山区农村公路危桥改造工程的剖析与建议
谷臣明
桑植县公路建设养护中心 湖南张家界 427000
一、前述
新中国成立以来,农村公路与桥梁建设成效显著,但山区桥梁因分布广泛、位置偏远、管养责任不清,长期存在“重建轻养”问题。日常维护缺失导致病害积累,加之交通量增长和超载运营,许多桥梁技术状况恶化甚至垮塌,严重威胁人民安全,已成为当前农村公路管理的突出挑战。尽管国家和地方交通主管部门已出台针对四、五类危桥的管理政策,但在山区农村危桥改造实践中,其方案是否科学、合理、因地制宜,仍需进一步剖析与总结,以确保改造工作切实有效。
二、山区农村公路桥梁的特点
桑植县普通公路总里程超5000 公里(含村组道),桥梁约900 座,桥路比重高。其中以中小跨径桥梁为主,多分布于农村公路,主要特点如下:
我县地处武陵山区,沟壑纵横、水系交错,农村公路依山跨水而建,桥梁分布广泛且多位于偏远险要地段,通行条件较差。
部分桥梁建于建国前,甚至早于汽车出现;建国后尤其是改革开放以来桥梁数量快速增长,修建时间跨越百年,许多已难以准确考证。
3. 工艺落后,承载能力低
早期桥梁服务于人行或畜力车,无明确荷载标准;部分为民匠经验所建,未经正规设计。建国后所建桥梁荷载等级多为汽-6 至汽-13 级,远低于现行规范,且结构合理性差、材料劣质、工艺粗糙。
4. 建设主体复杂,管养缺失
桥梁建设涉及交通、水利、农业等多部门,亦有村镇集资或个人捐建,主体繁杂且普遍“只建不管”,日常养护严重缺失。
三、农村公路桥梁技术状况评定方法
农村公路桥梁多为中小跨径,结构简单,构件数量少,技术状况评定相对简便。通常将桥梁划分为上部结构、下部结构和桥面系三部分,通过各构件标度与权重进行 此分类评定状况,并应采用综合评定与单项指标评定相结合的方法。该评定主要依靠外观调查 于承载能力检测本身复杂耗时、成本高,且山区经费不足、人力有限、重视不够,导致难以系统开展。 评定需具备丰富经验与专业知识,以辨别裂缝等病害的成因(如收缩、温度、受力或锈蚀等),从而依据外观状况科学分析病害原因及结构状态,为桥梁改造提供可靠决策依据。
四、农村公路危桥改造方案的归纳和剖析
桥梁改造主要采取维修、加固和拆除重建三种方式。方案选择直接影响资金利用效率。即便发达地区也常因资金限制延缓改造,而我国多数地区经济有限,若全部重建则资金压力大、不现实。因此,须根据桥梁实际技术状况和承载能力,科学选择方案,以提高资金效益,在保障交通的同时消除安全隐患。一、二类桥日常养护即可;三类桥需维修;四、五类桥应通过技术经济比较,综合考虑加固可行性、剩余寿命与经济性等因素,决定加固或重建。
对四类桥梁,若仅个别承重构件不达标,可通过加固或更换恢复原设计承载力,且费用较低,宜采用加固方案。因地处武陵山区,当前改造桥梁以石拱桥、现浇板桥、肋板拱桥及双曲拱桥等桥型为主。
1、石拱桥加固
石拱桥承载潜力大,耐久性好,许多建于汽车出现 前的石拱桥 今 仍在使用,因此多数可通过加固继续利用。农村公路上石拱桥跨径多在 5-30 米, 缝,腹拱及桥台竖向裂缝,拱上侧墙或桥台侧墙外倾、位移或垮塌。此外, 状况差、护栏防护不足、桥面宽度和通行能力不够等问题。拱圈出现不超 2mm 的横向裂缝时 结构仍基本稳定;出现四条及以上时则趋于失稳。拱圈在轴向压力下横向受拉, 当拉应力超过材料极限便产 生纵向裂缝。同样,高桥台在大矢跨比拱桥中因竖向压力大,横向拉力易导致竖向开裂。
(1)、对于主拱圈存在纵横向裂缝石拱桥,表明其承载力不足,可以在拱腹或拱背上采用钢筋混凝土进行加固,对于矢跨比大,桥台高的桥梁,由于自重大,拱圈和桥台压应力过大,导致主拱圈产生纵向裂缝而桥台产生竖向裂缝。这种石拱桥可对主拱圈和桥台采用钢筋混凝土套箍加固。
(2)、对主拱圈病害轻微但渗水严重的石拱桥,可拆除原桥面,重做整体钢筋混凝土桥面及护栏。该方法实用、易操作,加固后效果良好。
(3)、对于于中小型石拱桥,上、下部结构整体性良好,但桥面系需要维修加固,桥面宽度和通行能力不足,桥宽≥4m<5m 的,重做整体式钢筋混凝土桥面铺装,并上下游对称悬挑50cm,再浇筑钢筋混凝土护栏;桥宽≥ 3.5m<4m 的,先横向增设一定数量的钢筋混凝土承重梁并上下游对称悬挑 1 米,再重做整体式钢筋混凝土桥面铺装和护栏。
2、现浇板桥的加固
