农村公路危桥改造工程设计研究

农村公路危桥改造工程设计研究

摘要:农村公路危桥改造工程是民生工程,农村公路是农民的“致富路”、“小康路”,做好危桥改造工程工作,对于促进当地经济发展,尽快建成小康社会有十分重要的现实意义。根据遵义地区危桥改造工程的统计数据,分析其现状特点,总结出危桥改造工作一般工作程序,阐述危桥改造工程设计工作的要点。通过综合分析研究,认识到危桥改造设计必须具有前瞻性,才能适应未来交通的迅猛发展。

关键词:农村公路;危桥改造;分析研究

0引言

目前对于既有桥梁技术状况的评定,通常采用《公路桥梁技术状况评定标准》(以下称“标准”)相关规定进行。《标准》分别对桥梁上部结构、下部结构以及桥面系进行技术状况评定,加权平均之后得出桥梁总体技术状况的分值,根据评定指标将桥梁总体技术状况分为1类~5类。其中1类~3类桥梁有轻微或中等缺损,对桥梁使用功能无影响或尚能维持正常使用;4类及5类桥梁主要构件有大的缺损或严重缺损,影响桥梁使用功能会承载能力。根据相关部门文件规定,在危桥改造工程中,4类、5类桥梁可以根据实际情况采用加固或新建方案。

1危桥现状特点

(1)危桥数量多,桥梁规模小

遵义地区农村公路桥梁共计5765.55延米/1942座,其中特大桥2座,大桥138座,中桥360座,小桥1441座。截至2016年底,危桥共计13649.1延米/435座,其中特大桥0座,大桥40座,中桥97座,小桥298座。可以看出,在这些桥梁中,绝大部分桥梁为中、小桥规模,占危桥总数量的91%。由于农村公路道路等级低,线形差,故桥梁规模偏小,与地形地质条件相适应。

(2)桥型结构类型多,桥梁病害原因复杂

在四百多座危桥中,涉及石拱桥、双曲拱桥、钢筋混凝土拱桥、空心板桥、T梁、连续箱梁以及简易肋板桥等结构类型,几乎涵盖各种常规桥型,而由于地形地质条件限制,为就地取材及方便施工,有相当数量的石拱桥以及现浇空心板桥。桥梁受损程度及病害原因不尽相同,但也存在一定共性问题。①对于拱桥,多是由于拱圈尺寸偏小,承载能力不足;或由于修建年代久远,材质裂化、灰缝脱落等。如今交通量激增,重载车辆多,原设计荷载已不能满足要求,存在安全隐患。②对于梁桥,钢筋锈蚀、结构裂缝、顶底板破损等是常见病害。③对于下部结构,经常出现基础沉降,基础被冲刷淘空,桥台侧墙胀裂,台背回填土沉降过大等病害。④桥面铺装破损、排水不畅或无排水措施,护栏缺失损坏或无防撞功能,存在严重安全隐患。⑤桥面宽度严重不足。相当数量的桥梁均为单车道,无法适应目前的交通量;部分位于集镇上或集镇周边等人口密集地区的桥梁,未设置人行道,人车混行,存在安全隐患。

(3)修建年代久远,原始资料缺失

该地区危桥工程修建时间跨度大,最早的危桥建成于1900年,已经服役100多年。根据统计资料,1949年之前建成桥梁共13座,1950年至1979年期间建成桥梁共计521座,1980年至2000年之间建成桥梁共计551座。由于建成年代久远,1979年以前建成桥梁几乎无文档资料可查,80年代后随着改革开放的深入,交通建设的发展,部分桥梁有纸质资料可查,2000年之后建成的桥梁,大多有纸质存档资料,部分桥梁还有电子资料。

2危桥改造工作基本程序

农村公路危桥改造工程是民生工程,是国家资金直接投入的项目,按照工程建设项目的建设程序,必须严格按照建设方案(项目建议书)、工程可行性研究报告、初步设计(大桥及以上规模)、施工图设计等各个阶段进行,投资主管部门将严格审批项目建议书、工可以及初步设计。危桥改造工程的设计工作是为项目服务,务必做好各个阶段的相应工作。与之相对应,危桥改造工程的设计工作基本程序大致可以分为以下几个部分。

(1)搜集原始资料

通过各种渠道搜集关于桥梁的准确资料,最容易获得的是工程竣工资料,应结桥梁现场实际对竣工资料进行核实,保证资料准确性。如没有文档资料,则应安排专业测量人员对桥梁现状进行详细测量调绘,掌握项目基础资料,同时应安排地质勘查人员前期积极参与,对现场地质情况进行初步判断。

