新农村建设桥梁工程方案研究

2013-03-19汪浩

城市道桥与防洪 2013年3期

汪浩

(上海浦东建筑设计研究院有限公司，上海市 201204)

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。

4.1 拼建桥梁方案设计

在此次新农村桥梁建设中，一小部分桥梁是近年来修建，这些桥梁荷载标准满足《规范》要求，跨径布置及梁底标高满足河道要求，只是宽度不能满足道路的拓宽要求。对于这部分桥梁，对其技术资料进行调研后，可采取桥面铺装层设置纵缝或板梁间设置铰缝连接的拼宽方式进行改造。

以惠南镇海沈村幸新路桥为例(见图2)。现状老桥为2009年危桥改造工程中新建的桥梁，位于乡道幸新路上，设计荷载公路－Ⅱ级，桥梁跨越非规划河道，跨径组合为6 m+6 m+6 m，满足河道要求。桥梁宽4 m，与现状道路等宽。由于现状道路无法满足《规范》中关于乡道宽度的要求，因此，新农村道路工程改造拟对幸新路拓宽3.5 m，相应的，幸新路桥需加宽3.5 m。拼建桥梁设计荷载标准、跨径组合、梁底标高、上下部结构形式等均维持与老桥相同即可。新建桥梁宽3.5 m，采取桥面铺装层设置纵缝的方法进行拼接。类似情况的桥梁可采用相同的拼建桥梁方案。

图2 现状幸新路桥

4.2 拆除新建桥梁方案设计

除上文提到的小部分采用拼建方案的桥梁外，绝大部分桥梁建设时间较早，部分成为危桥，建设标准远低于现行标准，对这部分桥梁应进行拆除新建。

在调研中发现，部分桥梁跨越非规划河道，规模普遍较小，拆除新建的桥梁在满足水文条件的基础上，跨径布置及梁底标高维持与老桥相同即可，桥宽满足道路要求，设计荷载按照《规范》取用。这种情况的桥梁方案较为简单，此处不再列举工程实例。其余跨越规划河道桥梁的跨径布置及梁底标高原则上应当满足河道的规划要求，宽度满足道路要求，但在具体实施过程中，应当结合建设规模、工程投资、区域近远期规划等进行综合考虑。以下结合工程实例具体分析。

(1)惠南镇桥北村泐马河桥

该桥位于乡道桥北路上，现状道路宽3 m，不能满足《规范》要求，拟将道路按乡道要求拓宽至7.5 m。现状桥梁为一桁架拱桥，建于1975年(见图3)，跨径28 m，桥宽与现状道路相同。由于桥梁宽度不能满足道路拓宽要求，且桥梁建设年代久远，原设计荷载较低，现已成危桥。为保证人民群众的出行安全，该桥按乡道桥梁标准拆除新建，桥宽7.5 m，设计荷载为公路－Ⅱ级。桥梁跨越规划河道泐马河，泐马河规划河口宽85 m，现状为七级航道，远期规划为Ⅲ级航道，要求新建桥梁一跨过河，梁底标高不得小于10 m。根据泐马河的规划要求结合现状情况，对该桥的总体布置提出3个方案。

图3 现状泐马河桥

方案一：满足泐马河航道的远期要求，85 m一跨过河，梁底标高不小于10m，桥宽满足道路要求。

方案二：满足泐马河航道的近期要求，梁底标高不小于7.5 m，通航孔净宽不小于22 m，相应桥梁中孔需不小于25 m，满足规划河口宽的桥梁跨径组合为16m+16m+25m+16m+16m＝89m，桥宽满足道路要求。

方案三：满足现状要求，泐马河现状河道宽度约28m，新建桥梁跨径组合采用10m+12 m+10m，梁底标高不小于6 m，桥宽满足道路要求。

对于方案一，适合该跨径的桥型为大跨径连续梁、钢管混凝土系杆拱、矮塔斜拉桥等，此方案桥梁规模及工程投资显然超出新农村改造的范围，容易使新农村建设走入“大拆大建”的误区。对于方案二，可采用简支小箱梁方案。虽然桥梁规模较方案一小，但其不能满足河道的远期规划要求，将来河道按远期规划实施时会带来较大的工程废弃量。综合比较后可以看出方案三是合理的，即桥梁的总体布置满足现状河道的要求即可。待泐马河按照远期Ⅲ级航道的标准建设时，该桥再结合区域规划进行拆除重建。这一方案结合了新农村建设工程规模的实际情况，在满足当前居民出行要求的同时大大减少了工程废弃量。

(2)祝桥镇立新村周家宅桥

该桥位于村道上，现状为三跨简支梁桥，跨径布置6 m+6 m+6 m，桥宽4 m(见图4)。虽然现状宽度能够满足村道要求，但由于桥梁建设年代久远，需拆除新建，设计荷载按《规范》取用。桥梁跨越规划河道中心河，河道等级为Ⅲ级，规划河口宽26 m，梁底标高不得小于4.8 m。同样，我们对于桥梁拆除新建提出了两个方案。

图4 现状周家宅桥

方案一：满足中心河的规划要求，跨径布置10m+10 m+10 m，梁底标高不小于4.8 m，桥宽4 m。

方案二：满足中心河的现状要求，跨径布置及梁底标高维持现状，桥宽4 m。

可以看出，上述两个方案工程规模均没有超出新农村桥梁建设的范围，但为了减小工程废弃量，具体的方案需结合桥位处区域规划确定。经调查后发现，该桥梁位于远期规划的居民定居点，即规划中心村范围内。该区域不仅有河道的规划，还有配合中心村建设的道路、公建、绿化等一系列的规划。如果采用上述方案二，当远期该区域按照规划进行改造时，该桥梁不能满足规划河道要求，势必需要拆除重建，造成了工程量的废弃，因此，方案一是可行的。

从上面两个例子可以看出，当拆除新建桥梁跨越规划河道时，桥梁的总体方案设计应在综合考虑桥梁规模、工程投资、工程废弃量及区域规划等因素后确定。