农村小型桥梁设计中的问题与对策研究

裴明武

(兰州路通工程咨询有限责任公司，甘肃 兰州 730070)

桥梁是我国社会经济发展的基础设施，不仅可促进区域交通运输发展，同时是与人们日常生活息息相关的民生工程。随着我国城镇化发展进程的不断加快，为了推动农村地区经济发展，并为农村地区人民群众出行创造便利，各式各样的农村公路得以被建设并投入使用，其中即包括大量的小型桥梁[1]。但近年来受一系列因素影响，使得存在安全隐患的农村小型桥梁不断增多，这些桥梁的垮塌、损毁会对人们的人身财产安全构成极大威胁。而受限于农村小型桥梁设计荷载等级偏低、通行车辆较少，使得桥梁出现的问题通常难以得到有效关注。在乡村振兴战略实施不断推进背景下，越来越多农村地区形成了自身较为稳定的经济输出能力，伴随农村地区运输荷载等级的提升，对桥梁的荷载等级也提出了更为严格的要求。由此也让农村小型桥梁暴露出诸多问题，各式各样的运营病害，甚至出现桥梁垮塌事故，不仅造成人员伤亡及不良的社会影响，还对农村地区经济发展造成不小阻碍。基于此，本文将对农村小型桥梁设计中的问题与对策进行思考研究。

1 现阶段农村小型桥梁设计中存在的主要问题

1.1 桥梁梁体裂缝

农村小型桥梁大多为钢筋混凝土板梁、箱梁以及T梁。这些桥梁在投入使用后极易出现梁体裂缝问题。依据受力性质不同，可将梁体裂缝分成受力性质裂缝和非受力性质裂缝，前者受桥梁构件受力特征重要影响，比如，梁体跨中在纵向弯矩影响下，致使引发的底板横向裂缝；梁体靠支座局部在剪力影响下，致使引发的腹板斜裂缝等[2]。后者则与桥梁的受力没有直接关联，产生的原因主要与环境因素、混凝土质量因素密切相关，正因如此，使得非受力性质裂缝表现出不规律分布、分散性分布的特征。而不管是受力性质裂缝还是非受力性质裂缝，都会不利于桥梁的安全有序运行，受力性质裂缝会破坏桥梁构件的安全性，非受力性质裂缝会缩减桥梁的使用年限及耐久性。

1.2 桥梁钢筋锈蚀

因为农村小型桥梁主要应用的是钢筋混凝土材料，受梁体裂缝及养护管理不当等因素影响，桥梁在运行时还会面临钢筋锈蚀的问题。桥梁钢筋锈蚀的产生原因，主要是因为在大气中水分及酸性物质的影响下，使得混凝土材料内部积聚一定量的碱性水汽，促进了混凝土的导电性质，并提升了钢筋局部的Cl-水平，基于氯化影响，致使钢筋的钝化膜遭到破坏，最终引发钢筋锈蚀，并影响桥梁的安全有序运行。钢筋锈蚀与桥梁承载力息息相关，受钢筋锈蚀影响，钢筋有效面积会明显缩小，由此会让钢筋出现应力集中及突变，造成钢筋受力不均匀[3]。除此之外，钢筋锈蚀还会影响桥梁构件的耐久性，也就是桥梁构件耐久性退化速度明显超出预期水平。

1.3 桥梁桥面问题

农村小型桥梁常见的问题即为桥面上出现的各式各样病害，诸如局部坑洼、沉陷、面层凹凸。尽管桥面问题对桥梁整体功能实现并不会造成明显影响，但桥面如同是桥梁的保护屏障，倘若桥面出现相关问题，则会让桥梁构件更易于遭受外部环境影响，进而引发一系列不良问题。所以，一旦发现有桥面问题应做到及时处理，不然这些问题会不断恶化，最终影响桥梁构件的受力安全性。除此之外，各式各样桥面问题还会影响车辆通行，增加交通隐患。伸缩缝病害也属于桥面问题中的一项常见问题，这一病害主要表现为杂物填充、钢板松动以及两侧混凝土破损。因为农村道路运输时常出现超载的现象，这对荷载设计等级偏低的农村小型桥梁带来了极大的挑战，并极可能因为轮载对伸缩缝局部的影响，致使桥梁伸缩缝两侧混凝土破损及钢板脱落。除此之外，倘若桥梁养护管理不当，会造成伸缩缝被杂物填充，丧失伸缩性能，在汽车荷载或环境因素影响下，伸缩缝将难以正常变形，并使得伸缩缝结构破坏加快。

