“重养护”才能“向未来”——浅谈中小桥梁的养护对策

桥梁系道路之咽喉。迄今为止，中国各类公路、铁路、城市等桥梁近120万座，其中，中小桥梁在陆路交通网络中占有主体地位，对保证交通长期畅通及安全起着决定性作用。本文旨在浅谈中小桥梁特点、常见问题以及养护现状及对策。

从单跨跨径来看，公路、城市中小桥梁分别指5m≤ Lk＜ 20m和20m≤ Lk＜40m的桥梁。就多跨总长来讲，公路、城市中小桥梁分别指8米≤ L＜30米和30米≤ L＜100米的桥梁。

中小桥梁主要有石拱、混凝土拱、钢筋混凝土（实心、空心）板、箱梁（简支梁、连续梁）、预应力混凝土空心板、T梁、小箱梁（简支梁、简支连续梁）等形式。

在梁式桥、拱式桥中，中小桥梁占有主体地位。公路中小桥结构形式具有明显的地域性，如在梁桥中，一些地区习惯采用T梁结构，一些地区则多以小箱梁结构为主。就某一路段而言，公路中小桥结构普遍采用通用设计，一旦设计存在缺陷，则在服役中可能出现普遍性的问题。同时因为在现场施工，工程量较大，质量控制难度更大，也可能为桥梁埋下缺陷隐患。

从桥梁结构本身安全与功能要求的角度分析，中小桥与大桥、特大桥并无差别。但就桥梁安全与功能出现问题后对交通、社会的影响来看，大桥、特大桥比中小桥更受关注。现行标准在检查养护级别划分上，中小桥、大桥、特大桥有差异，但在其养护重视程度上理应一视同仁，而现实中中小桥梁的养护易被忽视，未受到足够的重视。

中小桥梁在运营过程中主要存在以下问题：

1.桥面系自身问题。铺装破损较为常见，不但影响行车舒适与安全性，还会对桥梁结构产生冲击，对受力不利；人行道栏杆破损或构件缺失对人行安全存在隐患；防护栏标准不足或破损，会对车行安全构成威胁；桥面排水不畅或防水失效不但影响行车安全，也让结构耐久性能受损。

2.桥跨结构自身问题。桥跨结构混凝土强度较低，结构混凝土出现开裂、破损、蜂窝麻面、腐蚀、老化、局部压碎，钢筋锈蚀、钢构件锈蚀等情况；装配式混凝土结构接缝破损或单板受力，拱上结构变位或出现裂缝，拱圈纵、横向裂缝，独柱墩桥梁梁体侧倾等结构病害较为常见，导致结构及运行安全面临风险。

图1 梁体侧倾

3.支座与伸缩缝病害。支座偏压、变形、开裂、老化、腐蚀、脱空、功能丧失，伸缩缝结构损坏或断裂、止水带破损、现浇带开裂、排水不畅、功能丧失等问题具有一定的普遍性，对确保桥梁结构实际受力模式与设计计算模式一致性、行车舒适安全、桥面排水等不利。

图2 桥梁支座破坏

图3 伸缩缝病害

4.水文地质环境导致问题。桥梁墩台扩大基础基地冲刷脱空、墩台基础变位、墩柱及梁体偏位、洪灾等是桥梁，特别是早期建设的中小桥梁面临的较大安全风险。

图4 桥梁墩台变形

5.自然环境所致。桥侧高处落石、泥石流灾害、冰、冻害、地下水中及大气腐蚀等对中小桥梁的安全危害不可忽视。

图5 落石破坏梁体

6.船只或车辆撞击、危化品对结构的腐蚀、超载、火灾等对桥梁的损害可能是致命的。

图6 桥梁受车辆撞击

图7 桥墩被腐蚀

7.源于一些偶发因素。地震、人为破坏等对桥梁的安全影响不容小视。

提高中小桥梁养护受重视程度：无论是大桥、特大桥，还是中小桥，自投入使用开始，其安全使用价值就逐渐下降。如果桥梁设计本身存在一定缺陷，施工质量存在缺陷，则其安全使用价值会下降得更快。个别中小桥梁因缺少有效养护，在尚未达到10%设计使用寿命时就不得不拆除重建，严重影响交通并浪费社会资源。因此，必须提高对桥梁养护重要性认识，特别是急需提升中小桥梁养护受重视程度。

