貴州省農(nóng)村公路橋梁特點(diǎn)及管理養(yǎng)護(hù)對策

祝永勝

（貴州省公路局，貴州貴陽 550000）

0 引言

當(dāng)前，貴州省部分農(nóng)村公路橋梁存在病害，急需養(yǎng)護(hù)改造處理；這些橋梁結(jié)構(gòu)狀況復(fù)雜，技術(shù)含量低，非技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修建的橋梁眾多，養(yǎng)護(hù)資金嚴(yán)重不足，養(yǎng)護(hù)人員的素質(zhì)參差不齊，又大多處于偏遠(yuǎn)山區(qū)養(yǎng)護(hù)距離成本較高。

同時，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展，基于交通量劇增、物流運(yùn)轉(zhuǎn)繁忙，公路正常運(yùn)營不能中斷等條件限制，致使常規(guī)的養(yǎng)護(hù)、改造、維修方法根本無法實(shí)施，給養(yǎng)護(hù)計劃造成了很大不確定性；故尋求一種新的農(nóng)村公路橋梁管理養(yǎng)護(hù)對策顯得十分迫切且必要。鑒于上述問題，以貴州省9000 多座農(nóng)村公路橋梁為研究對象，根據(jù)實(shí)際生活當(dāng)中比較常見的病害提出與時俱進(jìn)的管理以及養(yǎng)護(hù)策略。與此同時，研究結(jié)果在鄉(xiāng)村的公路橋梁監(jiān)管、后期維護(hù)以及未來建設(shè)方面將具有極大的推廣應(yīng)用價值，勢必大大促進(jìn)我國農(nóng)村公路橋梁管理養(yǎng)護(hù)技術(shù)水平升級。

1 貴州省農(nóng)村公路現(xiàn)狀

貴州地貌屬于中國西南部高原，以山地和丘陵為主，重巒疊嶂，綿延縱橫。其地理特點(diǎn)造就了貴州省擁有諸多的農(nóng)村公路橋梁，且因地制宜的石拱橋在橋梁中占據(jù)著相當(dāng)大的比例。根據(jù)最新資料，全省農(nóng)村公路橋梁共有9680 座[1]。

鄉(xiāng)村公路橋梁建成的久遠(yuǎn)，可以整理出超過45.54% 的農(nóng)村公路橋梁建于2000年以前，貴州省農(nóng)村公路橋梁按建成年代統(tǒng)計如圖1所示。貴州省農(nóng)村公路橋梁中2000年以前的老橋在現(xiàn)有橋梁中占據(jù)相當(dāng)大的比重，在老橋長期服役的過程中，難免存在設(shè)計結(jié)構(gòu)能承受的極限荷載指數(shù)大部分都呈現(xiàn)偏低狀態(tài)，橋梁的建設(shè)時間比較久、相關(guān)補(bǔ)助資金偏低、對老舊橋梁的后期維護(hù)工作不到位，經(jīng)常會出現(xiàn)超載、帶著病害繼續(xù)投入使用，造成橋梁建設(shè)使用、安全運(yùn)行、養(yǎng)護(hù)管理等問題，因此，老橋是貴州省農(nóng)村公路橋梁管理與養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)研究對象[2]。

貴州省農(nóng)村公路橋梁大小占比，如圖2所示。按跨徑分為大橋327 座，占比3.38%；中橋1967 座，占比20.32%；小橋數(shù)量最多，有7386 座，占比20.32%。可以看出，貴州省農(nóng)村公路橋梁還是以中小橋?yàn)橹鳎虼耍瑢χ行蛄旱墓芾眇B(yǎng)護(hù)和發(fā)展是未來研究重點(diǎn)。