2 农村小型桥梁设计中改进对策

2.1 建立完善监管制度

在农村小型桥梁设计基础上，还应建立完善监管制度。农村小型桥梁施工实践中，要求施工企业严格遵循相关施工标准及工程设计方案开展施工。同时，设计人员与施工人员应进行密切交流，注重将理论计划与实际施工进行有效结合，推进桥梁建设有序开展。设计人员应严密跟踪桥梁施工进度，了解工程动态，防止工程问题引发。在桥梁施工过程中，提供有效针对性的技术指导，并基于工程进展对设计方案进行及时的优化调整，确保桥梁设计细节的严格落实。施工企业应提高对工程建设招标的重视度，并不断革新管理理念。与此同时，施工人员内容应建立完善监管制度，确保桥梁设计方案可得到严格落实。

2.2 现存桥梁病害的修复及加固处理

针对既有农村小型桥梁所存在的病害问题，开展维修处理的首要工作是对桥梁病害予以修复。大多数桥梁病害经由相关修复手段处理，诸如开展钢筋表面除锈、裂缝灌浆、铺装层修补、支座杂物清除或者更换等，均可使桥梁性能得到一定改善。对于桥梁病害的修复，首先应对旧混凝土表面予以凿除处理，使桥梁旧混凝土充分暴露，接着开展平整、清洗处理，最后开展材料修复作业，如此方可让桥梁氧化、受损部分可与新修复材料实现有效黏结，并实现变形与受力的有机统一。另外，对于农村小型桥梁的加固而言，因为结构性能并不复杂，所以加固处理难度也偏小，通常可选取增大截面、粘贴钢板、增加碳纤维等处理手段。其中，增大截面指的是在桥梁病害部位增加混凝土截面，以此扩大截面受力面，缩减整体应力水平，进一步降低混凝土截面开裂风险引发概率。粘贴钢板指的是在桥梁病害截面装置钢板，将作用力转移至钢板上，进而病害部位的应力得到有效释放，进一步让应力分布变得更为均匀，防范混凝土截面引发开裂风险。粘贴碳纤维与粘贴钢板可起到相一致的加固效果，通过将受力显著区域转移至碳纤维上，让原本病害部位的应力得到有效缓解，进一步降低桥梁开裂风险。

2.3 新建桥梁设计及施工保障

随着近年来新农村建设的不断推进，各地区农村不断加强了公路桥梁建设，以适应新农村发展需求。在此形势下，农村桥梁建设，应充分结合区域交通运输特征，并评定未来一段时间内区域经济及交通发展需求，设计出兼具安全性、耐久性的桥梁，同时选取科学合理的施工工艺，保障桥梁施工质量。与此期间，设计作为对农村桥梁的基本定位，设计水平重要影响着农村桥梁的使用性能、运营效能，为此，应从桥梁结构形式选择、荷载等级设计两方面入手，开展好新建桥梁设计及施工保障工作。