洞察桥梁自身的“软肋”

管养单位必须对所养护的中小桥梁结构特点及服役安全状况有清楚的认识。例如：

1．预制吊装中小桥中，预制铰接空心板桥铰缝构造容易受到破坏，预制空心板顶板厚度不足且难被发现，小箱梁底板浇筑质量控制难度较大等。

2．桥梁结构中的牛腿构造容易开裂、破损，花瓶式墩结构极易开裂。

3．拱圈结构刚度较小的拱式上部结构容易开裂或受到损坏。

4．预应力桥梁结构锚下构造不合理，开裂的现象颇为常见。

5．处于回填土体上的桩基、墩柱容易偏位；埋深较小的扩大基础较易冲空。

6．梁体稳定性不足，包括抗倾覆能力有限、支座脱空、平面整体变位等。

7．桥梁结构中存在危及结构安全的易损坏构件或部位。

8．桥梁排水设施设置不合理，起不到排水作用；桥面防水效果及耐久性差；老旧桥梁桥面防护栏与结构连接不足。

9．因产品质量、施工质量或养护不到位等，使得中小桥梁支座容易开裂、脱空、剪切变形、功能失效，伸缩缝较易断裂、破裂、功能失效。

主动应对结构老化

桥龄较大的中小桥结构混凝土尤其是桁架拱桥、刚架拱桥等构件纤细、应力变幅大、构件混凝土老化将导致结构强度降低，甚至可能存在突发坍塌的风险。空心板铰缝等预制拼装结构接缝构造老化，可能造成横向联系作用弱化，严重者可能出现单板（梁）受力的风险。中小桥混凝土结构钢筋，尤其是保护层厚度不足的结构钢筋易产生锈蚀、甚至断裂，预制拼装结构连接件锈蚀甚至失效等同样可能危及结构耐久性及安全。上述问题需要予以高度关注，并应严格按照预防性养护要求，实时掌握结构老化情况，主动采取预防措施遏制老化发展，并及时进行防护、置换、加固，甚至拆除重建。

提升检测技术 强化状态评定

桥梁检查、检测是桥梁结构技术状态及安全性评定的重要内容。而相对于大桥、特大桥，中小桥梁结构检查、检测、维护通道、平台等条件普遍缺少专门考虑，导致支座经常性检查、维护等难以实施。在实际养护中应当针对经常性检查、定期检查需要，加强中小桥梁结构检查条件建设。

桥梁结构检测结果的准确性取决于检测技术的可靠性，并直接影响桥梁技术状况及安全性评估结果的正确性。目前，中小桥梁混凝土结构裂缝深度快速检测，混凝土完整性、密实度准确检测，钢筋锈蚀及程度检测，预应力锚下密实度、预应力钢筋锈蚀、预应力压浆体缺陷检测，混凝土、钢筋、钢构件腐蚀环境参数检测，混凝土老化检测等技术离快速、准确的要求尚有差距，仍需继续加强研究与开发。

基于构件、部件的中小桥技术状态评定是有效养护的基础。目前，对构件、部件技术状态评估方法不少，但均存在不足。业界应该加强不同技术状况下桥梁构件及整体结构技术状态的精细化分析与验证研究，强化构件、部件技术状态评定理论与方法研究及应用。

严格环境安全保护

通过对已有桥梁安全事故进行梳理，我们发现除了结构本身的问题外，环境因素导致的事故很多。例如桥梁安全保护区内挖沙或违规施工导致桥梁基础变位或坍塌，桥下随意回填导致墩柱偏位，桥下堆放可燃物料（如草料、木料、油料等）导致火灾等。养护中需要严格其环境安全保护，完善桥梁安全保护区、桥下回填等安全评估与防控措施。

中小桥，特别是部分山区中小桥梁，常遭遇灾害的侵袭。例如：因桥梁泄洪能力不足导致基地冲刷或垮塌，因地质失稳、泥石流、落石等事件造成桥梁结构破坏甚至坍塌，或因极端低温、极端高温、结冰等使结构受损，因车辆撞击导致墩、梁损伤等。养护中需要高度重视各种灾害的发生发展及对桥梁的影响评估，并根据评估结果采取相应的预防措施，同时完善遭遇灾害后的应急机制。

