山區(qū)農(nóng)村公路橋梁損毀的成因及對策

淺淡山區(qū)農(nóng)村公路橋梁損毀的成因及對策摘要：本文結合近幾年的農(nóng)村公路危橋改造工作，并針對如何多、快、好、省地建設好農(nóng)村公路的橋梁這一課題，提出一些自己的粗淺算法，供同行們參考。關鍵詞：農(nóng)村公路橋梁建設1、概述隨著當前農(nóng)村公路路網(wǎng)建設的改造，農(nóng)村道路通行條件得到了極大的改善，但許多老橋梁卻成了道路暢通的瓶頸，絕大多數(shù)農(nóng)村公路的橋梁修建時間長，設計荷載等級低，橋面狹窄，經(jīng)過這么長時間的演變，河床、溝渠的水流流態(tài)、特性也已發(fā)生了很大變化，存在安全隱患，嚴重影響著人民群眾的出行安全，亟待改造，而山區(qū)農(nóng)村公路建設資金在路網(wǎng)改造中已負擔嚴重，在橋梁建設資金上的投入嚴重不足，而承擔如此大量的農(nóng)村公路橋梁改造的建設、施工、監(jiān)理力量又非常薄弱，如何優(yōu)質、高效、低成本地建設改造好農(nóng)村公路的橋梁，成為擺在我們面前的一道課題，通過近2年對農(nóng)村公路的了解，提出如下一些粗淺的看法。2、山區(qū)農(nóng)村公路橋梁損毀成因及對策選擇什么樣的橋梁方案，采用什么樣的上部結構形式、墩臺結構形式等與橋位所屬河、溝渠的水流特性、采用的調治構造物及防沖刷措施等密切聯(lián)系，且關系重大。（1）不少山區(qū)農(nóng)村公路的橋梁的上游往往存在著較多新建的小水電站，尤其是河床縱坡大的河段，平時河水較小，但暴雨、山洪來時這些小水電站一起放水，洪水急劇上漲，往往漫過橋梁、路基，嚴重加劇山洪對橋梁的影響，同時由于橋梁上部構造物及漂浮物的阻水，對橋梁產(chǎn)生過高的橋前壅水、過大的推力和浮力，或推倒、沖毀橋梁，或淘空橋梁墩臺基礎，使墩臺下沉倒塌，而農(nóng)村公路橋寬較窄、墩臺高，不少又為輕型橋臺，自重輕，基礎埋置深度淺，橋的橫向穩(wěn)定性較差，易傾覆，在各方面不利因素的共同作用下，導致橋毀。這些小水電站不僅對老橋產(chǎn)生危脅，而且不少新建橋梁在設計時，往往只考慮往年最高洪水位，沒有考慮這此新建小水電站對橋梁的影響或估計不足，造成不應有的橋梁水毀。不少山區(qū)公路的橋梁建設因為資金短缺，為節(jié)省投資，在路網(wǎng)改造中為利用舊橋，設計時為遷就舊橋，在這類水位急劇漲、跌的河段上沒有有意識抬高路基標高，山洪來時成漫水路、漫水橋，造成水毀。或者在老橋上人為填高，人為增加橋梁自重，在受到上述破壞的同時，使原本承載力就不足的老橋又雪上加霜，進一步加劇橋毀。因此對于這類水位急劇漲、跌的河段上的橋梁設計，就要綜合考慮以上各方面的影響，確定合適的橋孔長度和高度，盡量減少橋墩的設置，增加泄洪斷面，加大橋墩臺的基礎的埋置深度，采取措施減少墩臺局部沖刷深度，提高橋墩的抗沖撞、抗傾覆能力，在橋墩迎水面的下部設置一定的鋼筋網(wǎng)。對于利用舊拱橋，可以采取拆除裸拱上的拱上建筑，并在上面增設腹拱，增加泄洪斷面，同時加厚老橋拱圈，對拱圈進行補強尤其是拱頂和拱腳。對利用梁、板橋，可以考慮拆除梁、板，加固、加高墩臺，對可以利用的舊梁、板進行補強，如加強橫向聯(lián)接，上鋪微膨脹鋼纖維砼路面并作為補強層（注意應對梁頂進行鑿毛并充分潤濕，使共同受力），這樣不僅對梁、板進行了補強，同時由于減少了梁、板上的自重，達到提高梁、板的承載能力。同時對于這類水位急劇漲、跌的河段的橋梁應加強水流調治構造物的設置，提高防毀能力，注意對橋頭引道路堤的設計、施工，防止橋頭引道路堤產(chǎn)生管涌破壞，使橋臺失去支撐而倒塌。