(2)对桥梁技术状况进行评定

这一步工作至关重要,桥梁技术状况的评定是后期桥梁建设方案决策的基础,按照《标准》进行严格准确评定,对于4类、5类危桥可采取拆除重建的方案。原则上这一项评定工作应该由具备相应资质的检测单位完成,并提供正式的检测报告,作为后期设计工作以及建设单位决策的依据。

(3)编制建设方案(或项目建议书)根据项目

实际情况,结合业主要求,编制项目的建设方案。应在充分调查现场实际情况的基础上,结合当地政府及老百姓的意愿,确定桥梁建设的各项技术指标。桥梁宽度是重要的技术指标之一,目前危桥改造工程中相当一部分桥梁是由于宽度不足而需要改造。应根据交通量情况,以及两岸引道等级综合确定,同时还应考虑长期规划的影响,宜宽不宜窄,处于集镇及人口聚集地带需考虑人行道设置的必要性。桥梁属于重要构筑物,设计人员需要用发展的眼光考虑问题,为业主提供合理的建议。桥型结构的选择应规模适当、因地制宜。

3危桥改造工程设计要点

(1)原桥为单车道,由于交通量增加或由于增设人行道需要加宽桥面;(2)由于技术标准的变化,后期路网升级改造,原桥宽度达不到线形规范要求而需要进行加宽。第二类是桥梁局部破损或缺陷,但对于桥梁承载能力影响不大:这一类主要表现在桥面铺装破损、护栏及排水设施缺损、引道及基础局部破损、拱圈灰缝老化或主梁存在非结构性微裂缝等。第三类是评定为4类、5类的桥梁,其主要结构存在严重缺损,影响桥梁结构安全。根据改造需要的不同,应采取不同的工程改造方案。

(1)加宽类改造

梁桥的加宽改造,通常可以直接在原桥左、右侧或两侧“镶补”处理,即维持原桥设计标高即坡度,在需要加宽的部位新建所需宽度桥梁,但这种处理方式存在上部结构不易连接、下部结构不均匀沉降等问题,这些问题在后期运营过程中都是致命的。而农村公路危桥改造工程中的梁桥大多属小桥规模,加宽处理技术难度相对较大,因此通常采取拆除重建来解决宽度不足的问题,工程造价相差不大。对于拱桥,总加宽值在3m以内,拱圈尺寸满足验算要求的情况下,有两种常规的加宽方式。对于加宽值在1m范围内的桥梁,可采取悬挑板的方式加宽,即采用整块钢筋混凝土结构,将行车道板两侧适当悬出拱圈范围达到加宽目的。由于悬挑部分大多是护栏位置,不承受行车荷载,配筋满足恒载验算要求即可。对于加宽值大于1m的桥梁,可采用悬挑梁的方式加宽。悬挑梁的外挑长度可达到1~2m,这种方式适用于加宽部分用作人行道的情况。悬挑梁上设置纵梁或槽形板,增设人行道,悬挑梁尺寸相对较大,受拱圈尺寸及拱上填料厚度限制。

(2)修补及加固类改造

针对桥梁的局部缺损,进行修补方可继续使用。桥面系的破损需要进行桥面翻修,护栏更换,设计的原则是不能增加原桥的荷载,必须将原桥铺装层拆除,护栏的形式应满足现行交通安全设施规范的要求。当拱圈结构尺寸不足,不能满足验算要求时,可对拱圈进行加固处理,通常在拱圈上植筋,浇筑钢筋混凝土拱圈内衬,使之共同受力,达到增大拱圈尺寸,提高结构承载能力的目的。对于主梁的非结构性细微裂缝,可进行封闭处理,拱圈砌体结构的灰缝老化问题,可进行剔缝勾缝处理。

(3)拆除重建

技术状况评定为4类、5类的桥梁,可采用拆除重建方案。原则上这类桥梁的技术状况评定必须有具备相应资质的检测单位提供的检测报告作为支撑。可根据地质情况、地形情况以及桥头引道等因素,慎重选择原桥位拆除重建或新选桥位。

4结语

目前农村公路危桥改造工程体量大、任务重,桥梁的设计务必要有前瞻性,桥梁各项技术指标宜适当放宽标准,尤其是桥梁宽度应考虑长远规划,否则随着交通的发展,很快就将因宽度不足而成为改造对象;桥梁原始资料的保存十分重要,它是后期桥梁改造及加固维修的最基础性的资料。

参考文献:

[1]中华人民共和国行业推荐标准.公路桥梁技术状况评定标准(JTG/TH21-2011)[S].北京:人民交通出版社,2011.

[2]中华人民共和国行业推荐标准.公路桥涵施工技术规范(JTGTF50)[S].北京:人民交通出版社,2011.

作者:熊先波 单位:遵义市交通勘察设计有限公司