贯彻预防性养护理念

桥梁预防性养护的理念已问世多年，但在养护实施中的落实并不到位。预防性养护是指，桥梁虽有轻微病害但其整体性能良好，或并未见其存在明显病害，为了延缓桥梁功能退化、延长其使用寿命而采取的防护或加固措施。预防性养护应在桥梁病害发生、发展前，有计划主动、合理地开展，需要在检查评估基础上，遵循全寿命周期养护成本最低的原则，在适当时间，采用适用技术，针对适宜部位进行。从长期养护实践来看，急需切实贯彻预防性养护理念，《公路桥梁养护规范》（JTG 5120-2021）亦将预防养护贯穿于始终，其目的旨在使桥梁结构经常处于完好状态。

图8 实施预防性养护前的桥梁状况

图9 实施预防性养护后的桥梁状况

排查与消除隐患

服役桥梁均存在安全隐患，仅在隐患数量、程度以及对安全的影响方面存在差异。中小桥梁的安全隐患可能涉及不够合理的体系，包括桥梁构造处理、违规使用荷载作用、地理与地质环境风险、桥下空间管理缺失、支座与伸缩缝状态失控、对超限车辆过桥的管控不当等。以桥梁侧倾事故为例，独柱墩简单支承连续梁桥，特别是直梁桥的抗倾覆稳定性问题已得到高度重视，交通部门早已要求对独柱墩桥梁存在的侧倾隐患进行排查，各地也开展了该项工作，并对存在隐患的桥梁采取了一些预防性措施。从最近发生的桥梁侧倾事故来看，桥梁设计建造较早，虽在设计荷载作用下梁体不至于侧倾，但在超过设计荷载标准的重车，尤其是偏载重车造成的侧倾隐患仍未完全排除，需要进一步排查并采取必要措施予以消除。消除服役桥梁安全隐患的本质就是预防性养护，就防止桥梁侧倾而言，即针对独柱墩梁桥结构抗倾覆设计，以及未在设计考虑之内的最不利状态进行分析预判，如果存在侧倾的可能，就必须对其设施采取预防性加固措施，如增加墩柱、使墩梁固结方法等。同时，严格对超限车辆的过桥管理，以从桥梁结构本身及使用管理等方面清除桥梁安全隐患。

档案资料管理刻不容缓

作为桥梁养护的前提，结构技术状态及安全性评定离不开对桥梁档案资料的分析。众所周知，医生在诊断病情时，除了借助各种先进仪器设备的检查外，还需要询问病人关于病情发生及发展的情况。而工程师在评判桥梁技术状况时，无法向桥梁本身问诊，了解其病害的情况，而只能通过表象观察、有限检测、理论计算、档案资料进行分析综合评判。桥梁档案资料涉及勘察设计、施工及质量、历次检测评估、病害灾情、维修加固等多方面，本身就是理论计算的依据。同时，从分析桥梁档案资料获悉的其结构病害发生、发展及技术状况演变过程，是桥梁最终技术状况评定不可缺少的支撑。事实上，对于中小桥梁而言，特别是桥龄稍大的桥梁，其档案资料缺失并不鲜见，因桥梁管理单位及资料管理人员变化导致桥梁档案资料缺失的现象尤为普遍，对桥梁有效管养及长期安全运行颇为不利。究其原因，还是桥梁管养单位及资料管理者对桥梁档案资料的重要性认识不足，责任心有待加强。无论何种原因致使桥梁业主及相关管理者更迭，都应该规范档案资料的交接流程，自档案资料的首位管理者开始，将其亲手交给继任者，由后者妥善保管，并一直延续下去，才能保证桥梁寿命期内档案资料的连续、完整、安全。

强化专业化养护市场培育

桥梁养护技术与管理难度并不亚于桥梁新建，而中小桥梁的养护难度则远超于后者，其中的桥梁结构与材料的劣化识别，桥梁结构病害察觉、成因与影响分析，以及结构维修加固等，均需要专项技术、专门设备、专业队伍的支撑。目前，桥梁养护单位、机构众多，单位性质多样，而专业化程度不高者占了相当的比例，他们的养护能力及效果良莠不齐，急需进行市场化改革，培育桥梁专业化的养护市场。除了强调机构资质之外，更需注重个人资格与能力。实行专业机构养护、专业机构连锁养护、专业机构托管养护等项措施，以解决养护人才、技术等不足及养护管理不到位的问题，才能确保桥梁养护务实、有效。