公路桥梁工程的常见病害与施工处理技术分析

公路桥梁工程的常见病害与施工处理技术分析

佟昕超

中交一公局第六工程有限公司    300451

摘要：公路桥梁病害对结构安全和行车安全构成严重威胁，对病害形成机理和防治技术的研究具有重要意义。本文通过分析公路桥梁常见病害类型，指出裂缝、钢筋锈蚀、混凝土碳化是最主要的病害形式，这些病害可以削弱承载能力，降低桥梁安全性。针对典型病害，文章系统阐述了有效的预防和治理对策，从材料抗病害性能提升、施工质量控制、后期维护检测等方面进行了论述。同时，文章还着重探讨了桥梁病害监测与诊断的关键技术，如传感器监测、图像识别、电化学测试等。研究表明，要实现桥梁病害风险有效防控，需要从设计、施工、运维全生命周期进行管控，结合采取工程和技术措施。

关键词：桥梁工程；病害；裂缝；锈蚀；碳化；施工处理

引言：公路桥梁是公路交通的重要组成部分，其质量好坏直接影响道路交通的畅通与安全。我国公路桥梁建设规模巨大，且部分桥梁建成使用年限较长，多出现病害。桥梁工程病害如未能及时发现和治理，会降低桥梁的承载能力和安全性，影响行车安全。因此，深入分析公路桥梁病害的成因及采取有效的施工处理对策，对保证桥梁安全使用寿命、减少公路交通事故的发生具有重要意义。

一、公路桥梁工程常见病害类型及特征

（一）裂缝病害

裂缝的形成有多种原因，如混凝土收缩或温度变化引起的内力，钢材疲劳或过载压力造成的断裂等。常见的裂缝类型包括温度裂缝、收缩裂缝、疲劳破坏裂缝等。温度裂缝多发生在混凝土初结后，由于温差膨胀收缩而产生开裂。收缩裂缝则源自混凝土本身在凝固水化过程中的体积收缩。疲劳破坏裂缝通常位于桥梁结构应力集中区域，由车辆动荷重复作用导致钢材或混凝土疲劳断裂产生。裂缝病害蔓延会切断筋或钢条，损坏桥梁结构的连整性，严重影响承载能力。因此，裂缝病害必须加以高度重视和关注，根据发展阶段采取补救和加固措施。

（二）钢腐蚀病害

钢腐蚀是威胁钢结构安全的常见病害之一，其与空气、水分、氧气、氯离子等环境条件密切相关。钢材表面形成红锈呈现严重锈蚀现象是判定钢结构严重腐蚀的直接标准。钢腐蚀可导致截面减少、连接端部损坏，严重影响承载力。常见钢腐蚀类型有均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等。均匀腐蚀表现钢材整体锈蚀渗透，呈现大面积锈迹或颜色变暗。点蚀和缝隙腐蚀则腐蚀深度更大、更加局部化。防治钢腐蚀关键在于切断其电化学反应过程，降低钢材与水、氧、盐的接触机会。

（三）混凝土碳化

混凝土碳化病害由混凝土内部氧化反应生成二氧化碳导致，通常从表面向内部蔓延。混凝土碳化可使保护层受损剥落，使内部钢筋暴露，同时降低围护混凝土强度，严重危害结构承载性。混凝土碳化的判断可通过检查表面开裂剥落、钻探取芯检测等方法。防治碳化的关键在于提高混凝土密实性，减缓二氧化碳渗透，同时选用抗碳化材料，做好围护保护层。

二、公路桥梁工程病害的预防与控制

（一）材料选择与性能提高

公路桥梁工程病害的有效预防，需要从根本上加强材料选择和提高材料抗病害性能入手。针对混凝土裂缝病害，应优先选择抗裂性能优异的混凝土材料，如掺入高弹性胶凝材料的橡胶混凝土、增韧纤维混凝土等。这类材料抗拉强度高、韧性好、裂纹抗透性强，可有效抑制裂纹初始化和扩展。在钢材选型上，重点应提高其抗腐蚀性能，如选择耐腐蚀钢或表面添加防腐涂料的钢材。缺乏防腐措施的普通碳素结构钢和低合金钢锈蚀风险较大，宜作替代。桥面铺装材料也应考量抗裂、防水、抗碳化综合性能。影响混凝土抗碳化的主要因素还有养护条件和围护措施，这需要施工单位从混凝土拌制、搅拌、养生、维护等环节严格把控，提高混凝土致密性，为后续落实防水、防腐、抗裂落实创造条件。总之，公路桥梁工程材料的选型与性能直接关乎病害防控的成效，必须纳入病害预防治理体系中。除严格执行强制性标准与规范要求外，工程设计、施工、监理、运维等环节还应积极推行先进适用的抗病害材料，为工程质量创造条件。

