農村小型橋梁設計中的問題與對策研究

裴明武

(蘭州路通工程咨詢有限責任公司，甘肅 蘭州 730070)

橋梁是我國社會經濟發展的基礎設施，不僅可促進區域交通運輸發展，同時是與人們日常生活息息相關的民生工程。隨著我國城鎮化發展進程的不斷加快，為了推動農村地區經濟發展，并為農村地區人民群眾出行創造便利，各式各樣的農村公路得以被建設并投入使用，其中即包括大量的小型橋梁[1]。但近年來受一系列因素影響，使得存在安全隱患的農村小型橋梁不斷增多，這些橋梁的垮塌、損毀會對人們的人身財產安全構成極大威脅。而受限于農村小型橋梁設計荷載等級偏低、通行車輛較少，使得橋梁出現的問題通常難以得到有效關注。在鄉村振興戰略實施不斷推進背景下，越來越多農村地區形成了自身較為穩定的經濟輸出能力，伴隨農村地區運輸荷載等級的提升，對橋梁的荷載等級也提出了更為嚴格的要求。由此也讓農村小型橋梁暴露出諸多問題，各式各樣的運營病害，甚至出現橋梁垮塌事故，不僅造成人員傷亡及不良的社會影響，還對農村地區經濟發展造成不小阻礙。基于此，本文將對農村小型橋梁設計中的問題與對策進行思考研究。

1 現階段農村小型橋梁設計中存在的主要問題

1.1 橋梁梁體裂縫

農村小型橋梁大多為鋼筋混凝土板梁、箱梁以及T梁。這些橋梁在投入使用后極易出現梁體裂縫問題。依據受力性質不同，可將梁體裂縫分成受力性質裂縫和非受力性質裂縫，前者受橋梁構件受力特征重要影響，比如，梁體跨中在縱向彎矩影響下，致使引發的底板橫向裂縫；梁體靠支座局部在剪力影響下，致使引發的腹板斜裂縫等[2]。后者則與橋梁的受力沒有直接關聯，產生的原因主要與環境因素、混凝土質量因素密切相關，正因如此，使得非受力性質裂縫表現出不規律分布、分散性分布的特征。而不管是受力性質裂縫還是非受力性質裂縫，都會不利于橋梁的安全有序運行，受力性質裂縫會破壞橋梁構件的安全性，非受力性質裂縫會縮減橋梁的使用年限及耐久性。

1.2 橋梁鋼筋銹蝕

因為農村小型橋梁主要應用的是鋼筋混凝土材料，受梁體裂縫及養護管理不當等因素影響，橋梁在運行時還會面臨鋼筋銹蝕的問題。橋梁鋼筋銹蝕的產生原因，主要是因為在大氣中水分及酸性物質的影響下，使得混凝土材料內部積聚一定量的堿性水汽，促進了混凝土的導電性質，并提升了鋼筋局部的Cl-水平，基于氯化影響，致使鋼筋的鈍化膜遭到破壞，最終引發鋼筋銹蝕，并影響橋梁的安全有序運行。鋼筋銹蝕與橋梁承載力息息相關，受鋼筋銹蝕影響，鋼筋有效面積會明顯縮小，由此會讓鋼筋出現應力集中及突變，造成鋼筋受力不均勻[3]。除此之外，鋼筋銹蝕還會影響橋梁構件的耐久性，也就是橋梁構件耐久性退化速度明顯超出預期水平。

1.3 橋梁橋面問題

農村小型橋梁常見的問題即為橋面上出現的各式各樣病害，諸如局部坑洼、沉陷、面層凹凸。盡管橋面問題對橋梁整體功能實現并不會造成明顯影響，但橋面如同是橋梁的保護屏障，倘若橋面出現相關問題，則會讓橋梁構件更易于遭受外部環境影響，進而引發一系列不良問題。所以，一旦發現有橋面問題應做到及時處理，不然這些問題會不斷惡化，最終影響橋梁構件的受力安全性。除此之外，各式各樣橋面問題還會影響車輛通行，增加交通隱患。伸縮縫病害也屬于橋面問題中的一項常見問題，這一病害主要表現為雜物填充、鋼板松動以及兩側混凝土破損。因為農村道路運輸時常出現超載的現象，這對荷載設計等級偏低的農村小型橋梁帶來了極大的挑戰，并極可能因為輪載對伸縮縫局部的影響，致使橋梁伸縮縫兩側混凝土破損及鋼板脫落。除此之外，倘若橋梁養護管理不當，會造成伸縮縫被雜物填充，喪失伸縮性能，在汽車荷載或環境因素影響下，伸縮縫將難以正常變形，并使得伸縮縫結構破壞加快。

