载。

5.5 养护技术档案管理

建立完善的桥梁养护技术档案，将桥梁基本信息、病害检测数据、维修加固记录、日常巡检报告等资料进行分类归档。利用信息化管理系统，实现数据的电子化存储和查询，为后续桥梁养护决策提供数据支持，便于分析病害发展规律，优化养护方案。

6 结论

本研究针对嘉定区农村桥梁典型病害，分析成因并提出养护维修技术。实践表明，方案有效控制病害、提升耐久性。研究成果为同类农村桥梁养护提供可复制路径，对保障农村交通通行安全、优化养护资金配置意义重大。

参考文献

[1] 卢俊陶 . 农村公路桥梁养护与维修加固施工技术应用实践 [J]. 交通建设与管理 ，2024，（02）：149-151.

[2] 吴智深 . 公路桥隧结构区域分布传感监测技术及病变和灾变早期识别 （ F ）[J]. 现代交通技术 ，2023，20（05）：1-17.

[3] 周亮 . 公路桥梁常见病害及维修施工 [J]. 灯与照明 ，2025，49（01）：218-221.