现浇板桥常见主筋锈蚀、混凝土碳化及板底裂缝等问题,可通过板底加设工字钢、高强钢丝或预应力钢筋,并重做桥面铺装进行加固。
3、双曲拱桥的加固
双曲拱桥大量修建于 20 世纪 70~80 年代,双曲拱桥是“集零为整”的桥型,主拱肋断裂的桥梁较少,存在拱肋混凝土剥落、钢筋锈蚀、拱波纵向裂缝、横系梁损坏、桥面渗水等病害 。对于这类桥梁由于构件单薄,整体性差,整体刚度低,在车辆荷载作用下,导致桥面铺装屡修屡坏。因此,双曲拱桥加固可以加固拱肋、加固拱波、加固横系梁( 板),加强桥面铺装等办法。
二)危桥拆除重建
1、农村公路危桥改造拆除重建基本标准及原则:
符合以下情况之一的桥梁应考虑拆除重建:
评定为五类危桥;
1. 桥面净宽不足3.5 米且难以加宽;
2. 设计洪水位过低,常水淹影响安全
3. 主要承重构件病害严重,加固费用超新建50% ;
4. 加固后剩余寿命不足10 年;
5. 承载力无法满足当前交通荷载要求。
2、周边建筑物影响拆除重建方案确定
对周边建筑影响大、难以全部拆除的桥梁,可拆除上部结构,增大跨径并改用桩柱式桥台;若上部结构也需保留,则应降低桥高、清除桥面铺装与拱上填料,增加跨径与桥高,并采用桩柱式桥台。以桑植县胡家峪二桥为例,因民房紧邻桥台,部分房屋挑梁直接架于主拱圈,导致无法拆除下部结构。为兼顾消危与护房,方案变更为采用桩柱式桥台和人工挖孔桩,跨径由 13 米增至 16 米,桥面抬高 50 厘米。此举既解决实施难题,又避免民房受损,同时降低约20% 的工程造价。
三)、加固桥梁剩余寿命的认知
危桥加固后的剩余寿命是决定拆除重建或加固的关键因素。若剩余寿命短、加固价值低,则应拆除重建;若可显著延长使用寿命并产生较大效益,则适宜加固。因此,必须对危桥的剩余寿命进行科学分析与推算。
五、山区农村公路危桥改造存在的问题
一)、旧桥技术资料缺失,改造评定无据可循
农村公路桥梁建设主体复杂,涉及交通、水利、农业等多个部门,亦有村民集资、社会团体或个人捐建等多种来源。由于建设年限和单位难以追溯,大量旧桥缺乏技术档案,像一些上世纪 90 年代前修建的桥梁,无地质和设计资料,又找不到实施主体,给后续检测、评定和维修改造带来很大困难,增加了工作难度。
二)、勘察设计方案不切实际、深度不够
危桥改造项目前期时间紧张,勘察设计周期短。部分设计单位为节约成本,套用标准图纸,忽视实地地质与环境条件,导致桥台(墩)形式、位置及跨径与实际不符,严重影响施工,造成设计与实际需求偏差显著。此外,不少设计单位及挂靠子公司缺乏高水平专业人才,从业人员经验不足、专业能力较弱,致使设计方案脱离实际、深度不够,可操作性和实用性较差。
三)、危桥改造实施过于集中,计划安排不合理、不科学
自农村公路危桥改造被纳入全省“十三五”民生工程后,各级领导重视推进进度,导致改造任务集中、时间紧迫。近五年来,我县共需完成农村公路危桥改造69 座,2016 年14 座、2017 年18 座、2018 年8 座、2019年21 座、2020 年8 座。任务过度集中带来多方面问题:
一是施工单位数量和技术力量不足。规模大、专业性强的施工单位不愿接中小桥梁项目,致实际施工方缺乏经验,甚至出现违规转包和分包现象。项目管理和技术人员不到位,施工及管理水平低下,给建设和监管带来巨大压力,易引发质量与安全事故。
二是监理力量薄弱。桥梁工程专业性强,需具备相应技术和经验的专业监理人员。因监理管理不到位,工
程质量难以保障,易出现劣质工程。
三是资金压力大、落实困难。尽管国家加大对农村公路养护及危桥改造的支持,经全面排查后改造需求庞大,部省补助仅覆盖约一半费用,其余需由县级财政承担。贫困山区经济薄弱,配套资金筹措困难,严重延缓危桥改造进度。
四)、各种施工因素的影响,质量难以满足设计要求
1、施工人员的影响
近年来,随着桥梁新标准、新规范的实 传统圬工拱桥逐渐淘 新型桥梁不断涌现。然而,山区闭塞、交流不足,导致桥梁管理及施工 参建单位普遍缺乏新型桥梁建设的实践经验和系统培训,对新技术 员素质和业务水平较低,难以满足当前施工管理要求,直接影 乏掌握新型桥梁施工技术的专业工人,其技能水平和责任心直接 混凝土工、张拉工及机修工等高技能人员,以确保工程质量和推进效率
2、施工材料的影响
