公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)研究引言公路橋梁是交通運(yùn)輸體系的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著我國(guó)公路網(wǎng)的快速擴(kuò)張（截至2022年底，全國(guó)公路橋梁已達(dá)約98萬座），既有橋梁逐步進(jìn)入“老齡化”階段——據(jù)行業(yè)統(tǒng)計(jì)，服役超過20年的橋梁占比超40%，部分早期建設(shè)的橋梁因設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、重載交通沖擊、環(huán)境腐蝕（如氯離子、凍融循環(huán)）等因素，出現(xiàn)了裂縫、鋼筋銹蝕、墩柱沉降、橋面鋪裝損壞等病害，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全性與耐久性。在此背景下，科學(xué)的養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)成為延長(zhǎng)橋梁使用壽命、降低全生命周期成本的核心手段。本文結(jié)合行業(yè)實(shí)踐與技術(shù)創(chuàng)新，系統(tǒng)探討公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)體系的構(gòu)建、關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用及未來發(fā)展趨勢(shì)，為行業(yè)提供實(shí)用的技術(shù)參考。一、公路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)體系構(gòu)建養(yǎng)護(hù)是橋梁全生命周期管理的核心環(huán)節(jié)，其目標(biāo)是通過預(yù)防為主、防治結(jié)合的策略，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理病害，保持結(jié)構(gòu)功能。完善的養(yǎng)護(hù)技術(shù)體系應(yīng)包括日常養(yǎng)護(hù)管理、定期檢測(cè)、狀態(tài)評(píng)估與決策三大模塊。（一）日常養(yǎng)護(hù)管理：基礎(chǔ)保障環(huán)節(jié)日常養(yǎng)護(hù)是橋梁“健康監(jiān)測(cè)”的第一道防線，重點(diǎn)在于早發(fā)現(xiàn)、早處理小病害，防止其進(jìn)一步惡化。主要內(nèi)容包括：1.日常巡查：每日1次，重點(diǎn)檢查橋面（坑槽、裂縫）、欄桿（損壞、松動(dòng)）、支座（偏移、老化）、排水系統(tǒng)（堵塞、積水）等部位，記錄病害位置與程度；2.清潔維護(hù)：定期清掃橋面（每周1-2次）、清理排水管道（每月1次），防止積水對(duì)混凝土的腐蝕；對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁，需定期除銹刷漆（每2-3年1次），防止銹蝕擴(kuò)展；3.小修作業(yè)：對(duì)輕微病害進(jìn)行及時(shí)修復(fù)，如用快凝水泥修補(bǔ)路面坑槽、用環(huán)氧樹脂膠封閉混凝土表面裂縫、更換損壞的伸縮縫橡膠條等。日常養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵是標(biāo)準(zhǔn)化流程——通過制定《橋梁日常養(yǎng)護(hù)手冊(cè)》，明確巡查內(nèi)容、頻率、記錄格式及小修作業(yè)規(guī)范，確保養(yǎng)護(hù)工作的一致性與有效性。（二）定期檢測(cè)技術(shù)：病害診斷核心定期檢測(cè)是識(shí)別橋梁內(nèi)部缺陷、評(píng)估結(jié)構(gòu)狀態(tài)的關(guān)鍵手段，分為常規(guī)檢測(cè)與專項(xiàng)檢測(cè)兩類：1.常規(guī)檢測(cè)：每2-3年1次，采用無損檢測(cè)（NDT）技術(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，主要方法包括：超聲波檢測(cè)：通過發(fā)射超聲波穿透混凝土，接收反射信號(hào)判斷內(nèi)部缺陷（如空洞、蜂窩、鋼筋位置），適用于梁體、墩柱的內(nèi)部質(zhì)量檢測(cè)；探地雷達(dá)（GPR）：利用高頻電磁波探測(cè)橋面鋪裝層厚度、內(nèi)部空洞及地下管線，可快速掃描大面積橋面；紅外熱像檢測(cè)：通過接收結(jié)構(gòu)表面的紅外輻射，分析溫度差異判斷混凝土濕度分布（如積水、滲漏）；磁粉檢測(cè)：用于鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷（如裂紋、氣孔）的檢測(cè)，通過磁粉聚集顯示缺陷位置。