2 農村小型橋梁設計中改進對策

2.1 建立完善監管制度

在農村小型橋梁設計基礎上，還應建立完善監管制度。農村小型橋梁施工實踐中，要求施工企業嚴格遵循相關施工標準及工程設計方案開展施工。同時，設計人員與施工人員應進行密切交流，注重將理論計劃與實際施工進行有效結合，推進橋梁建設有序開展。設計人員應嚴密跟蹤橋梁施工進度，了解工程動態，防止工程問題引發。在橋梁施工過程中，提供有效針對性的技術指導，并基于工程進展對設計方案進行及時的優化調整，確保橋梁設計細節的嚴格落實。施工企業應提高對工程建設招標的重視度，并不斷革新管理理念。與此同時，施工人員內容應建立完善監管制度，確保橋梁設計方案可得到嚴格落實。

2.2 現存橋梁病害的修復及加固處理

針對既有農村小型橋梁所存在的病害問題，開展維修處理的首要工作是對橋梁病害予以修復。大多數橋梁病害經由相關修復手段處理，諸如開展鋼筋表面除銹、裂縫灌漿、鋪裝層修補、支座雜物清除或者更換等，均可使橋梁性能得到一定改善。對于橋梁病害的修復，首先應對舊混凝土表面予以鑿除處理，使橋梁舊混凝土充分暴露，接著開展平整、清洗處理，最后開展材料修復作業，如此方可讓橋梁氧化、受損部分可與新修復材料實現有效黏結，并實現變形與受力的有機統一。另外，對于農村小型橋梁的加固而言，因為結構性能并不復雜，所以加固處理難度也偏小，通常可選取增大截面、粘貼鋼板、增加碳纖維等處理手段。其中，增大截面指的是在橋梁病害部位增加混凝土截面，以此擴大截面受力面，縮減整體應力水平，進一步降低混凝土截面開裂風險引發概率。粘貼鋼板指的是在橋梁病害截面裝置鋼板，將作用力轉移至鋼板上，進而病害部位的應力得到有效釋放，進一步讓應力分布變得更為均勻，防范混凝土截面引發開裂風險。粘貼碳纖維與粘貼鋼板可起到相一致的加固效果，通過將受力顯著區域轉移至碳纖維上，讓原本病害部位的應力得到有效緩解，進一步降低橋梁開裂風險。

2.3 新建橋梁設計及施工保障

隨著近年來新農村建設的不斷推進，各地區農村不斷加強了公路橋梁建設，以適應新農村發展需求。在此形勢下，農村橋梁建設，應充分結合區域交通運輸特征，并評定未來一段時間內區域經濟及交通發展需求，設計出兼具安全性、耐久性的橋梁，同時選取科學合理的施工工藝，保障橋梁施工質量。與此期間，設計作為對農村橋梁的基本定位，設計水平重要影響著農村橋梁的使用性能、運營效能，為此，應從橋梁結構形式選擇、荷載等級設計兩方面入手，開展好新建橋梁設計及施工保障工作。