貴州省農(nóng)村公路具體橋型可分為板拱5039 座，箱形拱43 座，桁架拱8 座，雙曲拱71 座，肋拱70 座，其他拱639 座，空心板梁1850 座，整體現(xiàn)澆板1365 座，T 梁312 座，實(shí)心板梁132 座，箱形梁136 座，肋板梁10 座，懸索橋5 座，貴州省農(nóng)村公路橋型占比，如表1所示。板拱和梁橋在貴州省農(nóng)村公路橋型中占主體地位[3]。

表1 貴州省農(nóng)村公路橋型占比

按荷載等級分為公路-I 級244 座，公路-Ⅱ級4823 座，低于汽車-10 級189 座，汽車-10 級499 座，汽車-13 級140 座，汽車-15 級2318 座，汽車-20 級1552座，汽車-超20 級109 座，貴州省農(nóng)村公路橋梁設(shè)計荷載統(tǒng)計，如圖3所示。

綜上分析，按照跨徑分類，小跨徑橋梁占有較大比重，占統(tǒng)計橋梁總數(shù)的76.3%；按照技術(shù)等級分類，有9.16%的橋梁處于4-5 類，該類橋梁狀態(tài)描述為關(guān)鍵橋梁構(gòu)件存在非常嚴(yán)重的缺失或損壞，對于鄉(xiāng)村公路橋梁的承載以及使用性能具有一定影響，對鄉(xiāng)村橋梁的投入使用以及相關(guān)構(gòu)件存在較大不確定性，造成橋梁不能如期使用，上述問題的存在不僅造成鄉(xiāng)村橋梁出現(xiàn)致命性打擊，橋梁處于危險狀態(tài)，還危及周圍鄉(xiāng)村人民的財產(chǎn)及生命安全；貴州省農(nóng)村公路超過45.54% 的橋梁建于2000年前，分布在農(nóng)村各類道路中較多橋梁所處的公路質(zhì)量指數(shù)普遍都很低，如四級或等級外公路，橋梁設(shè)計荷載指數(shù)普遍較低，如汽車-15 級，甚至低于汽車-10 級。依照橋梁的不同類型區(qū)分，超過60%的橋梁為拱橋，表明貴州省公路橋梁以拱橋?yàn)橹黧w[4]。

2 典型病害

結(jié)合拱式橋與梁式橋的典型病害，對貴州省中小跨徑橋梁的病害進(jìn)行歸納總結(jié)，其典型病害及成因如下。

2.1 上部結(jié)構(gòu)

2.1.1 主拱、腹拱圈泛堿和滲水

病因：由于梁端封閉不嚴(yán)或混凝土破損，雨水下滲后從板底裂縫滲出，導(dǎo)致析白。

2.1.2 主拱、腹拱圈開裂和變形

病因：一是主拱圈整體強(qiáng)度達(dá)不到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。由于主拱圈的各個部位強(qiáng)度不能達(dá)標(biāo)，影響到了主拱圈在彎、拉、壓、剪的實(shí)際情況，存在各個方向出現(xiàn)裂開的痕跡。

二是石塊強(qiáng)度不合格。上部結(jié)構(gòu)當(dāng)中的主拱圈由于石塊強(qiáng)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的影響，其中少部分石塊強(qiáng)度普遍較低，使其出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。上述主拱圈雖然在各個方面的強(qiáng)度能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但是有一小部分石塊出現(xiàn)強(qiáng)度不足等情況，由于不確定因素，在不同類型的因素下造成大面積開裂，上述開裂的方向在大部分實(shí)際情況當(dāng)中為縱向，出現(xiàn)的開裂裂縫大多在單獨(dú)的石塊。

三是由于石塊本身出現(xiàn)問題發(fā)生開裂現(xiàn)象[5]。農(nóng)村橋梁的主拱圈在通常情況下采用的塊石多為石灰?guī)r，在石灰?guī)r使用很長時間之后，由于生態(tài)環(huán)境以及自然條件的影響之下，使得石灰?guī)r沿著紋路的方向造成大面積裂縫。

