新农村建设桥梁工程方案研究
1 概述
党的十六届五中全会提出了建设社会主义新农村的重大历史任务。同时《中共中央关于构建社会主义和谐社会若干重大问题的决定》也提出,扎实推进社会主义新农村建设,促进城乡协调发展。上海市委市政府对新农村建设高度重视,明确提出在上海市郊区建设社会主义新农村。近年来,随着农村城市化进程的不断加快以及在“汽车下乡”等政策刺激推动作用下,农村私家车保有量迅速提高,农村公路通车里程大幅增长,现有农村道路路网布局无法适应新农村的需要。作为道路配套工程的桥梁工程,其现状同样无法适应新农村建设的需要,特别是在重载车辆的频繁作用下,许多桥梁超负荷工作现象比较严重,技术性能状况急剧下降,老化加快,这些已经严重威胁到人民群众的生命财产安全,加快新农村桥梁建设迫在眉睫。
2 现状分析[3-4]
浦东新区水系众多,密布着大量农村桥梁,如图1所示。对区域内各镇的农桥进行大量实地调研后发现,其中绝大多数桥梁的使用状况很不乐观,主要体现在以下几个方面。
图1 桥梁现状
2.1 使用年限长,建设标准低
通过大量的现场及相关资料调查发现,绝大多数农桥的建设时间为20世纪70、80年代,甚至更早。这些桥梁运营多年,已经超期服役,而且技术标准较低。有些桥梁甚至连当时的技术规范都无法满足,仅凭经验建造而成,导致了桥梁使用状况较差,安全性较低。这些桥梁的上部结构是简易的板梁,梁高较矮;下部结构为简易的墩台,基础仅是长不足10 m的方桩,附属结构缺失。再加上建设年代久远,当时的材料性能无法与现在的相提并论,且施工条件较为恶劣等等,各种因素叠加在一起,这些桥梁的安全性可想而知。
2.2 病害严重
农村桥梁绝大多数为混凝土桥梁,这些桥梁经过长年运营,在各种荷载及自然条件的作用下产生各种形式的裂缝,裂缝的产生进一步导致了结构内部钢筋的锈蚀,直接影响到桥梁的耐久性;支座长时间使用后,破坏脱空,上部结构梁板内力重分布,造成铰接板板缝的失效,从而影响板梁横向分布系数,造成板梁单梁受力;桥梁基础经水流冲刷后裸露在外,混凝土剥落、露筋;由于早期对桥梁排水不够重视,多数桥梁没有考虑排水系统的设置,造成了严重的渗漏水现象。上述病害都是导致桥梁老化,从而危及桥梁安全的直接原因。
2.3 管理养护不当
由于建设年代久远,这些农桥普遍缺乏管理及养护,具体体现在:技术力量薄弱,缺乏具有专业素质的养护人员,检测手段及设备落后;养护资金严重不足,很多区域由于地方财政压力较大,缺乏专项资金,造成了危桥出现以后无钱可修的尴尬局面;技术资料及档案普遍缺失,很多桥梁的具体结构及荷载等级等技术指标无从查证,对日后的维修及加固带来很大不便。此外,绝大多数桥梁没有设置限载牌,很多超载车辆任意通行,使得本来就超期服役的桥梁使用状况雪上加霜。
3 荷载标准[1-2]
新农村桥梁工程建设首先需要对农村桥梁的设计荷载标准予以明确。上海市2010年颁布了《农村公路建设与养护技术规范》(DG/TJ08-2067-2009)(以下简称《规范》)。该规范首先对农村公路等级提出了明确要求,即新建乡道不应低于三级公路标准,新建村道不应低于四级公路标准,对应的桥梁汽车荷载标准即乡道桥梁采用公路-Ⅱ级荷载,村道桥梁采用公路-Ⅱ级车道荷载效应的0.8倍,车辆荷载效应的0.7倍,当桥梁设置人行道时,人群荷载的取用亦须满足《规范》要求。因此,位于等级道路上的农村桥梁首先应当确定道路等级,进一步确定相应的桥梁荷载标准进行结构设计。此外,在广大的农村地区,还遍布着许多等外公路,这些公路上的桥梁为宅间桥或田间道路桥,仅是满足河道两侧居民日常生活所用,通行的车辆荷载普通较小。这部分桥梁设计荷载的取用可以参考《公路桥梁设计规范答疑汇编》中相应的解答,此处不再赘述。
4 桥梁方案
为避免大拆大建,新农村道路桥梁建设大都是对既有构造物的改造,而大多数桥位处都有老桥存在,因此,合理的新农村桥梁方案应当结合对现状老桥的处理方式进行设计。
常见的老桥处理方式主要包括:根据道路拓宽要求拼建桥梁,在原桥位处拆除新建桥梁,对老桥进行检测与加固。其中,对老桥的检测与加固需要在对桥梁技术资料进行调研的基础上,委托专业单位实施。新农村桥梁建设年代久远,大都缺少老桥的原始资料,再加上桥梁规模普遍较小。根据笔者几年来新农村建设的经验来看,桥梁检测与加固费用与新建一座桥梁相差无几。因此,对老桥进行检测与加固的桥梁方案不甚合理。下面结合工程实例,对拼建桥梁及拆除新建桥梁进行具体分析,以求提出合理的桥梁方案。