新農(nóng)村建設(shè)橋梁工程方案研究

汪 浩

(上海浦東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海市 201204)

1 概述

黨的十六屆五中全會(huì)提出了建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村的重大歷史任務(wù)。同時(shí)《中共中央關(guān)于構(gòu)建社會(huì)主義和諧社會(huì)若干重大問(wèn)題的決定》也提出，扎實(shí)推進(jìn)社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)，促進(jìn)城鄉(xiāng)協(xié)調(diào)發(fā)展。上海市委市政府對(duì)新農(nóng)村建設(shè)高度重視，明確提出在上海市郊區(qū)建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村。近年來(lái)，隨著農(nóng)村城市化進(jìn)程的不斷加快以及在“汽車下鄉(xiāng)”等政策刺激推動(dòng)作用下，農(nóng)村私家車保有量迅速提高，農(nóng)村公路通車?yán)锍檀蠓鲩L(zhǎng)，現(xiàn)有農(nóng)村道路路網(wǎng)布局無(wú)法適應(yīng)新農(nóng)村的需要。作為道路配套工程的橋梁工程，其現(xiàn)狀同樣無(wú)法適應(yīng)新農(nóng)村建設(shè)的需要，特別是在重載車輛的頻繁作用下，許多橋梁超負(fù)荷工作現(xiàn)象比較嚴(yán)重，技術(shù)性能狀況急劇下降，老化加快，這些已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，加快新農(nóng)村橋梁建設(shè)迫在眉睫。

2 現(xiàn)狀分析[3-4]

浦東新區(qū)水系眾多，密布著大量農(nóng)村橋梁，如圖1所示。對(duì)區(qū)域內(nèi)各鎮(zhèn)的農(nóng)橋進(jìn)行大量實(shí)地調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，其中絕大多數(shù)橋梁的使用狀況很不樂(lè)觀，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

圖1 橋梁現(xiàn)狀

2.1 使用年限長(zhǎng)，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低

通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)及相關(guān)資料調(diào)查發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)農(nóng)橋的建設(shè)時(shí)間為20世紀(jì)70、80年代，甚至更早。這些橋梁運(yùn)營(yíng)多年，已經(jīng)超期服役，而且技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)較低。有些橋梁甚至連當(dāng)時(shí)的技術(shù)規(guī)范都無(wú)法滿足，僅憑經(jīng)驗(yàn)建造而成，導(dǎo)致了橋梁使用狀況較差，安全性較低。這些橋梁的上部結(jié)構(gòu)是簡(jiǎn)易的板梁，梁高較矮；下部結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)易的墩臺(tái)，基礎(chǔ)僅是長(zhǎng)不足10 m的方樁，附屬結(jié)構(gòu)缺失。再加上建設(shè)年代久遠(yuǎn)，當(dāng)時(shí)的材料性能無(wú)法與現(xiàn)在的相提并論，且施工條件較為惡劣等等，各種因素疊加在一起，這些橋梁的安全性可想而知。

2.2 病害嚴(yán)重

農(nóng)村橋梁絕大多數(shù)為混凝土橋梁，這些橋梁經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年運(yùn)營(yíng)，在各種荷載及自然條件的作用下產(chǎn)生各種形式的裂縫，裂縫的產(chǎn)生進(jìn)一步導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的銹蝕，直接影響到橋梁的耐久性；支座長(zhǎng)時(shí)間使用后，破壞脫空，上部結(jié)構(gòu)梁板內(nèi)力重分布，造成鉸接板板縫的失效，從而影響板梁橫向分布系數(shù)，造成板梁?jiǎn)瘟菏芰Γ粯蛄夯A(chǔ)經(jīng)水流沖刷后裸露在外，混凝土剝落、露筋；由于早期對(duì)橋梁排水不夠重視，多數(shù)橋梁沒(méi)有考慮排水系統(tǒng)的設(shè)置，造成了嚴(yán)重的滲漏水現(xiàn)象。上述病害都是導(dǎo)致橋梁老化，從而危及橋梁安全的直接原因。

2.3 管理養(yǎng)護(hù)不當(dāng)

