王 焱 張新華
隨著我國(guó)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)高潮的到來(lái)和城鄉(xiāng)一體化發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,我國(guó)農(nóng)村公路網(wǎng)迎來(lái)了大規(guī)模建設(shè)與升級(jí)完善的飛速發(fā)展時(shí)期。橋梁是公路的咽喉,農(nóng)村公路橋梁在農(nóng)村公路網(wǎng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。
我國(guó)農(nóng)村公路橋梁,大多數(shù)修建于二十世紀(jì)七八十年代,基本屬于荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽—10及汽—15的橋梁,隨著近年來(lái)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的飛速增長(zhǎng),交通量不斷上升,這些低荷載的標(biāo)準(zhǔn)舊橋已不堪重負(fù);同時(shí)由于受當(dāng)時(shí)建橋技術(shù)條件限制、自然環(huán)境惡化、洪水沖刷、人為破壞等因素影響,大部分農(nóng)村公路橋梁目前已出現(xiàn)了不同程度的病害。另外,隨著高速公路治理超載的進(jìn)展,高速公路治理超載情況有所緩解,但在縣鄉(xiāng)道路上,超載情況嚴(yán)重,對(duì)縣鄉(xiāng)公路橋梁造成的破壞嚴(yán)重。如何分配使用有限的資金并把它們用在最需要的地方,以確保公路暢通與橋梁安全,怎樣進(jìn)行農(nóng)村公路橋梁病害防治,是一個(gè)非常迫切的具有經(jīng)濟(jì)意義與現(xiàn)實(shí)意義的重要問(wèn)題。
1)跨徑以中小跨徑為主:農(nóng)村公路橋梁主要為5 m~10 m的小跨徑橋梁,幾乎有一半都屬于此范疇,跨徑超過(guò)20 m的橋梁約占10%;2)材料以混凝土為主,石料豐富的地區(qū)會(huì)有大量石橋,某些地區(qū)有少量磚拱和木橋;3)橋型主要集中在梁板橋以及拱橋范圍內(nèi),其中又以梁橋居多;4)交通狀況以混合交通為主,且活荷載分布較亂;5)大多數(shù)橋梁位于居住區(qū)附近,受人為影響較明顯。
GBT 50283-1999公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定公路工程結(jié)構(gòu)必須滿(mǎn)足下列功能要求:1)在正常施工和正常使用時(shí),能承受可能出現(xiàn)的各種作用;2)在正常使用時(shí),具有良好的工作性能;3)在正常維護(hù)下,具有足夠的耐久性能;4)在預(yù)計(jì)的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后,仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。
凡由于人為的(勘察、設(shè)計(jì)、施工、使用等)或自然的(地質(zhì)、風(fēng)雨、冰凍等)原因,使橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不符合上述規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求的一些問(wèn)題和現(xiàn)象,在本文中統(tǒng)稱(chēng)橋梁結(jié)構(gòu)的病害。
引起農(nóng)村公路橋梁病害的因素很多,涉及到橋梁的勘察、設(shè)計(jì)、施工、材料和養(yǎng)護(hù)等各個(gè)方面。從時(shí)間順序上可大致分為先天性和使用過(guò)程兩大范疇。設(shè)計(jì)問(wèn)題和施工問(wèn)題引起的病害屬于先天性因素;養(yǎng)護(hù)因素和使用不合理引起的病害問(wèn)題同樣不可小覷。
1)設(shè)計(jì)荷載偏低。小城鎮(zhèn)交通類(lèi)型多且復(fù)雜,而小城鎮(zhèn)橋梁到目前為止還沒(méi)有一個(gè)專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)規(guī)范或指南,主要通過(guò)借鑒公路或城市橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì),相當(dāng)一部分甚至僅憑經(jīng)驗(yàn)由當(dāng)?shù)鼐用褡孕行藿ǎ谶@種情況下修建的橋梁很難與實(shí)際的荷載要求相適應(yīng)。2)結(jié)構(gòu)不合理。橋梁設(shè)計(jì)方案的選擇,是由當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件,施工技術(shù)和方法,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和使用要求等諸多因素所決定的。橋梁結(jié)構(gòu)形式,構(gòu)件施工方式,橋梁截面形式,還有橋梁跨徑的劃分和墩高的處理等,如果這些結(jié)構(gòu)選擇或布局不合理,都會(huì)使橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中出現(xiàn)種種缺陷。3)計(jì)算錯(cuò)誤。橋梁設(shè)計(jì)計(jì)算中,由于計(jì)算錯(cuò)誤等原因,可能給橋梁帶來(lái)先天不足的問(wèn)題。4)施工圖不完善。對(duì)中小跨徑橋梁,往往只注重結(jié)構(gòu)整體的設(shè)計(jì),忽視了一些局部構(gòu)造的細(xì)化設(shè)計(jì),如腹板厚度不足;構(gòu)造鋼筋偏少,減小了結(jié)構(gòu)抵抗各種非荷載因素的能力;局部承壓能力不夠,對(duì)干燥收縮、徐變、溫度應(yīng)力等次應(yīng)力的影響考慮不周;結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度偏小,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)耐久性差,過(guò)早出現(xiàn)病害。5)設(shè)計(jì)理論不完善。目前農(nóng)村公路橋梁沒(méi)有一套適合自己的設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn),在進(jìn)行橋梁方案設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有可以直接參考的依據(jù),往往借鑒公路或城市橋梁中同等跨徑的橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)一些具體的問(wèn)題無(wú)法直接體現(xiàn)。