（二）施工质量过程控制

公路桥梁工程施工作业复杂、环节多，需要通过全过程严格质量控制，确保每个施工细节符合规范要求，避免病害发生。混凝土浇筑是影响公路桥梁质量和病害的关键工序。应控制混凝土拌合质量，检测其工作性、强度等指标，保证配合比精确、材料分散均匀。严禁混凝土出现假拌、漏拌等现象。浇筑时，应逐层压实，防止出现疏浆、夹土、垂直冷缝等缺陷，切断可能的病害扩散通道。此外，混凝土振捣也需要规范，防止过度振捣造成收缩裂缝。同时要注重养护，保证混凝土湿度和温度的统一变化。在钢结构安装方面同样需要严格控制，杜绝焊接质量问题。严格焊前除尘、烤焊等准备工作，选择合适焊条、确定最佳焊接热输入，实施规范操作，防止残余应力或焊接缺陷导致钢材疲劳或腐蚀。监测记录所有焊缝长度、位置等数据，备案可查。施工过程中，还要将各级技术人员、监理人员联动起来，层层把关、全面监管。通过精益求精的全过程质量管控，最大限度减少公路桥梁潜在病害，确保工程质量。

（三）后期养护与维修

公路桥梁建成投用后，仍需要持续做好养护和维修工作，这是延缓病害发展、确保桥梁耐久性的必要手段。首先，要高度重视桥面防水工作。完善桥面排水设施，防止水溢堵塞，清理桥面垃圾泥沙；采用高弹性和抗裂材料补救桥面破损；每年对桥面进行一次系统性防水检测，及时查找渗漏点进行补水补漆。同时，要定期对桥面、栏杆等进行清洗，减缓污染物和盐分对混凝土、钢材的腐蚀作用，延长使用寿命。对于使用年限较长的桥梁，要加大维修更新力度。采用红外线热像仪、锤击法等非破坏性检测手段，对桥梁进行全面排查，判断潜在病害位置；针对性采取钻孔喷射、碳纤维片外加固等维修措施，消除事故隐患。此外，在桥梁维修更新项目中，也可通过部分区域更换创新材料、先进节能减排技术改造等，进一步增强病害耐受性，提高安全性和舒适性。

三、公路桥梁病害监测与诊断技术

（一）传感器监测技术

传感器监测技术通过布设光纤传感器、电测传感器等设备，实现对桥梁健康状态和病害发展的连续动态监测。如应变测量可判断构件的应力和变形情况，预测疲劳破坏和裂缝趋势；温度、湿度传感器可监测环境腐蚀条件；位移传感器则可测定桥梁错动变形。不同类型传感器数据融合分析，可实现对桥体整体和局部病损状况的精确评估。与定期人工检查相比，传感器监测可实现全天候、全方位监测，提供更丰富直观信息，但是设备和建模分析成本较高。

（二）图像识别技术

图像识别技术利用数字图像处理、机器学习等手段，对桥梁病害进行判识和定量化。可应用于混凝土表面裂缝、钢材锈蚀区域的自动提取与计算，实现病害评级诊断。其优势在于非接触检测，快速高效。但对隐蔽病害识别效果欠佳。可与其他检测技术整合使用，发挥更好作用。

（三）钢筋锈蚀电化学测定

电化学测定主要应用于钢筋锈蚀程度的评价。通过安装参比电极，测量钢筋相对电位，判定钢筋自身电位变化，定量预测钢筋剩余钢芯截面。也可定量分析混凝土中氯离子含量。该方法检测精度高，但是需部分损毁构件。应结合混凝土表面碳化深度等信息综合判断。

结束语：总的来说，公路桥梁病害的产生与严重程度与材料性能、施工质量、使用维护等诸多因素密切相关。针对常见的裂缝、腐蚀、碳化等病害，必须从设计、施工、养护全过程严格把控，综合应用预防和治理技术，持续监测与评估病害发展，才能有效控制病害风险，确保桥梁安全运营。当前，我国公路桥梁总体存量巨大，许多桥梁进入后期使用阶段，病害问题较为严峻。必须高度重视桥梁病害防控工作，加大科技投入与政策支持力度，在工程建设、运维管理等环节广泛应用先进的材料、监测和补救技术，持续提高我国公路桥梁的安全水平与抗病害能力。

参考文献：

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