四是基礎(chǔ)、墩臺等發(fā)生移動造成其出現(xiàn)裂縫。相關(guān)危害：在其出現(xiàn)裂縫之后，使得主拱圈的強(qiáng)度直線下滑，實(shí)際情況非常嚴(yán)重時（如橫向發(fā)生全部開裂）造成其所受到的壓力發(fā)生變化，鄉(xiāng)村橋梁的受力面積發(fā)生不良影響；五是由于施工不規(guī)范，標(biāo)高控制不嚴(yán)，板間錯臺填料不飽滿，或因填縫由微裂縫因荷載作用擴(kuò)展變寬導(dǎo)致。典型病害詳見圖4。

2.1.3 梁板滲水、開裂和鋼筋外露

病因：其一，建設(shè)年代久遠(yuǎn)，設(shè)計不規(guī)范，承重能力低；其二，車輛超載；其三，施工不規(guī)范。梁板滲水、開裂和鋼筋外露，詳見圖5。

2.1.4 支座老化、開裂

病因：其一，支座安裝不規(guī)范；其二，簡易墊層支座的油氈老化破裂、滑動面夾雜異物、橡膠支座橡膠老化開裂、剪切變形、支座被掩蓋等，使得支座失去自身的相關(guān)性能。

2.1.5 橋面板斷裂和鋼筋外露

病因：其一，運(yùn)營過程中，車輛反復(fù)作用產(chǎn)生的局部沖擊力和剪切力致使路面產(chǎn)生裂縫；其二，由于施工不規(guī)范或養(yǎng)護(hù)不到位產(chǎn)生的混凝土表觀缺陷，混凝土保護(hù)層較薄，導(dǎo)致箍筋銹脹，使表面混凝土脫落，產(chǎn)生露筋，從而鋼筋外露受到腐蝕[6]。

2.2 下部結(jié)構(gòu)

2.2.1 橋墩滲水和堿蝕

飼料采用的是海大集團(tuán)凡納濱對蝦專用飼料作為基礎(chǔ)飼料，分別添加0.3 g/kg的杜仲提取物對照組，(0.3+0.08)、(0.3+0.12)、(0.3+0.16)g/kg杜仲提取物和膽汁酸共3個添加梯度的試驗(yàn)組。配制飼料前先將杜仲提取物和膽汁酸充分溶解，采用梯度稀釋的方法制作各個試驗(yàn)組飼料，將制好的飼料自然風(fēng)干，分別儲存在-20℃的冰箱中備用，飼喂前將飼料解凍至室溫。

病因：橋臺與路堤搭接處橋面排水不良，或因伸縮縫破損橋面雨水滲下引起。

2.2.2 橋墩、橋臺開裂

病因：一是，溫度變化產(chǎn)生裂縫；二是，混凝土的收縮產(chǎn)生裂縫；三是，施工工藝質(zhì)量低劣產(chǎn)生裂縫；四是，混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)產(chǎn)生裂縫；五是，地基變形、鋼筋銹漲、外力荷載等因素造成[7]。

2.2.3 橋墩垮塌

病因：水流沖擊作用及腐蝕等。

2.2.4 橋臺滲水和堿蝕

病因：橋臺與路堤搭接處橋面排水不良，或因伸縮縫破損橋面雨水滲透引起[8]。

2.2.5 墩臺基礎(chǔ)沖空、沉陷、開裂和局部空洞

病因：水流沖擊作用及腐蝕等。墩臺基礎(chǔ)沖空，詳見圖6。

2.3 橋面系

病因：一是運(yùn)營過程中，車輛反復(fù)作用產(chǎn)生的局部沖擊力和剪切力致使路面產(chǎn)生裂縫；二是經(jīng)過長期的車輪荷載碾壓和沖擊，引起橋面鋪裝開裂，逐漸發(fā)展成坑槽；三是由于施工不規(guī)范或養(yǎng)護(hù)不到位產(chǎn)生的混凝土表觀缺陷[9]。

