道路桥梁养护中存在的问题分析与预防方法探寻
金驰
辽宁省高速公路运营管理有限责任公司沈阳分公司 辽宁沈阳 110167
引言
道路桥梁是国家基础设施的重要组成部分,其运行状况直接影响交通运输的安全与效率。近年来,我国公路总里程和桥梁数量持续增长,大量早期建设的桥梁已进入使用中后期,结构老化、疲劳损伤等问题日益突出。尽管相关部门已逐步重视养护工作,但在实际操作中仍存在诸多问题,导致养护效果不佳,甚至出现“重建设、轻养护”的现象。本文聚焦于养护过程中存在的具体问题,深入剖析其成因,并提出具有针对性的预防对策。
1. 道路桥梁养护中存在的主要问题
道路桥梁养护工作中存在着诸多亟待解决的主要问题,具体如下:
其一,结构病害识别滞后,检测手段不足。在实际养护时,众多道路桥梁的病害未能及时察觉,致使小问题逐渐演变成严重的结构损伤。像桥面裂缝、伸缩缝损坏、支座老化、混凝土剥落、钢筋锈蚀等常见病害,若不能在早期得到识别与处理,会加速结构性能的退化。目前我国部分地区的检测仍主要依靠人工目视检查,缺乏如超声波、雷达探测、红外热成像等先进无损检测技术的支持,导致检测精度低、覆盖面有限,难以开展全面且系统的评估。
其二,养护材料与工艺不匹配,修复效果差。维修过程中,常出现使用材料与原结构不兼容的状况。例如,用普通水泥砂浆修补混凝土,其收缩率与原结构差异较大,容易产生二次开裂;防水层材料老化快、耐久性不足,使得桥面渗水问题反复出现。此外,部分施工单位为降低成本,选用劣质材料或简化施工工艺,如未彻底清理裂缝、未进行界面处理就直接灌浆,严重影响了修复质量。
其三,环境因素影响未被充分重视。道路桥梁长期暴露于复杂的自然环境中,受温度变化、湿度、冻融循环、盐雾腐蚀、酸雨侵蚀等影响显著。北方地区冬季频繁使用融雪剂,氯离子渗透至混凝土内部,加速钢筋锈蚀,引发胀裂和保护层剥落;南方地区面临高温高湿环境,加速材料老化。然而,当前养护方案对环境因素的考量不足,缺乏针对性防护措施,导致病害反复发生。
其四,动态荷载作用下的疲劳损伤被忽视。随着交通流量和车辆载重的不断增加,桥梁结构长期承受动态荷载,容易产生疲劳损伤。特别是在重载车辆频繁通行的路段,桥梁构件如主梁、桥面板、焊缝等易出现微裂纹并逐步扩展。但现有养护体系多关注静态损伤,如裂缝、沉降等,对疲劳损伤的监测与评估机制不健全,缺乏有效的预防性养护策略。
2. 预防方法与改进对策
2.1 推广先进检测技术,实现智能化监测
在道路桥梁养护过程中,传统的目视检查和人工敲击检测方式存在覆盖范围有限、主观性强、效率低等问题,难以满足现代桥梁结构复杂性和安全性要求。应系统推广无损检测技术与结构健康监测系统(SHM),提升病害识别的客观性与实时性。例如,光纤光栅传感器可埋设于混凝土内部或粘贴于关键构件表面,持续采集应变、温度和振动数据,反映结构受力状态变化。无线传感网络具备低功耗、自组网特点,适用于大跨桥梁长期布设,减少布线成本和维护难度。无人机巡检技术可搭载高清摄像设备、红外热像仪或激光雷达,对桥塔、索缆、支座等高空或水下部位进行非接触式扫描,获取高分辨率图像和三维点云模型,识别表面剥落、渗水痕迹或变形异常。结合大数据平台对多源监测数据进行融合分析,利用机器学习算法建立结构响应基线模型,当实测数据偏离正常范围时自动触发预警。