施工是設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,設(shè)計(jì)正確與否,是否完善,在施工中都會(huì)得到檢驗(yàn)。同時(shí),施工質(zhì)量的優(yōu)劣,也將影響橋梁的整體性能。在橋梁建設(shè)中,盡管設(shè)計(jì)正確,但施工方法不當(dāng),施工質(zhì)量控制不嚴(yán)。施工過(guò)程中遇到一些非預(yù)見(jiàn)性災(zāi)害,如洪水、地震等,常常導(dǎo)致橋梁承載能力降低,不能達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期目的。由于施工原因,導(dǎo)致日后橋梁承載能力不足。施工中使用的混凝土、鋼筋、砂礫等材料質(zhì)量達(dá)不到規(guī)范要求是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生各種質(zhì)量缺陷的內(nèi)因。橋梁施工中,工種多,工序多,加之現(xiàn)場(chǎng)施工,每位施工人員往往要擔(dān)負(fù)多方面工作,稍有疏忽就會(huì)出錯(cuò),這就可能使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷。
1)養(yǎng)護(hù)機(jī)械和養(yǎng)護(hù)技術(shù)人員缺乏且難以穩(wěn)定。由于農(nóng)村公路由當(dāng)?shù)亟煌ú块T(mén)負(fù)責(zé)養(yǎng)護(hù),當(dāng)?shù)刎?cái)政困難,沒(méi)有資金購(gòu)買(mǎi)養(yǎng)護(hù)機(jī)械,致使養(yǎng)護(hù)水平和機(jī)械化水平低,且養(yǎng)護(hù)人員每年從各鄉(xiāng)抽調(diào),專(zhuān)業(yè)工作人員少,不能滿(mǎn)足農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)的需求。養(yǎng)護(hù)工人報(bào)酬太低又難到位,養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍很不穩(wěn)定,致使農(nóng)村公路普遍存在路面破損、路基沉陷等病害,影響了農(nóng)村公路的服務(wù)水平。2)對(duì)超載車(chē)輛缺乏管理。橋梁的管理不僅是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)本身的管理,還需要對(duì)作用在橋梁上的各種荷載進(jìn)行管理。小城鎮(zhèn)橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)本來(lái)就偏低,但在實(shí)際運(yùn)營(yíng)過(guò)程中卻難免會(huì)遭遇超載車(chē)輛的作用。橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問(wèn)題,另一方面由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù),使橋梁在正常荷載作用下的工作狀態(tài)發(fā)生變化,從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。3)橋梁無(wú)相關(guān)技術(shù)資料或不全,不能為養(yǎng)護(hù)管理工作提供支持,每座橋都應(yīng)該有比較齊全的檔案資料,以便在維修時(shí)做出方案決策。4)無(wú)適應(yīng)性小城鎮(zhèn)橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),養(yǎng)護(hù)工作無(wú)章可循,養(yǎng)護(hù)技術(shù)力量薄弱。
1)自然老化。早期公路橋梁的設(shè)計(jì)齡期為50年,隨著時(shí)間的推移,已建橋梁會(huì)不斷損壞和老化,其承載力、剛度、延性和穩(wěn)定性不斷下降,這是一個(gè)不可改變的客觀規(guī)律。2)超期服役。這部分橋梁并不是太多,但主要是建造時(shí)期較早,比如五六十年代建造的橋梁,設(shè)計(jì)使用壽命只有30年~50年,這些橋梁目前仍有部分在使用當(dāng)中。
減少橋梁病害的根本保證是要有良好的橋梁設(shè)計(jì),結(jié)合農(nóng)村公路橋梁的實(shí)際情況,可以主要通過(guò)對(duì)橋梁銹蝕、支座、伸縮縫和橋面鋪裝等病害的調(diào)查與分析,結(jié)合有關(guān)工程進(jìn)行試驗(yàn)研究,提出防止病害的設(shè)計(jì)方法,以求徹底解決混凝土橋梁的病害問(wèn)題。隨著國(guó)家對(duì)小城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加大投入,專(zhuān)業(yè)的施工隊(duì)伍將會(huì)帶來(lái)良好的施工質(zhì)量,從而可以減少由施工不當(dāng)引起的不必要病害。農(nóng)村公路橋梁所處的位置使得其養(yǎng)護(hù)管理具有比公路、城市橋梁更大的難度,因此為了減少小城鎮(zhèn)橋梁病害,應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)管理,制定有效的養(yǎng)護(hù)管理措施。
[1] GBT 50283-1999,公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[S].
[2] 陳愛(ài)萍.小城鎮(zhèn)適應(yīng)性典型橋型研究[D].西安:長(zhǎng)安大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006.
[3] 吳海軍,陳艾榮,陸 萍.橋梁結(jié)構(gòu)的典型病害及原因分析[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2004,23(6):19-23.