郭如意、姜洪偉

（1.山東省公路設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.山東省公路設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

0 引言

截至2020年底，全國(guó)農(nóng)村公路總里程數(shù)據(jù)約達(dá)到438 萬(wàn)km，等級(jí)公路比達(dá)到94.79%，實(shí)現(xiàn)了具備條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和建制村通硬化路、通客車。農(nóng)村公路橋涵幫助人們跨越了溝壑和河流。同時(shí)，其運(yùn)營(yíng)狀況的安全性和穩(wěn)定性也影響著整條路線的交通情況，直接關(guān)系到老百姓的出行安全和生命財(cái)產(chǎn)安全。在農(nóng)村公路橋涵檢測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)其主要病害產(chǎn)生原因以及養(yǎng)護(hù)管理工作存在的漏洞進(jìn)行分析，對(duì)癥下藥，找出合理的養(yǎng)護(hù)管理措施，有助于農(nóng)村公路橋涵技術(shù)狀況的提高，使用壽命的延長(zhǎng)，以及“四好農(nóng)村路”的建設(shè)。

1 工程概況

山東省西北部某縣，現(xiàn)轄6 鎮(zhèn)、3 鄉(xiāng)、3 個(gè)街道、1 個(gè)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)，面積960km。地貌是微波起伏、類型不同的黃泛沖積平原。為掌握農(nóng)村公路橋涵的運(yùn)營(yíng)狀況，便于養(yǎng)護(hù)管理措施的制定，以某縣鄉(xiāng)級(jí)公路橋涵為調(diào)查對(duì)象，進(jìn)行橋涵技術(shù)狀況評(píng)定。共檢測(cè)橋涵233 座，其中橋梁120 座，涵洞113 座。橋梁按跨徑分類，大橋7 座，中橋20 座，小橋93 座；按橋梁類型分類，梁橋83 座，拱橋37 座；涵洞按類型分類，拱涵28座，板涵27 座，圓管涵58 座。橋涵類型構(gòu)成圖如圖1所示。

圖1 各類型橋涵數(shù)量

通過(guò)上述數(shù)據(jù)可知，農(nóng)村公路橋涵中中小跨徑橋梁以及涵洞是主要類型，占比高達(dá)97%，涵洞中又以圓管涵為主，占比達(dá)51.3%，充分說(shuō)明，目前農(nóng)村公路橋涵功能以跨越中小河流為主，在河水流量不大的情況下，選擇圓管涵既節(jié)約了資金，又滿足了跨越功能，是農(nóng)村公路橋涵選型的重點(diǎn)。拱橋以及拱涵數(shù)量總共65 座，其中磚拱33 座，石拱27 座，混凝土拱橋5 座。磚拱及混凝土拱橋一般修建年代較久遠(yuǎn)，石拱修建年代較近，說(shuō)明小跨徑拱橋及拱涵的材料選擇逐漸放棄了燒結(jié)普通磚以及混凝土，天然石料的占比越來(lái)越大。

2 檢測(cè)結(jié)果匯總分析

《公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG/T H21—2011）、《公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范》（JTG 5120—2021）相關(guān)規(guī)定，橋梁技術(shù)狀況等級(jí)分為一類、二類、三類、四類、五類五個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表1）。

表1 橋梁總體技術(shù)狀況評(píng)定等級(jí)

涵洞技術(shù)狀況等級(jí)分為好、較好、較差、差、危險(xiǎn)五個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表2）。該次檢測(cè)的120 座橋梁中一類橋22 座、二類橋81 座、三類橋11 座、四類橋1 座、五類橋5 座；113 座涵洞中技術(shù)狀況為好的8 座、較好75 座、較差19 座、差4 座、危險(xiǎn)7 座，各等級(jí)橋涵圖如圖2所示。

圖2 各等級(jí)橋涵圖

表2 涵洞技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

可以看出，在農(nóng)村公路橋涵中技術(shù)狀況等級(jí)為三類/較差及以下的橋涵還有一定的比例，達(dá)到20.2%；技術(shù)狀況等級(jí)為四類/差及以下的橋涵比例達(dá)到7.3%。以上數(shù)據(jù)充分說(shuō)明，農(nóng)村公路橋涵在養(yǎng)護(hù)維修方面還有很多的不足之處，養(yǎng)護(hù)資金、養(yǎng)護(hù)力量的投入還不能滿足農(nóng)村公路橋涵現(xiàn)狀的需求。

在技術(shù)狀況等級(jí)為三類/較差及以下的橋涵中，磚砌圬工拱數(shù)量為11 座，占比高達(dá)23.4%；技術(shù)狀況等級(jí)為四類/差及以下的橋涵中，磚砌圬工拱數(shù)量為5 座，占比高達(dá)29.4%。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，磚砌圬工橋涵在運(yùn)營(yíng)中極易發(fā)生病害，技術(shù)狀況等級(jí)下降明顯，在以后的設(shè)計(jì)中應(yīng)謹(jǐn)慎考慮，在養(yǎng)護(hù)中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