2.專項(xiàng)檢測(cè)：針對(duì)常規(guī)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的疑似嚴(yán)重病害（如大型裂縫、墩柱傾斜），采用荷載試驗(yàn)（靜載/動(dòng)載）、混凝土鉆芯取樣（檢測(cè)強(qiáng)度與碳化深度）、鋼筋銹蝕儀（檢測(cè)鋼筋銹蝕程度）等方法，精準(zhǔn)評(píng)估結(jié)構(gòu)承載能力。（三）狀態(tài)評(píng)估與決策：科學(xué)養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵狀態(tài)評(píng)估是基于檢測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行量化評(píng)價(jià)，為養(yǎng)護(hù)決策提供依據(jù)。其核心是建立多指標(biāo)評(píng)估體系，包括：結(jié)構(gòu)損傷指標(biāo)：裂縫寬度（≤0.15mm為允許值）、裂縫深度、鋼筋銹蝕率（≤5%為輕度銹蝕）；變形指標(biāo)：墩柱沉降（≤10mm/年為允許值）、梁體撓度（≤L/600，L為梁跨）；材料性能指標(biāo)：混凝土抗壓強(qiáng)度（≥設(shè)計(jì)值的85%）、碳化深度（≤保護(hù)層厚度的2/3）；使用狀況指標(biāo)：交通量增長(zhǎng)率（≥5%/年需加強(qiáng)監(jiān)測(cè)）、重載車輛比例（≥30%需提高設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)）。評(píng)估方法可采用層次分析法（AHP）——將復(fù)雜問題分解為“目標(biāo)層-準(zhǔn)則層-指標(biāo)層”，通過專家打分確定指標(biāo)權(quán)重，最終計(jì)算綜合評(píng)分（如90分以上為“良好”，70-90分為“中等”，50-70分為“較差”，50分以下為“危險(xiǎn)”）。養(yǎng)護(hù)決策需根據(jù)評(píng)估結(jié)果制定：良好狀態(tài)：維持日常養(yǎng)護(hù)；中等狀態(tài)：加強(qiáng)定期檢測(cè)（每年1次），實(shí)施小修；較差狀態(tài)：進(jìn)行中修（如橋面鋪裝翻新、支座更換）或大修（如梁體加固）；危險(xiǎn)狀態(tài)：立即采取限行措施，啟動(dòng)加固或拆除重建工程。二、公路橋梁維修技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用隨著材料科學(xué)與信息技術(shù)的發(fā)展，維修技術(shù)正從“被動(dòng)修補(bǔ)”向“主動(dòng)加固”“智能修復(fù)”轉(zhuǎn)型，核心創(chuàng)新方向包括新材料、新工藝、新技術(shù)。（一）新材料：提升維修耐久性1.高性能混凝土（HPC）：采用低水膠比（≤0.35）、優(yōu)質(zhì)礦物摻合料（如粉煤灰、硅灰）及高效減水劑，具有高強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度≥60MPa）、高抗?jié)B（滲透系數(shù)≤10?12m/s）、高抗裂性能，適用于橋梁墩柱、梁體的嚴(yán)重?fù)p壞部位修補(bǔ)（如大面積蜂窩、露筋）；2.纖維增強(qiáng)復(fù)合材料（FRP）：包括碳纖維布（CFRP）、玻璃纖維布（GFRP），具有輕量化（密度僅為鋼材的1/4）、高強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度為鋼材的7-10倍）、耐腐蝕（抗氯離子、酸堿腐蝕）等優(yōu)點(diǎn)，是舊橋加固的“明星材料”——如用CFRP布包裹墩柱（提高抗剪能力）、粘貼于梁底（提高抗彎能力），施工時(shí)僅需表面打磨、涂膠、粘貼、固化，無需大型設(shè)備；3.環(huán)氧砂漿：以環(huán)氧樹脂為膠結(jié)料，摻入石英砂、固化劑等，具有高粘結(jié)力（≥3MPa）、抗?jié)B性（≤0.01mm/s），適用于混凝土表面缺陷（如麻面、剝落）的修補(bǔ)；4.自修復(fù)混凝土：通過在混凝土中摻入微膠囊（內(nèi)含修復(fù)劑），當(dāng)裂縫產(chǎn)生時(shí)，微膠囊破裂釋放修復(fù)劑，與混凝土中的水分反應(yīng)生成凝膠，自動(dòng)封閉裂縫，適用于難以定期檢測(cè)的橋梁部位（如水下墩柱）。（二）新工藝：提高維修效率1.