2.2 优化养护材料与施工工艺
养护工程的质量取决于材料性能与施工过程的可控性。应根据结构类型、病害特征和环境条件选择相匹配的修复材料。例如,在混凝土裂缝修补中,采用低黏度环氧树脂灌浆料可实现微裂缝(宽度小于0.2mm )的有效填充,其固化后强度高、收缩率低,避免因材料收缩引发界面脱粘。对于大面积剥落区域,使用聚合物改性水泥基修补砂浆可提高粘结力和抗冲刷能力,适用于桥面板、墩柱等承重构件的修复。在钢筋外露部位,可喷涂阻锈剂并覆盖含锌底漆和聚氨酯面漆,形成多重防腐屏障。施工工艺方面,必须严格执行技术规程。例如,裂缝灌浆前需进行开槽、清孔、干燥处理,并设置注浆嘴和封缝;防水层施工时应保证基层平整、干燥,搭接宽度不小于 10cm ,避免形成渗水通道。现场应配备专业技术人员进行过程监督,留存施工影像和材料检测报告,确保每道工序可追溯、可验证。
2.3 加强环境适应性设计与防护
道路桥梁所处地理环境直接影响其劣化速率和病害类型,养护方案应体现区域差异性。例如,在北方寒冷地区,冬季频繁使用氯盐类融雪剂,氯离子通过桥面裂缝或接缝渗入混凝土,导致钢筋锈蚀膨胀,引发顺筋裂缝和保护层崩落。对此,可在桥面铺装修复时采用抗渗混凝土或掺加阻锈剂,并在伸缩缝两侧增设导水槽,减少盐水积聚。在南方高温高湿地区,长期潮湿环境易使沥青铺装层软化、防水层起泡,同时促进霉菌和藻类滋生,加速材料老化。应选用耐高温、抗生物侵蚀的改性沥青和防霉型防水涂料。沿海地区还需考虑盐雾对钢结构的腐蚀,例如在钢箱梁内部加装除湿系统,控制相对湿度低于 50% ,延缓腐蚀进程。此外,针对山区桥梁温差大、冻融循环频繁的特点,应采用抗冻等级F200 以上的混凝土进行修补,防止冻胀开裂。通过结合气象数据和历史病害统计,制定针对性防护措施,提升结构环境适应能力。
2.4 建立疲劳损伤评估机制
桥梁在运营期间承受车辆反复荷载作用,尤其在重载交通密集路段,关键构件易发生疲劳损伤。例如,钢桥的焊缝、加劲肋连接处、混凝土桥的横隔板接缝等部位,在长期动荷载作用下产生微裂纹并逐步扩展,最终可能导致突发性断裂。应建立基于实测荷载与结构响应的疲劳评估体系。例如,通过在桥面布设动态称重系统(WIM),获取实际通行车辆的轴重、车速和车距数据,构建交通荷载谱。结合有限元模型计算关键截面的应力幅值和循环次数,应用 Miner 线性累积损伤理论评估疲劳寿命。对于钢结构,可采用超声波探伤或磁粉检测定期检查焊缝区域;对于预应力混凝土梁,应关注锚固区应力集中现象。当疲劳损伤达到预警阈值时,采取限载、交通分流或局部补强措施。该机制有助于实现对隐蔽性损伤的量化管理,提升结构安全性。
结语
道路桥梁养护是一项系统性、长期性的工作,直接关系到公共安全和交通效率。当前养护过程中存在的病害识别滞后、材料工艺不匹配、环境影响忽视、疲劳损伤监控不足等问题,亟需引起高度重视。通过推广先进技术、优化材料工艺、加强环境适应性设计邓,可有效提升养护质量,延长结构使用寿命。未来,应进一步推动养护工作的科学化、智能化和规范化,为交通基础设施的可持续发展提供坚实保障。
参考文献
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