在技術(shù)狀況等級(jí)為較差及以下的涵洞中，圓管涵數(shù)量為15 座，占比高達(dá)50%；技術(shù)狀況等級(jí)為差及以下的涵洞中，圓管涵數(shù)量為6 座，占比高達(dá)54.5%。綜合以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，由于圓管涵在造價(jià)和建造技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，在平原地區(qū)，依然是跨越小跨徑河流的主力，但在運(yùn)營(yíng)中也極易出現(xiàn)嚴(yán)重病害，造成技術(shù)狀況的嚴(yán)重下降，在建設(shè)及養(yǎng)護(hù)管理階段，需要給予更多的關(guān)注。

3 典型病害分析

3.1 橋梁典型病害分析

3.1.1 預(yù)制鋼筋混凝土梁橋橫向裂縫

受檢的120 座橋梁中，共有梁橋83 座，存在裂縫病害的梁橋有39 座，且主要為梁底橫向裂縫，大部分裂縫寬度范圍為0.06～0.20mm，少數(shù)裂縫寬度超限，最大裂縫寬度達(dá)到0.40mm。通過(guò)查閱相關(guān)檔案資料可知，農(nóng)村公路橋梁大多修建年代較久遠(yuǎn)，采取的設(shè)計(jì)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)普遍較低，材料與施工水平參差不齊。但由于近年來(lái)交通量與車輛軸載的大幅增加，導(dǎo)致了橋梁裂縫病害的迅速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)的安全性受到越來(lái)越多的影響。

3.1.2 預(yù)制混凝土梁橋鉸縫脫落

受檢的83 座梁橋中，有56 座梁橋存在不同程度的鉸縫脫落現(xiàn)象，個(gè)別梁橋鉸縫全部脫落。通過(guò)分析鉸縫脫落部位殘留可以看出，農(nóng)村公路梁橋鉸縫位置施工質(zhì)量普遍較差，大部分鉸縫未被填充飽滿，鉸縫底部砂漿厚度普遍較薄，在環(huán)境條件影響下極易脫落。

3.1.3 磚砌拱橋砌縫不飽滿

磚砌拱橋由于造價(jià)低、取材方便、施工簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，一度受到平原地區(qū)農(nóng)村公路橋梁選型的青睞。但由于其材料強(qiáng)度的限制、受環(huán)境影響較大等原因，磚砌拱橋正逐步退出歷史舞臺(tái)。在檢測(cè)的20 余座磚砌拱橋中，均存在不同程度的砌縫不飽滿現(xiàn)象，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。

3.1.4 磚砌拱橋拱上側(cè)墻外傾

磚砌拱橋一般修建年代較久遠(yuǎn)，受限于當(dāng)時(shí)的施工水平與材料強(qiáng)度，進(jìn)行拱上填充時(shí)，填充物的壓實(shí)度往往不能保證。隨著橋面車輛荷載的增加與環(huán)境因素的影響，填充物出現(xiàn)了不同程度的沉降，造成拱上側(cè)墻受到的側(cè)向壓力不斷增加，導(dǎo)致了拱上側(cè)墻不同程度的外傾現(xiàn)象。

3.1.5 橋頭填土沖刷脫空

平原地區(qū)地勢(shì)較為平坦，溝壑較少，一旦發(fā)生強(qiáng)降雨現(xiàn)象，極易發(fā)生路面積水、河道堵塞現(xiàn)象。如果橋臺(tái)處填土壓實(shí)度不足，在水流的反復(fù)作用下，極易出現(xiàn)沖刷脫空現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致橋臺(tái)側(cè)墻的垮塌、橋臺(tái)連接處塌陷以及重力式基礎(chǔ)的失穩(wěn)等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)安全。

3.2 涵洞典型病害分析

3.2.1 石砌重力式涵臺(tái)裂縫

在蓋板涵與石砌拱涵中，由于石砌重力式涵臺(tái)取材方便、施工簡(jiǎn)潔等原因，得到廣泛應(yīng)用。但檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，石砌重力式涵臺(tái)大多存在裂縫現(xiàn)象，裂縫寬度大小不一。分析可知，石砌重力式涵臺(tái)出現(xiàn)裂縫的主要原因是基礎(chǔ)壓實(shí)不均勻，導(dǎo)致后期涵臺(tái)的不均勻沉降，從而產(chǎn)生沿砌縫發(fā)展的斜向裂縫。

3.2.2 磚砌拱涵主拱圈破損

磚砌拱涵主要存在小跨徑溝壑上，且修建年代普遍較久遠(yuǎn)，材料強(qiáng)度較低，極易受環(huán)境影響，養(yǎng)護(hù)措施不到位。諸多因素導(dǎo)致了許多拱涵主拱圈出現(xiàn)不同程度的破損現(xiàn)象，個(gè)別拱涵破損非常嚴(yán)重，已經(jīng)影響到橋涵結(jié)構(gòu)的安全性，需要立即進(jìn)行改建或重建。