施工材料质量是影响危桥改造工程质量的关键因素之 。优质材料是高质量工程的基础,劣质材料则直接影响整体质量。为降低成本,工程多就地取材,混凝土常由小型设备现场拌和,配比控制不严。各类材料中,砂石和混凝土质量较难控制,水泥和钢材相对易于管理。必须严把材料质量关,否则易埋下安全隐患,甚至引发安全事故,造成广泛社会危害和负面影响。
3、施工机械设备的影响
施工机械设备是危桥改造工程的重要组成部分。随着技术发展和标准提升,自动化、标准化设备对保障质量尤为关键。山区农村公路等级低、条件差,大型设备难以进入,部分偏远地区甚至无法运送商品混凝土。因此,危桥改造对机械设备的选用提出更高要求。合理选用设备并熟练掌握其操作,是山区危桥改造的关键之一。
4、山区施工环境影响
地质条件复杂多变是山区危桥改造的主要挑战,因地制宜是选择改造方案的基本前提。施工环境对工程质量影响显著。山区地形气候差异大,暴雨、冰冻等恶劣天气频发,加之交通易中断、大型设备进场困难,不仅延误工期,也导致工程质量难以达到设计要求。
六、山区农村公路危桥改造工作的建议
山区农村公路危桥不仅影响道路通行能力,还存在重大安全隐患,阻碍居民安全出行。必须改造过程中的各类问题采取有效对策,确保危桥改造工作顺利推进。
一)、组织技术力量收集整理和建立健全桥梁技术档案
山区农村公路桥梁技术资料管理薄弱,很难为危桥改造提供可靠依据,无法准确评估潜在安全隐患。建议由县级公路主管部门牵头,联合乡村两级责任主体,组织专业技术力量,全面摸排乡、村、组道桥梁现状,具体措施如下:
一是重点统计桥梁技术档案现状,核查荷载标准、修建年代、结构类型等基础数据,建立台账;二是对缺失档案的桥梁采取补救措施,补充完善竣工图纸等重要资料,重新归档整理;三是规范整理各类技术资料,将基础与养护维修资料按路线编号归档,定期与特殊检查资料存放于县级主管部门,实现规范有序、统一管理,为桥梁管养提供有效支持。
二)、提高贫困山区部省补助标准和加强筹集资金措施
资金是贫困山区农村公路危桥改造的关键难题 各级政府应重视交通设施对经济发展和民生的重要作用,明确实施主体与责任,保障资金到位, 推进危桥改造工作。建议调整部省补助方式,由“先建成后补助”恢复为 将原 60% 的补助比例提高至 90%。明确市、县两级财政配套资金比例,调动乡村两级责任主体的积极性,多渠道筹措项目资金。
三)提高改造方案决策的科学性和加强设计成果的审核
当前桥梁技术分类主要依赖外观状况,缺乏对承载能力与剩余寿命的评估。该方法适用于小跨径桥梁,而大跨径桥梁需借助专业检测,为改造提供科学依据,提升决策合理性。在确定改造方案时,应系统考察旧桥状况、施工环境和材料条件,兼顾经济、美观、实用与可行性,减少对周边建筑及环境的影响。初步阶段应进行多方案比选,择优确定最终方案。项目建设与管理方应加强勘察设计审核与全过程监督,确保数据真实、设计合规,并组织专家论证。同时,加强业主与设计单位沟通,明确需求与目标,保障方案科学可行。
四)、加强项目建设管理力度,杜绝违规转包分包现象
由于项目管理不严、监管与执法力度不足,违规转包分包在建设中较为普遍。此类行为若持续,将使分布广、数量多的山区农村公路危桥改造工程管理难度加大,工程质量难控制。为杜绝违规转包分包,应严控以下环节:是抓好招投标管理,严厉打击围标串标行为;二是对违规企业坚决予以差评并清出市场;三是严格执行合同,确保人员履约,压缩违规操作空间。
七、对桥梁技术状况及改造的再认识
桥梁技术状况是动态变化的。竣工后,在时间、荷载、混凝土碳化、环境侵蚀及钢筋锈蚀等因素影响下,其技术状态持续演变,承载力逐渐下降,构件出现病害,发展为危桥。现农村公路桥梁建设数量越多,未来需改造的危桥数量也越多。危桥始终存在且可能随时出现,改造非一劳永逸,是一项循环任务。公路交通管理部门,尤其是农村公路管养单位,应树立这一意识,加强日常养护管理,科学安排改造,实现最大经济与社会效益。
八、结束语
农村公路直接服务于当地居民的生产生活,推动农村经济与社会发展。危桥改造是利民惠民政策的具体体现,是一项重要的民生工程,尤其在山区,既保障了居民生命财产安全,也便利了日常出行。同时,它对开发偏远山区资源、推动新农村与美丽乡村建设,具有现实而深远的意义。
参考文献:
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