（2）山區(qū)農(nóng)村公路橋梁大多修建的時間較早，設計標準低，基本沒有設置水流調治等防護構造物，防毀能力低，而且河床、溝渠經(jīng)過長時間的演化，水流流態(tài)及周邊的地形地貌發(fā)生了很大的變化，河床、溝渠的匯水斷面也受到較嚴重的壓縮，且在水土流失嚴重的形勢下，在山洪暴發(fā)時，往往夾帶大量泥石流等雜物，形成沖積扇，急速沖向橋梁，尤其是橋梁進口處于河溝縱坡大的地方，而山區(qū)公路的許多中小橋往往又多修建于這種上游急、中下游緩的地帶，在山洪未能順暢地自橋孔泄洪時，往往是先沖毀橋臺、墩，使辛辛苦苦建起來的橋梁毀于一旦，或由于橋梁出口段河、溝渠河床坡度往往較平緩，砂礫易沉淀，形成砂礫沖積層，嚴重影響泄洪，導致水毀，或由于沒有設置必要的水流調治構造物，如導流墻、丁壩等，導致山洪迂回抄后路，沖毀橋臺，沖毀引道使橋臺失去支撐而倒塌。因此設計時對這類橋梁的設計，就要綜合考慮以上各方面的影響，重建橋梁應重視橋位的選址，注意盡量不要改變原有水流的流態(tài)，橋下凈空必需滿足足夠的泄洪斷面，確定合適的橋孔長度和高度，盡量減少橋墩的數(shù)量，增強橋墩抗沖撞、抗傾覆的能力，保證足夠的基礎埋置深度，在橋墩的迎水面，尤其是橋墩的下部設置必要的加強鋼筋網(wǎng)，同時要高度重視對此類橋梁進口段的調治構造物的設置及防沖刷處理，同時還應注意保證橋梁出口的水流順暢，保證必要的輸砂坡度及水流半徑，避免形成砂礫沖積層，為減少橋墩臺局部沖刷深度，建議橋下進出口段河床予以鋪砌。在利用舊橋時，應按以上要求注意在橋梁進出口段增設必要的水流調治構造物（農(nóng)村公路丁壩可采用竹編石籠做成，它可隨沖刷下沉而下沉，方便隨時修補，不僅施工簡單、且效果好、經(jīng)濟確），采取措施減少墩臺局部沖刷深度，采取措施保證山洪自橋梁出口順暢的排走，對平緩的出口河段進行整理，保證必要的輸砂坡度及水流半徑，防止橋梁出口段形成砂礫沖積層等，達到防止、減輕水毀的發(fā)生。這就要求設計、施工人員要充分了解現(xiàn)場的水文地質情況，對橋位的實際地形進行充分的勘測，使設計的橋梁圖紙或舊橋改造更符合實際，避免橋梁水毀的再次發(fā)生。（3）農(nóng)村公路的舊橋梁大多設計標準低，為節(jié)省投資，在路網(wǎng)改造中為利用舊橋，在設計路線拉坡時，往往沒有考慮如何減輕上部構造物的自重，而盲目直接在老橋面上加高、加鋪路面，使原本承載力就不足的老橋又雪上加霜，應引起設計人員的高度重視，應有意識盡可能減輕橋梁上部構造物的自重，達到提高舊橋的承載能力。對利用拱橋，在滿足泄洪的情況下，可以采取拆除裸拱上的拱上建設，同時加厚拱圈，對拱圈進行補強尤其是拱頂和拱腳，在拱頂處可以直接在裸拱頂上鋪設砼面層，作為拱頂補強層，但應注意與舊拱的聯(lián)接，設置必要的聯(lián)接鋼筋使共同受力。對利用梁、板橋，在滿足泄洪的情況下，應清除裸梁的材料，對各根梁的橫向聯(lián)接進行認真檢查并加固（因為在老橋經(jīng)過長時間的運營，梁、板的橫向聯(lián)接普遍都存在不同程度的脫節(jié)現(xiàn)象，各梁、板之間無法共同受力），同時對梁板的裂縫進行仔細檢查,調查不正常裂縫變形的發(fā)生時間，分類處理（對于＜0.2㎜的裂縫一般涂刷水玻璃進行封閉處理即可,對于裂縫≥0.2㎜的采取壓力灌漿法壓注環(huán)氧樹脂,對于裂縫發(fā)展嚴重的及超過梁截面中性軸的豎向裂縫，應查明原因采取合理的加固措施）,然后在裸梁、板上鋪設微膨脹鋼纖維砼路面并作為補強層（注意應對梁進行鑿毛并充分潤濕，使共同受力），這樣不僅對梁、板進行了補強，同時由于減少了梁、板上的自重，達到提高梁、板的承載能力。（4）部分山區(qū)農(nóng)村公路的橋梁改造因為資金短缺，為節(jié)約造價盲目縮短橋長，壓縮河床斷面，嚴重改變了水流特性，加劇橋下墩臺局部沖刷，淘空墩臺基礎，使墩臺下沉倒塌，或導致水流抄后路沖毀橋頭引道，使橋臺失去支撐而倒塌?；驗榉奖阒行蚴┕?、降低造價，盲目增加橋墩，降低泄洪能力，山洪來時，大量漂浮物無法順暢排出橋孔，或造成漂流木頭等對橋墩頂部側向的嚴重撞擊，使橋墩產(chǎn)生彎拉、傾覆破壞，導致橋毀，或由于橋下大量漂浮物堵塞，產(chǎn)生過高的橋前壅水、過大的推力和浮力，或推倒、沖毀橋梁，或淘空橋梁墩臺基礎，使墩臺下沉倒塌。