由于建設(shè)年代久遠(yuǎn)，這些農(nóng)橋普遍缺乏管理及養(yǎng)護(hù)，具體體現(xiàn)在：技術(shù)力量薄弱，缺乏具有專業(yè)素質(zhì)的養(yǎng)護(hù)人員，檢測(cè)手段及設(shè)備落后；養(yǎng)護(hù)資金嚴(yán)重不足，很多區(qū)域由于地方財(cái)政壓力較大，缺乏專項(xiàng)資金，造成了危橋出現(xiàn)以后無(wú)錢可修的尷尬局面；技術(shù)資料及檔案普遍缺失，很多橋梁的具體結(jié)構(gòu)及荷載等級(jí)等技術(shù)指標(biāo)無(wú)從查證，對(duì)日后的維修及加固帶來(lái)很大不便。此外，絕大多數(shù)橋梁沒(méi)有設(shè)置限載牌，很多超載車輛任意通行，使得本來(lái)就超期服役的橋梁使用狀況雪上加霜。

3 荷載標(biāo)準(zhǔn)[1-2]

新農(nóng)村橋梁工程建設(shè)首先需要對(duì)農(nóng)村橋梁的設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)予以明確。上海市2010年頒布了《農(nóng)村公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(DG/TJ08-2067-2009)(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》)。該規(guī)范首先對(duì)農(nóng)村公路等級(jí)提出了明確要求，即新建鄉(xiāng)道不應(yīng)低于三級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，新建村道不應(yīng)低于四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)應(yīng)的橋梁汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)即鄉(xiāng)道橋梁采用公路-Ⅱ級(jí)荷載，村道橋梁采用公路-Ⅱ級(jí)車道荷載效應(yīng)的0.8倍，車輛荷載效應(yīng)的0.7倍，當(dāng)橋梁設(shè)置人行道時(shí)，人群荷載的取用亦須滿足《規(guī)范》要求。因此，位于等級(jí)道路上的農(nóng)村橋梁首先應(yīng)當(dāng)確定道路等級(jí)，進(jìn)一步確定相應(yīng)的橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此外，在廣大的農(nóng)村地區(qū)，還遍布著許多等外公路，這些公路上的橋梁為宅間橋或田間道路橋，僅是滿足河道兩側(cè)居民日常生活所用，通行的車輛荷載普通較小。這部分橋梁設(shè)計(jì)荷載的取用可以參考《公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范答疑匯編》中相應(yīng)的解答，此處不再贅述。

4 橋梁方案

為避免大拆大建，新農(nóng)村道路橋梁建設(shè)大都是對(duì)既有構(gòu)造物的改造，而大多數(shù)橋位處都有老橋存在，因此，合理的新農(nóng)村橋梁方案應(yīng)當(dāng)結(jié)合對(duì)現(xiàn)狀老橋的處理方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

常見(jiàn)的老橋處理方式主要包括：根據(jù)道路拓寬要求拼建橋梁，在原橋位處拆除新建橋梁，對(duì)老橋進(jìn)行檢測(cè)與加固。其中，對(duì)老橋的檢測(cè)與加固需要在對(duì)橋梁技術(shù)資料進(jìn)行調(diào)研的基礎(chǔ)上，委托專業(yè)單位實(shí)施。新農(nóng)村橋梁建設(shè)年代久遠(yuǎn)，大都缺少老橋的原始資料，再加上橋梁規(guī)模普遍較小。根據(jù)筆者幾年來(lái)新農(nóng)村建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，橋梁檢測(cè)與加固費(fèi)用與新建一座橋梁相差無(wú)幾。因此，對(duì)老橋進(jìn)行檢測(cè)與加固的橋梁方案不甚合理。下面結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)拼建橋梁及拆除新建橋梁進(jìn)行具體分析，以求提出合理的橋梁方案。

4.1 拼建橋梁方案設(shè)計(jì)

在此次新農(nóng)村橋梁建設(shè)中，一小部分橋梁是近年來(lái)修建，這些橋梁荷載標(biāo)準(zhǔn)滿足《規(guī)范》要求，跨徑布置及梁底標(biāo)高滿足河道要求，只是寬度不能滿足道路的拓寬要求。對(duì)于這部分橋梁，對(duì)其技術(shù)資料進(jìn)行調(diào)研后，可采取橋面鋪裝層設(shè)置縱縫或板梁間設(shè)置鉸縫連接的拼寬方式進(jìn)行改造。