3.2.3 圓管涵頂部貫穿裂縫

圓管涵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工難度低，在平原地區(qū)農(nóng)村公路涵洞中所占比例較高。但通過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，圓管涵由于自身強(qiáng)度不足、粗放施工等原因，極易出現(xiàn)頂部貫穿裂縫病害，再加上水流的反復(fù)沖擊，導(dǎo)致填土不斷沿裂縫滲出，最終造成涵洞頂路面沉陷，影響行車安全。

4 養(yǎng)護(hù)建議

其一，加強(qiáng)施工質(zhì)量管控。農(nóng)村公路橋涵一般跨徑較小，造價(jià)較低，施工單位資質(zhì)等級(jí)普遍較低，施工質(zhì)量不能得到保證。業(yè)主和監(jiān)督部門應(yīng)提高對(duì)農(nóng)村公路橋涵的關(guān)注度，加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程中的質(zhì)量管控，在基礎(chǔ)壓實(shí)、臺(tái)背回填、鉸縫澆筑等環(huán)節(jié)做好見(jiàn)證檢測(cè)工作，減少后期病害的發(fā)生概率，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。

其二，梁體裂縫處理。對(duì)現(xiàn)有梁體裂縫，根據(jù)裂縫跨度，采取不同的處理措施。對(duì)寬度小于0.15mm的裂縫，采用表面封閉法封閉表面裂縫；對(duì)寬度大于0.15mm 的裂縫，采用注漿法修復(fù)。

其三，加強(qiáng)橋涵巡查制度，提高養(yǎng)護(hù)人員的專業(yè)素養(yǎng)。農(nóng)村公路橋涵養(yǎng)護(hù)管理人員是接觸橋涵最多的人，也是橋涵早期病害的最先發(fā)現(xiàn)者。但由于農(nóng)村公路養(yǎng)護(hù)資金的短缺，一線養(yǎng)護(hù)人員往往專業(yè)技術(shù)相對(duì)較差，也得不到專業(yè)的培訓(xùn)，從而造成養(yǎng)護(hù)人員對(duì)橋涵病害嚴(yán)重程度的認(rèn)識(shí)不到位，忽略了早期病害可能造成的嚴(yán)重后果。建議橋涵養(yǎng)護(hù)管理部門加強(qiáng)對(duì)一線養(yǎng)護(hù)人員的專業(yè)培訓(xùn)，建立嚴(yán)格的橋涵巡查制度，從制度和人員上提高橋涵養(yǎng)護(hù)管理水平。

其四，提高橋涵數(shù)字化管理水平，改變傳統(tǒng)管養(yǎng)模式。在傳統(tǒng)管養(yǎng)模式下，橋涵建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工及養(yǎng)護(hù)管理資料往往得不到很好的保存，經(jīng)常會(huì)造成資料的缺損、遺失，養(yǎng)護(hù)決策的制定缺乏真實(shí)數(shù)據(jù)的支持，得到的效果往往事倍功半。實(shí)現(xiàn)橋涵的數(shù)字化管理，有助于提高管理效率與管理質(zhì)量，提高養(yǎng)護(hù)管理水平。

其五，實(shí)施橋涵預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。橋涵嚴(yán)重病害往往是由微小病害發(fā)展而來(lái)的，如果在病害早期即采用有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，將會(huì)大大減少橋涵嚴(yán)重病害的發(fā)生概率，延長(zhǎng)橋涵的使用壽命。

5 結(jié)論

以山東省某縣真實(shí)的橋涵檢測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)該縣橋涵的跨徑類別、結(jié)構(gòu)類型以及建筑材料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合橋梁與涵洞的典型病害，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論。

其一，農(nóng)村公路橋涵無(wú)論從設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還是施工工藝上，采取的標(biāo)準(zhǔn)普遍較低，在車流量逐漸增大的情況下，橋涵的安全儲(chǔ)備普遍較低。

其二，對(duì)農(nóng)村公路橋涵的關(guān)注度普遍較低，缺乏應(yīng)有的養(yǎng)護(hù)資金的支持，導(dǎo)致農(nóng)村公路橋涵技術(shù)狀況衰減較為嚴(yán)重，應(yīng)引起有關(guān)部門的重視，加大農(nóng)村公路橋涵養(yǎng)護(hù)資金的支持力度。

其三，農(nóng)村公路橋涵在存量中依然有一定比例的危舊橋涵，尤其是磚砌材料的橋涵極大地危害了道路交通安全。養(yǎng)護(hù)管理部門應(yīng)加大危舊橋涵的改造加固力度，逐步提高農(nóng)村公路橋涵運(yùn)行的安全性。

對(duì)農(nóng)村公路橋涵的分析雖僅以一個(gè)縣為例，但在很大程度上反映了山東省農(nóng)村公路橋涵的養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀，為山東省農(nóng)村公路橋涵養(yǎng)護(hù)提供了一定的參考。