因此設計時科學、合理地選擇橋長、橋孔顯得尤其重要。（5）橋位的選擇是橋梁設計中的一項非常重要而復雜的工作，許多山區(qū)農(nóng)村公路的橋梁水毀都是由于橋位選擇不當，盲目為減少引道的工程量而遷就橋位，或選在河灣或選在不良橋位河段上，沒有設置必要的水流調治構造物等，造成橋毀。（6）在農(nóng)村公路的相當部分舊拱橋中,由于礦產(chǎn)的開采,超重車的行駛,導致拱腳、拱頂出現(xiàn)了徑向裂縫，引起恐慌。對于這類拱橋，設計人員應充分考慮拱橋的承載潛力，進行合理的加固，確不可盲目拆橋，造成不必要的浪費。只要拱腳、拱頂?shù)膹较蛄芽p沒有裂至中性軸，就不會明顯降低拱橋的承載能力。拱腳、拱頂出現(xiàn)徑向裂縫后，在截面慣性矩減少的同時，該截面所承擔的彎矩也隨之減少。但對拱腳、拱頂?shù)膹较蛄芽p已超過中性軸的，或已形成三鉸拱拱橋的加固，采取在拱頂加一薄層鋼筋混凝土，在超重荷載作用下，拱頂加強鋼筋混凝土與舊拱圈的連接鋼筋將有可能脫開，同時在破壞的瞬間，由于剛度的急劇降低，在彎矩未重新分配前，由于瞬間集中荷載的作用，加上拱頂鉸縫處未設鋼板，且早期拱圈合籠多用尖拱，有可能壓碎拱頂石料，本人以為設計對此應有充分的考慮。（7）農(nóng)村公路上大多中小橋，建橋時間長，原有橋梁施工廣泛采用擴大基礎，墩臺基礎埋置深度淺，而河、溝渠在長期的自然演變下，橋下沖刷加劇，利用舊橋時，設計人員應認真調查墩臺基礎的沖刷情況，基礎的埋置深度，進行必要的防沖刷處理。同時許多老橋由于建橋年代長，基本沒有設計、建設方面的相關資料，設計時不知道舊橋的荷載設計等級時，可以運用設計擬定尺寸經(jīng)驗法，按照中、小石拱橋拱圈厚度計算公式估測老橋設計荷載，并通過丈量拱橋構件尺寸，來初步判定該橋的荷載設計等級，為設計提供參考。3．在建設管理方面采取一些靈活措施山區(qū)農(nóng)村公路橋梁改造點多、分散，且每座橋的工作量都較小，而建設資金缺口又大，有實力的施工單位不敢來參加招投標，承擔施工任務的往往是本地的一些沒有實力、沒有施工經(jīng)驗的當?shù)厝耍α勘∪?，尤其是施工技術力量，測量放樣錯誤的現(xiàn)象時有發(fā)生，橋梁施工沒有與路基聯(lián)測，沒有建立測量復核制，造成許多無法彌補的錯誤，而實施建設的主體多為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府或村民委員會，管理力量薄弱，現(xiàn)場監(jiān)理名存實亡，力量也薄弱，因此如何高效、低成本地建設改造好農(nóng)村公路的橋梁，成為當前一道課題。（1）建議對山區(qū)農(nóng)村公路橋梁建設，打破常規(guī)、有意識相對集中地直接選擇一批有實力的、施工經(jīng)驗較豐富的施工班組來承擔施工任務，減少招投標成本，提高施工專業(yè)化水平。同時針對施工技術力量薄弱而當前施工技術人員難找的現(xiàn)狀，本人以為可以通過以下模式解決，請設計單位在設計后參予監(jiān)理及施工測量放樣，在一些關鍵環(huán)節(jié)、重點工序上把關，建立村民家園共建理事會并請設計單位對其中人員進行簡單培訓，以便于村民家園共建理事會對平時的過程把關，在設計費用上給設計單位適當補償并明確相關責任、權力和義務，同時相關主管、監(jiān)督部門加強監(jiān)督、管理、檢查、指導。（2）橋型設計應綜合考慮采用施工方法比效簡單、造型簡便、便于施工控制、較經(jīng)濟的橋型，但要防止為方便施工而盲目增加橋墩的行為。在有條件的地方，建議采用橋梁結構設計出圖標準化，提高出圖質量、效率，也為以后生產(chǎn)工廠化提供了條件，同時有利于對橋梁建設質量的控制，但這要求交通主管局、建設、設計、施工、監(jiān)理各方面實施協(xié)作