以惠南鎮(zhèn)海沈村幸新路橋?yàn)槔?見(jiàn)圖2)。現(xiàn)狀老橋?yàn)?009年危橋改造工程中新建的橋梁，位于鄉(xiāng)道幸新路上，設(shè)計(jì)荷載公路－Ⅱ級(jí)，橋梁跨越非規(guī)劃河道，跨徑組合為6 m+6 m+6 m，滿足河道要求。橋梁寬4 m，與現(xiàn)狀道路等寬。由于現(xiàn)狀道路無(wú)法滿足《規(guī)范》中關(guān)于鄉(xiāng)道寬度的要求，因此，新農(nóng)村道路工程改造擬對(duì)幸新路拓寬3.5 m，相應(yīng)的，幸新路橋需加寬3.5 m。拼建橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)、跨徑組合、梁底標(biāo)高、上下部結(jié)構(gòu)形式等均維持與老橋相同即可。新建橋梁寬3.5 m，采取橋面鋪裝層設(shè)置縱縫的方法進(jìn)行拼接。類似情況的橋梁可采用相同的拼建橋梁方案。

圖2 現(xiàn)狀幸新路橋

4.2 拆除新建橋梁方案設(shè)計(jì)

除上文提到的小部分采用拼建方案的橋梁外，絕大部分橋梁建設(shè)時(shí)間較早，部分成為危橋，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)這部分橋梁應(yīng)進(jìn)行拆除新建。

在調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，部分橋梁跨越非規(guī)劃河道，規(guī)模普遍較小，拆除新建的橋梁在滿足水文條件的基礎(chǔ)上，跨徑布置及梁底標(biāo)高維持與老橋相同即可，橋?qū)挐M足道路要求，設(shè)計(jì)荷載按照《規(guī)范》取用。這種情況的橋梁方案較為簡(jiǎn)單，此處不再列舉工程實(shí)例。其余跨越規(guī)劃河道橋梁的跨徑布置及梁底標(biāo)高原則上應(yīng)當(dāng)滿足河道的規(guī)劃要求，寬度滿足道路要求，但在具體實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合建設(shè)規(guī)模、工程投資、區(qū)域近遠(yuǎn)期規(guī)劃等進(jìn)行綜合考慮。以下結(jié)合工程實(shí)例具體分析。

(1)惠南鎮(zhèn)橋北村泐馬河橋

該橋位于鄉(xiāng)道橋北路上，現(xiàn)狀道路寬3 m，不能滿足《規(guī)范》要求，擬將道路按鄉(xiāng)道要求拓寬至7.5 m。現(xiàn)狀橋梁為一桁架拱橋，建于1975年(見(jiàn)圖3)，跨徑28 m，橋?qū)捙c現(xiàn)狀道路相同。由于橋梁寬度不能滿足道路拓寬要求，且橋梁建設(shè)年代久遠(yuǎn)，原設(shè)計(jì)荷載較低，現(xiàn)已成危橋。為保證人民群眾的出行安全，該橋按鄉(xiāng)道橋梁標(biāo)準(zhǔn)拆除新建，橋?qū)?.5 m，設(shè)計(jì)荷載為公路－Ⅱ級(jí)。橋梁跨越規(guī)劃河道泐馬河，泐馬河規(guī)劃河口寬85 m，現(xiàn)狀為七級(jí)航道，遠(yuǎn)期規(guī)劃為Ⅲ級(jí)航道，要求新建橋梁一跨過(guò)河，梁底標(biāo)高不得小于10 m。根據(jù)泐馬河的規(guī)劃要求結(jié)合現(xiàn)狀情況，對(duì)該橋的總體布置提出3個(gè)方案。

圖3 現(xiàn)狀泐馬河橋

方案一：滿足泐馬河航道的遠(yuǎn)期要求，85 m一跨過(guò)河，梁底標(biāo)高不小于10m，橋?qū)挐M足道路要求。

方案二：滿足泐馬河航道的近期要求，梁底標(biāo)高不小于7.5 m，通航孔凈寬不小于22 m，相應(yīng)橋梁中孔需不小于25 m，滿足規(guī)劃河口寬的橋梁跨徑組合為16m+16m+25m+16m+16m＝89m，橋?qū)挐M足道路要求。

方案三：滿足現(xiàn)狀要求，泐馬河現(xiàn)狀河道寬度約28m，新建橋梁跨徑組合采用10m+12 m+10m，梁底標(biāo)高不小于6 m，橋?qū)挐M足道路要求。