首先，對于農村小型橋梁結構形式的選擇，第一步應保證橋梁建設的實用性，同時盡可能選擇結構簡單，便于施工操作的橋梁結構形式，諸如簡支梁。過去農村小型橋梁建設中，常采用石拱橋這一結構形式，顯然該種結構形式對施工人員專業素質提出了較為嚴格的要求，因而一般情況不建議選擇這一橋梁結構形式。在農村小型橋梁設計中，應設置多種不同施工難度的結構形式，比如，橋梁下部結構設計中，應規避水下作業或者大型機械作業等高難度施工，同時切實依據設計圖紙要求開展施工。在此基礎上，全面考量現場施工實際情況，確定相關的施工形式，比如，如果現場交通條件較為惡劣，但仍選擇現場預制或預制板的施工形式，由此不僅會加大施工難度，還可提升施工成本[4]。所以，在設計實踐中，應預先對橋梁跨徑開展測量，倘若跨徑長度在8m以內，則可采取整體現澆上部結構的施工形式，以此實現上部結構的整體澆筑，不僅施工便捷，同時模板應用不會被外型及角度所約束。除此之外，因為橋梁下部結構形式的選擇、造價，重要影響著橋梁的建設成本，所以應合理選擇橋梁下部結構形式。實踐表明，應合理控制整板基礎，究其原因在于就地基承載力有限的農村小型橋梁來說，依托整板基礎可切實將墩臺基礎進行有效了解，防范因應力不足或抵抗力不足引發的橋梁問題，然后通過對橋梁臺身、墩身的合理調整，并依托設立倒角增大應力擴散面等方式，保證橋梁設計合理。其次，對于農村小型橋梁的荷載等級設計，應當全面考慮具體位置進行確定，比如，對于一些經濟較為發達的地區，應提升橋梁荷載設計等級，從而滿足往來貨物運輸需求；而對于大多常規地區則可選取普通等級開展設計，不過應當明確橋梁通行車輛的等級，設置必要的警示牌。除此之外，橋梁荷載等級設計還應全面考慮未來一段時間內交通組成及交通流量的轉變情況。

2.4 加強對橋梁的養護管理

由于條件有限，因此長期以來農村橋梁養護管理一直未得到足夠重視，而養護管理不當必然會不利于橋梁的可持續發展。為此，必須要加強對農村小型橋梁的養護管理。首先，地方政府應提高對橋梁養護管理的重視度，結合橋梁養護需求，建立采取相應的措施手段，諸如，日常養護、定期養護等，在日常生活中加強對橋梁的養護[5]，其次，結合養護結果制定相應的管理手段，比如，針對橋梁承載能力不足的情況，應對行車載運噸位進行嚴格限制，這一管理手段盡管會對當地貨運帶來一定影響，但有助于延長當地公路體系的使用年限。

2.5 提升橋梁設計人員的專業素質及質量責任

農村小型橋梁的設計人員還表現出設計理念滯后的問題，使得難以設計出令人滿意的橋梁。為此，要求橋梁設計人員要不斷加強自我學習，緊隨時代前進步伐，提高自身的橋梁設計標準。在橋梁設計實踐中，應從農村當地實際情況出發，開展好實地勘測工作，獲取準確可靠的數據，切實保證所設計橋梁的科學合理性以及與周邊環境的適應性，實現所設計橋梁安全性、耐用性、經濟性的全面統一[6]。與此同時，橋梁設計人員還應加強對新型技術的有效學習，充分學習汲取國內外成功的橋梁設計經驗與案例。但切忌一味跟風應用新型技術，對于新技術的應用應遵循“因地制宜”原則。換言之，設計人員在橋梁設計創新過程中，應注重結合地方實際情況，全面考慮可能引發的風險隱患，深入分析開展科學有效的評估，確保設計方案的科學性。一經發現問題，應及時對設計方案進行調整，確保設計方案符合當地橋梁需求。另外，政府、企業還應鼓勵設計人員不斷對橋梁設計方案進行優化改良，依托激勵手段，促進設計人員提出最佳設計方案，建立起橋梁安全質量與經濟指標的有效聯系，進一步提升設計人員的質量責任意識，防止設計人員一味關注經濟效益，忽視安全質量，切實提升農村小型橋梁整體設計水平及使用壽命。

3 結 語

綜上所述，橋梁工程作為一項十分重要的基礎設施，其主要影響著公眾的生命財產安全。農村小型橋梁普遍表現出設計標準低、結構簡單等特征，對設計人員而言具體設計也相對簡單，但同時因為農村小型橋梁的特殊性，施工會往往會出現常規設計施工難度大，要求二次變更，亦或要結合實際情況開展重新設計。鑒于此，設計人員應緊緊圍繞如何有效開展農村小型橋梁設計工作進行研究分析，通過全面的現場調研，綜合分析各項情況，靈活采用各式各樣的施工方法，遵循因地制宜原則，在符合規范標準的情況下，切實開展好農村小型橋梁設計工作，使橋梁功能可得到切實發揮，保障橋梁使用壽命和運營性能，造福當地人民群眾。