預(yù)制拼裝技術(shù)：將橋梁構(gòu)件（如梁體、墩柱）在工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)通過吊裝、拼接完成維修，減少現(xiàn)場(chǎng)模板、鋼筋綁扎及混凝土澆筑作業(yè)，縮短施工周期（如某跨徑20m的梁體更換，傳統(tǒng)方法需7天，預(yù)制拼裝僅需2天），同時(shí)保證構(gòu)件質(zhì)量；2.體外預(yù)應(yīng)力加固：在梁體外部設(shè)置預(yù)應(yīng)力鋼束（如鋼絞線、碳纖維索），通過張拉鋼束提高梁體的抗彎、抗剪能力，適用于因重載交通導(dǎo)致的梁體撓度超標(biāo)、裂縫擴(kuò)展等病害——與傳統(tǒng)的“增大截面法”相比，體外預(yù)應(yīng)力加固不會(huì)增加結(jié)構(gòu)自重，且施工便捷；3.橋面鋪裝快速修復(fù)：采用快凝瀝青混凝土（初凝時(shí)間≤2小時(shí)）或聚合物水泥混凝土（PCC），實(shí)現(xiàn)“夜間施工、白天通車”，減少對(duì)交通的影響；4.水下維修技術(shù)：針對(duì)水下墩柱的損壞（如沖刷、裂縫），采用水下環(huán)氧砂漿（可在水下固化）、模袋混凝土（通過高壓泵將混凝土注入模袋，形成防護(hù)層），避免圍堰抽水帶來的高成本與長(zhǎng)周期。（三）新技術(shù)：推動(dòng)智能養(yǎng)護(hù)1.BIM+GIS融合技術(shù)：建立橋梁數(shù)字孿生模型（BIM模型），整合地理信息系統(tǒng)（GIS）數(shù)據(jù)（如橋梁位置、周邊環(huán)境），實(shí)現(xiàn)橋梁全生命周期信息的可視化管理——通過BIM模型可查看橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)、施工記錄、檢測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合GIS分析周邊交通量、地質(zhì)條件對(duì)橋梁的影響，為養(yǎng)護(hù)決策提供多維度支持；2.智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：通過在橋梁關(guān)鍵部位（如梁底、墩頂）安裝傳感器（應(yīng)變片、位移傳感器、溫濕度傳感器、振動(dòng)傳感器），實(shí)時(shí)采集結(jié)構(gòu)響應(yīng)數(shù)據(jù)（如撓度、沉降、振動(dòng)頻率），傳輸至后臺(tái)服務(wù)器，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法（如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）分析數(shù)據(jù)，識(shí)別病害（如裂縫擴(kuò)展、支座失效）并預(yù)警（如當(dāng)撓度超過閾值時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)送警報(bào)）；3.無人機(jī)檢測(cè)：利用無人機(jī)搭載高清攝像頭、紅外熱像儀、雷達(dá)等設(shè)備，對(duì)橋梁上部結(jié)構(gòu)（如梁體底面、斜拉索）進(jìn)行快速檢測(cè)，解決傳統(tǒng)檢測(cè)中“高空作業(yè)危險(xiǎn)、效率低”的問題（如某跨徑50m的橋梁，無人機(jī)檢測(cè)僅需30分鐘，而人工檢測(cè)需2天）；4.大數(shù)據(jù)分析：通過收集多座橋梁的養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)（如病害類型、維修方法、使用效果），建立病害數(shù)據(jù)庫，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)（如關(guān)聯(lián)規(guī)則分析）發(fā)現(xiàn)病害規(guī)律（如“重載交通比例超過30%的橋梁，梁體裂縫發(fā)生率高2倍”），為養(yǎng)護(hù)策略優(yōu)化提供依據(jù)。三、工程案例分析——某鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁橋養(yǎng)護(hù)維修（一）案例背景某橋建于1995年，跨徑為16m×5孔，設(shè)計(jì)荷載為汽車-20級(jí)、掛車-100級(jí)。近年來，由于周邊工業(yè)園區(qū)發(fā)展，重載車輛（如貨車、集裝箱車）比例增至45%，橋梁出現(xiàn)以下病害：梁體：跨中底面出現(xiàn)多條縱向裂縫（最大寬度0.25mm，深度約150mm）；墩柱：2#墩柱頂部出現(xiàn)水平裂縫（寬度0.18mm），沉降量達(dá)12mm/年；橋面：鋪裝層出現(xiàn)大面積坑槽（深度≥50mm），排水系統(tǒng)堵塞。