對(duì)于方案一，適合該跨徑的橋型為大跨徑連續(xù)梁、鋼管混凝土系桿拱、矮塔斜拉橋等，此方案橋梁規(guī)模及工程投資顯然超出新農(nóng)村改造的范圍，容易使新農(nóng)村建設(shè)走入“大拆大建”的誤區(qū)。對(duì)于方案二，可采用簡(jiǎn)支小箱梁方案。雖然橋梁規(guī)模較方案一小，但其不能滿足河道的遠(yuǎn)期規(guī)劃要求，將來(lái)河道按遠(yuǎn)期規(guī)劃實(shí)施時(shí)會(huì)帶來(lái)較大的工程廢棄量。綜合比較后可以看出方案三是合理的，即橋梁的總體布置滿足現(xiàn)狀河道的要求即可。待泐馬河按照遠(yuǎn)期Ⅲ級(jí)航道的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)時(shí)，該橋再結(jié)合區(qū)域規(guī)劃進(jìn)行拆除重建。這一方案結(jié)合了新農(nóng)村建設(shè)工程規(guī)模的實(shí)際情況，在滿足當(dāng)前居民出行要求的同時(shí)大大減少了工程廢棄量。

(2)祝橋鎮(zhèn)立新村周家宅橋

該橋位于村道上，現(xiàn)狀為三跨簡(jiǎn)支梁橋，跨徑布置6 m+6 m+6 m，橋?qū)? m(見(jiàn)圖4)。雖然現(xiàn)狀寬度能夠滿足村道要求，但由于橋梁建設(shè)年代久遠(yuǎn)，需拆除新建，設(shè)計(jì)荷載按《規(guī)范》取用。橋梁跨越規(guī)劃河道中心河，河道等級(jí)為Ⅲ級(jí)，規(guī)劃河口寬26 m，梁底標(biāo)高不得小于4.8 m。同樣，我們對(duì)于橋梁拆除新建提出了兩個(gè)方案。

圖4 現(xiàn)狀周家宅橋

方案一：滿足中心河的規(guī)劃要求，跨徑布置10m+10 m+10 m，梁底標(biāo)高不小于4.8 m，橋?qū)? m。

方案二：滿足中心河的現(xiàn)狀要求，跨徑布置及梁底標(biāo)高維持現(xiàn)狀，橋?qū)? m。

可以看出，上述兩個(gè)方案工程規(guī)模均沒(méi)有超出新農(nóng)村橋梁建設(shè)的范圍，但為了減小工程廢棄量，具體的方案需結(jié)合橋位處區(qū)域規(guī)劃確定。經(jīng)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，該橋梁位于遠(yuǎn)期規(guī)劃的居民定居點(diǎn)，即規(guī)劃中心村范圍內(nèi)。該區(qū)域不僅有河道的規(guī)劃，還有配合中心村建設(shè)的道路、公建、綠化等一系列的規(guī)劃。如果采用上述方案二，當(dāng)遠(yuǎn)期該區(qū)域按照規(guī)劃進(jìn)行改造時(shí)，該橋梁不能滿足規(guī)劃河道要求，勢(shì)必需要拆除重建，造成了工程量的廢棄，因此，方案一是可行的。

從上面兩個(gè)例子可以看出，當(dāng)拆除新建橋梁跨越規(guī)劃河道時(shí)，橋梁的總體方案設(shè)計(jì)應(yīng)在綜合考慮橋梁規(guī)模、工程投資、工程廢棄量及區(qū)域規(guī)劃等因素后確定。

5 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)，由于農(nóng)村地域廣大，情況較為復(fù)雜，具體的橋梁方案需要結(jié)合各地區(qū)的實(shí)際情況并與各地區(qū)政府相關(guān)職能部門溝通后加以確定。本文以浦東新區(qū)為例，對(duì)幾年來(lái)新農(nóng)村橋梁工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)作出了總結(jié)，希望對(duì)今后新農(nóng)村建設(shè)橋梁工程方案的確定有一定參考意義。

[1]DG/TJ 08-2067-2009，農(nóng)村公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

[2]中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范研究室.公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范答疑匯編[M].北京:人民交通出版社,2009.

[3]王勇軍,高輝.農(nóng)村公路橋梁現(xiàn)狀分析及管養(yǎng)措施[J].山東交通科技,2010(5):70-72.

[4]包智鵬.農(nóng)村公路橋梁養(yǎng)護(hù)管理的思考[J].山西建筑,2011,33(3):144-145.