山區(qū)農(nóng)村公路橋梁破毀的原因分析

商城縣公路管理局 吳澤勇

山區(qū)農(nóng)村公路橋梁破毀的原因分析

商城縣公路管理局 吳澤勇

隨著新農(nóng)村公路路網(wǎng)的不斷完善，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)村公路橋梁建造的歷史年代久，設(shè)計荷載等級低，橋面狹窄，存在著安全隱患，嚴重影響著人民群眾的出行安全，急待改造。認真分析橋梁損毀的成因，及時提出切實可靠的對策，成為擺在我們面前的一道課題，筆者通過近幾年來對農(nóng)村公路橋梁現(xiàn)狀的了解，提出一些看法。

一、橋梁損毀的成因

不少山區(qū)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(gòu)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(chǔ)，使墩臺下沉倒塌。而農(nóng)村公路橋?qū)捿^窄、墩臺高，不少又為輕型橋臺，自重輕，基礎(chǔ)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(dǎo)致橋毀。

山區(qū)公路橋梁大多設(shè)計標準低，防毀能力低，山區(qū)橋梁基本沒有設(shè)置水流調(diào)治等防護構(gòu)造物，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，或由于沒有設(shè)置必要的水流調(diào)治構(gòu)造物，如導(dǎo)流墻、丁壩等，導(dǎo)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。在路網(wǎng)改造中為利用舊橋，在設(shè)計路線拉坡時，往往沒有考慮如何減輕上部構(gòu)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。這些問題應(yīng)當引起設(shè)計人員的高度重視，盡可能減輕橋梁上部構(gòu)造物的自重，達到提高舊橋的承載能力。

部分山區(qū)公路橋梁改造盲目縮短橋長，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(chǔ)，使墩臺下沉倒塌，或?qū)е滤鞒舐窙_毀橋頭引道，使橋臺失去支撐而倒塌?；驗榉奖阒行蚴┕ぁ⒔档驮靸r，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(cè)向的嚴重撞擊，使橋墩產(chǎn)生彎拉、傾覆破壞，導(dǎo)致橋毀。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(chǔ)，使墩臺下沉倒塌。因此設(shè)計時科學(xué)、合理地選擇橋長、橋孔顯得尤其重要。

超重車的行駛，導(dǎo)致拱橋出現(xiàn)裂縫，降低承載能力。對于這類拱橋，設(shè)計人員應(yīng)充分考慮拱橋的承載能力，進行合理的加固，萬不可盲目拆橋，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(dān)的彎矩也隨之減少。

二、處理措施

針對以上原因，在農(nóng)村公路中橋梁設(shè)計和施工中，首先應(yīng)做好橋址選定工作，優(yōu)化橋梁設(shè)計，綜合考慮各方面的影響。重建橋梁應(yīng)重視橋位的選址，保持原有水流的流態(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，應(yīng)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(chǔ)埋置深度。在橋墩的迎水面，尤其是橋墩的下部設(shè)置必要的加強鋼筋網(wǎng)。為防止大石塊的撞擊破壞，橋梁上游也不宜采用錐坡，宜修建護面墻并與導(dǎo)流墻連接。

高度重視對此類橋梁進口段的調(diào)治構(gòu)造物的設(shè)置，保證橋梁進出口泄洪的順暢，保證必要的輸砂坡度及水流半徑。一般宜比自然河溝縱坡略大一些，對黏性泥石流一般不應(yīng)小于15%，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。

加強舊橋加固，充分發(fā)揮舊橋使用價值。對于拱橋，拆除裸拱上的拱上建筑，并在上面增設(shè)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(yīng)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(yīng)加強水流調(diào)治構(gòu)造物的設(shè)置，提高防毀能力，注意對橋頭引道路堤的設(shè)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。

利用經(jīng)驗公式估測橋梁設(shè)計荷載，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(chǔ)，墩臺基礎(chǔ)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(shè)計人員應(yīng)認真調(diào)查墩臺基礎(chǔ)的沖刷情況，基礎(chǔ)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(shè)計、建設(shè)方面的相關(guān)資料，設(shè)計時不知道舊橋的荷載設(shè)計等級時，可以運用設(shè)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(shè)計荷載，并通過丈量拱橋構(gòu)件尺寸，來初步判定該橋的荷載設(shè)計等級，為設(shè)計提供參考。