（二）養(yǎng)護(hù)維修方案根據(jù)檢測(cè)與評(píng)估結(jié)果（綜合評(píng)分為65分，處于“較差”狀態(tài)），制定以下維修方案：1.梁體加固：采用CFRP布粘貼加固——先對(duì)梁體裂縫進(jìn)行封閉（用環(huán)氧樹脂膠），然后打磨梁底表面（去除浮漿、油污），涂刷底膠，粘貼CFRP布（寬度300mm，間距200mm），最后涂刷面膠固化；2.墩柱處理：對(duì)2#墩柱頂部裂縫采用壓力灌漿（注入環(huán)氧樹脂漿）封閉，同時(shí)在墩柱周圍設(shè)置鋼筋混凝土圍套（厚度300mm），提高墩柱的抗剪能力；3.橋面維修：拆除舊鋪裝層（厚度100mm），清理基層，鋪設(shè)高性能瀝青混凝土（厚度120mm），重新安裝排水系統(tǒng)（采用PVC排水管，間距5m）；4.智能監(jiān)測(cè)：在梁底安裝撓度傳感器（監(jiān)測(cè)跨中撓度）、墩頂安裝沉降傳感器（監(jiān)測(cè)墩柱沉降），接入后臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)預(yù)警病害發(fā)展。（三）實(shí)施效果維修后，經(jīng)檢測(cè)：梁體跨中撓度從原來的L/500（32mm）降至L/650（24.6mm），滿足規(guī)范要求；墩柱沉降量控制在8mm/年以內(nèi)，裂縫未進(jìn)一步擴(kuò)展；橋面鋪裝平整度達(dá)標(biāo)（IRI≤2.0m/km），排水系統(tǒng)暢通。該橋維修后，承載能力提升了30%，滿足當(dāng)前重載交通需求，預(yù)計(jì)使用壽命延長(zhǎng)15年。四、公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)的未來趨勢(shì)（一）智能化：從“人工檢測(cè)”到“智能感知”未來，AI+物聯(lián)網(wǎng)（IoT）將成為養(yǎng)護(hù)維修的核心技術(shù)——通過在橋梁上安裝大量智能傳感器（如光纖傳感器、MEMS傳感器），實(shí)時(shí)采集結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法（如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)CNN）自動(dòng)識(shí)別病害（如裂縫、沉降），并預(yù)測(cè)病害發(fā)展趨勢(shì)（如“若裂縫寬度以0.05mm/月增長(zhǎng)，6個(gè)月后將達(dá)到危險(xiǎn)值”），實(shí)現(xiàn)“從被動(dòng)維修到主動(dòng)預(yù)防”的轉(zhuǎn)變。（二）綠色化：從“傳統(tǒng)材料”到“環(huán)保材料”隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)，綠色養(yǎng)護(hù)將成為行業(yè)主流：再生材料：采用再生混凝土（用建筑垃圾破碎后的骨料替代天然骨料）、再生瀝青（用舊瀝青路面回收料生產(chǎn)），減少資源消耗；節(jié)能工藝：推廣預(yù)制拼裝技術(shù)，減少現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑的能耗（如某橋梁預(yù)制拼裝比傳統(tǒng)施工節(jié)能40%）；生物修復(fù)：利用微生物（如芽孢桿菌）產(chǎn)生的碳酸鈣，填充混凝土裂縫，實(shí)現(xiàn)“生態(tài)修復(fù)”。（三）標(biāo)準(zhǔn)化：從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”到“標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)”當(dāng)前，我國(guó)公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修標(biāo)準(zhǔn)仍存在“碎片化”問題（如不同地區(qū)的規(guī)范差異較大），未來需完善全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系：制定《公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)規(guī)范》，明確養(yǎng)護(hù)流程、檢測(cè)方法、維修技術(shù)的統(tǒng)一要求；建立《橋梁病害數(shù)據(jù)庫》，整合全國(guó)橋梁的病害數(shù)據(jù)，為標(biāo)準(zhǔn)制定提供數(shù)據(jù)支持；加強(qiáng)從業(yè)人員培訓(xùn)，推廣“持證上崗”制度，提高養(yǎng)護(hù)維修的標(biāo)準(zhǔn)化水平。結(jié)論公路橋梁養(yǎng)護(hù)維修是保障橋梁安全運(yùn)行、延