2.3.2 伸縮縫堵塞破損

病因：施工不規(guī)范及養(yǎng)護(hù)不到位所致。

2.3.3 欄桿和護(hù)欄破損

病因：保護(hù)層厚度不足，護(hù)欄內(nèi)部鋼筋氧化銹蝕后，體積膨脹導(dǎo)致表面混凝土開裂，直至嚴(yán)重剝落。

2.3.4 排水系統(tǒng)堵塞

病因：施工不規(guī)范以及后期維護(hù)不及時所造成。

3 典型病害

上述病害在調(diào)研橋梁中較為普遍，同時這些病害在其他農(nóng)村公路橋梁上也很常見，根據(jù)貴州省農(nóng)村公路的目前發(fā)展?fàn)顩r和相關(guān)病害，對相關(guān)工作人員就后期養(yǎng)護(hù)方面給出幾點(diǎn)建議：

一是對于橋梁的養(yǎng)護(hù)，要限制超載和超限荷載作用在橋面上。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，汽車軸載對橋臺、墩柱等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。當(dāng)汽車的軸載為0～10t/m 時，墩頂處受力最大；大于10t/m 后，橋墩頂會發(fā)生較大變形并開裂或下沉，甚至倒塌，因此應(yīng)嚴(yán)格控制車輛的軸載值。另外，還要考慮行車速度與車速之間存在一定關(guān)系。如果采用大噸位貨車，其自重將增大至200kg 左右。所以，合理地選擇路面等級是保證公路安全暢通的重要條件之一[10]。

二是對橋梁主體結(jié)構(gòu)加以重視，將上部橋梁構(gòu)造當(dāng)中的缺陷和不足加以彌補(bǔ)。在保證其品質(zhì)前提下盡可能延長使用壽命。橋梁結(jié)構(gòu)下部需要相關(guān)工作人員進(jìn)行定期清潔工作。當(dāng)墩臺表面出現(xiàn)灰塵或其它雜物時可以用刷子處理即可；另外還需要經(jīng)常檢查橋面鋪裝層以及鋼筋網(wǎng)是否有脫落或者斷裂情況發(fā)生等問題。如發(fā)現(xiàn)此類現(xiàn)象一定要及時通知相應(yīng)人員給予處理[11]。

三是重視相關(guān)附屬設(shè)施，對橋面的積水以及垃圾等定時進(jìn)行清除，對于橋梁的防水層以及鋪裝設(shè)施進(jìn)行嚴(yán)格檢查，全方位掌握橋面狀況，如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)當(dāng)在第一時間進(jìn)行修補(bǔ)處理工作。要對伸縮縫當(dāng)中所隱藏的垃圾以及灰塵進(jìn)行全方位清理，使其發(fā)揮出自身價值。

4 結(jié)論

對貴州省農(nóng)村公路橋梁進(jìn)行了研究，主要結(jié)論如下：

第一，貴州省農(nóng)村公路橋梁按照跨徑分類，小跨徑橋梁占有較大比重，占統(tǒng)計橋梁總數(shù)的76.3%，有45.54%的橋梁建于2000年前分布于農(nóng)村各類道路中較多橋梁所處的公路質(zhì)量指數(shù)普遍都很低。

第二，貴州省農(nóng)村公路橋梁典型病害有上部結(jié)構(gòu)主拱、腹拱圈和梁板的泛堿、滲水和開裂；下部結(jié)構(gòu)橋墩橋臺的滲水、堿蝕和開裂；橋面系橋面鋪裝坑槽和裂縫等。

第三，針對貴州省農(nóng)村公路橋梁典型病害提出了相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)對策：限制超載超限車輛、設(shè)置限載限速標(biāo)志；重點(diǎn)關(guān)注橋梁主體結(jié)構(gòu)，及時處治上部結(jié)構(gòu)表面破損以及裂縫等病害；關(guān)注引起主體結(jié)構(gòu)損壞的附屬設(shè)施，及時排除積水、清理泄水孔雜物。