首先，对于农村小型桥梁结构形式的选择，第一步应保证桥梁建设的实用性，同时尽可能选择结构简单，便于施工操作的桥梁结构形式，诸如简支梁。过去农村小型桥梁建设中，常采用石拱桥这一结构形式，显然该种结构形式对施工人员专业素质提出了较为严格的要求，因而一般情况不建议选择这一桥梁结构形式。在农村小型桥梁设计中，应设置多种不同施工难度的结构形式，比如，桥梁下部结构设计中，应规避水下作业或者大型机械作业等高难度施工，同时切实依据设计图纸要求开展施工。在此基础上，全面考量现场施工实际情况，确定相关的施工形式，比如，如果现场交通条件较为恶劣，但仍选择现场预制或预制板的施工形式，由此不仅会加大施工难度，还可提升施工成本[4]。所以，在设计实践中，应预先对桥梁跨径开展测量，倘若跨径长度在8m以内，则可采取整体现浇上部结构的施工形式，以此实现上部结构的整体浇筑，不仅施工便捷，同时模板应用不会被外型及角度所约束。除此之外，因为桥梁下部结构形式的选择、造价，重要影响着桥梁的建设成本，所以应合理选择桥梁下部结构形式。实践表明，应合理控制整板基础，究其原因在于就地基承载力有限的农村小型桥梁来说，依托整板基础可切实将墩台基础进行有效了解，防范因应力不足或抵抗力不足引发的桥梁问题，然后通过对桥梁台身、墩身的合理调整，并依托设立倒角增大应力扩散面等方式，保证桥梁设计合理。其次，对于农村小型桥梁的荷载等级设计，应当全面考虑具体位置进行确定，比如，对于一些经济较为发达的地区，应提升桥梁荷载设计等级，从而满足往来货物运输需求；而对于大多常规地区则可选取普通等级开展设计，不过应当明确桥梁通行车辆的等级，设置必要的警示牌。除此之外，桥梁荷载等级设计还应全面考虑未来一段时间内交通组成及交通流量的转变情况。

2.4 加强对桥梁的养护管理

由于条件有限，因此长期以来农村桥梁养护管理一直未得到足够重视，而养护管理不当必然会不利于桥梁的可持续发展。为此，必须要加强对农村小型桥梁的养护管理。首先，地方政府应提高对桥梁养护管理的重视度，结合桥梁养护需求，建立采取相应的措施手段，诸如，日常养护、定期养护等，在日常生活中加强对桥梁的养护[5]，其次，结合养护结果制定相应的管理手段，比如，针对桥梁承载能力不足的情况，应对行车载运吨位进行严格限制，这一管理手段尽管会对当地货运带来一定影响，但有助于延长当地公路体系的使用年限。

2.5 提升桥梁设计人员的专业素质及质量责任

农村小型桥梁的设计人员还表现出设计理念滞后的问题，使得难以设计出令人满意的桥梁。为此，要求桥梁设计人员要不断加强自我学习，紧随时代前进步伐，提高自身的桥梁设计标准。在桥梁设计实践中，应从农村当地实际情况出发，开展好实地勘测工作，获取准确可靠的数据，切实保证所设计桥梁的科学合理性以及与周边环境的适应性，实现所设计桥梁安全性、耐用性、经济性的全面统一[6]。与此同时，桥梁设计人员还应加强对新型技术的有效学习，充分学习汲取国内外成功的桥梁设计经验与案例。但切忌一味跟风应用新型技术，对于新技术的应用应遵循“因地制宜”原则。换言之，设计人员在桥梁设计创新过程中，应注重结合地方实际情况，全面考虑可能引发的风险隐患，深入分析开展科学有效的评估，确保设计方案的科学性。一经发现问题，应及时对设计方案进行调整，确保设计方案符合当地桥梁需求。另外，政府、企业还应鼓励设计人员不断对桥梁设计方案进行优化改良，依托激励手段，促进设计人员提出最佳设计方案，建立起桥梁安全质量与经济指标的有效联系，进一步提升设计人员的质量责任意识，防止设计人员一味关注经济效益，忽视安全质量，切实提升农村小型桥梁整体设计水平及使用寿命。

3 结 语

综上所述，桥梁工程作为一项十分重要的基础设施，其主要影响着公众的生命财产安全。农村小型桥梁普遍表现出设计标准低、结构简单等特征，对设计人员而言具体设计也相对简单，但同时因为农村小型桥梁的特殊性，施工会往往会出现常规设计施工难度大，要求二次变更，亦或要结合实际情况开展重新设计。鉴于此，设计人员应紧紧围绕如何有效开展农村小型桥梁设计工作进行研究分析，通过全面的现场调研，综合分析各项情况，灵活采用各式各样的施工方法，遵循因地制宜原则，在符合规范标准的情况下，切实开展好农村小型桥梁设计工作，使桥梁功能可得到切实发挥，保障桥梁使用寿命和运营性能，造福当地人民群众。