浅析山区公路桥梁常见水毁问题及其应对策略

浅析山区公路桥梁常见水毁问题及其应对策略
赵加成
福州市公路局闽清分局
摘要：本文针对2016年“尼伯特”台风闽清县山区发生的桥梁水毁事件，结合山区独有的水文地质情况，对强降雨较多的地区和台风多发段公路开展水毁类型进行分析，提出对策，为山区公路桥梁水毁预防与养护提供参考依据。

关键词：山区公路桥梁；水毁问题；应对策略
1引言
近些年桥梁水毁发生的事件较多，不仅威胁到了人员的生命安全还带来了一定的经济损失。

本文选用的是在2016年1号受到了“尼伯特”台风的影响，闽清县山区发生的水毁事件作为案例，此次台风水毁事件具有一定的特殊性和代表性，该桥由于受台风的影响，短时强降雨，河水暴涨，造成了桥梁水毁，毁坏情况非常严重，约90座桥梁不同程度水毁，同时也为之后的修复重建工作带来较大困难，也一定程度制约了当地灾后重建进程。

此次案例冲毁形式多样可以为其他桥梁水毁起到借鉴作用，为此进行了分析，并提出了合理的建议以供参考。

2山区公路桥梁水毁主要类型
2.1下部结构墩台基础损坏
墩台的基础结构损坏主要形式有：墩台的基础掩埋较浅，洪水发生后会不同程度对墩台进行冲刷，造成桥梁基础被掏空，最终坍塌；墩台会因为抗压强度较低，在湍急的水流下会发生横向移动；洪水对于基础结构的冲击力较强，由于受力不均导致出现局部的断裂，出现桥体的变形[1]。

本次台风桥梁水毁中因为墩台的基础结构损坏造成桥梁水毁数量较多，如天溪桥、里天溪桥和线潘亭桥等约42座，约占本次桥梁水毁的47%。

大多数桥梁是因为在早期的桥梁建设当中采用明挖的方式进行基础工程，埋置较浅，导致墩台容易被冲刷，所以在之后的修建当中对于基础结构选择的形式要符合实际情况尤其是选址的地理位置，以此来保证结构的稳定，否则会因为墩台在建成后会形成局部的漩涡，水流大，造成冲刷严重，让基础结构被掏空。

2.2上部结构损坏
桥梁在结构上会受到洪水作用产生挤压，使得一些支座发生变形，大多数桥梁支座是采用橡胶材质的，因受力过大，超出其弹性范围内就会因失去弹性的恢复力而失效，部分桥梁因洪水冲击作用造成梁片移位甚至落梁。

主拱圈也会由于水平力的作用下，出现砌块脱落的现象，从而削弱了截面，造成桥梁的结构破坏，如本次本次台风桥梁水毁中有前峰桥、汉厝桥等14座拱桥不同程度的水毁损坏。

2.3桥面系损坏
桥梁栏杆、人行道板等桥面系因洪水冲击作用导致栏杆断裂冲毁损坏及人行道板移位冲毁损坏，大多数山区桥梁的孔径小，桥梁标高不足，过水断面不够，洪水过程中漫水现象严重，增加了桥梁水毁的风险。

此外，山区树木草丛较多，河面漂浮物阻塞桥孔、堵在桥梁栏杆上等现象严重，加剧了桥面系损坏程度，如受2016年1号台风“尼伯特”影响，福建闽清梅溪、文定溪等流域多座山区桥梁由于毛竹等河面漂流物阻塞桥孔，甚至个别桥梁桥孔阻塞后形成堰塞湖，造成云渡大桥、璜兰桥等约27座桥梁桥面系损坏。

2.4腐蚀损坏
洪水的发生会带来很多的漂流物，这些使得洪水的水质具有多样性，其中的某些成分会和桥梁建筑发生化学反应，不仅加速桥梁结构的腐蚀还会影响其结构的稳定性。

3山区公路桥梁水毁原因
3.1墩台基础埋深不够
一是因设计施工原因导致的墩台基础埋置深度不够；二是河床会因为墩台的修建导致其行洪断面缩小，增加其附近水流的速度，不断对墩台周围进行冲刷，导致局部会出现被掏空的现象，使得桥梁墩台基础埋置深度不够；三是河道采砂作业，增大了河床的比降，导致的墩台基础埋置深度不够。

3.2桥梁孔径及标高设计问题
山区公路往往等级较低，资金受限，桥梁设计忽视水文计算甚至回避水文计算，很多河流没有水文观测站，水文资料十分缺乏，设计人员对河流的性质、地质状况认识不足，水文计算粗糙，普遍适用的经验公式、计算参数、计算方法具有较大的误差，则桥梁建成后可能存在缺陷和隐患。

大多数桥梁的孔径小，桥梁标高不足，过水断面不够，造成洪水不能顺畅排出，因而漫过桥面，增加了桥梁水毁的风险。

3.3河道变迁及调治构造物缺失或设置不合理
河道变迁会改变原有的流水形态，这种方式会加剧洪水对于墩台的冲刷，增加了桥梁水毁的风险。

大多数山区桥梁未设置调治构造物或调治构造物设置不合理，调治构造物是设置为引导或改变水流方向，使水流平顺地通过桥孔以减缓水流对桥位附近河床、河岸的冲刷。

常见的调治构造物有丁坝和导流堤，过长的丁坝和导流堤易使水流紊乱，产生涡流，加剧对墩台基础的冲刷。

3.4河道内漂浮物造成桥梁水毁
洪水的冲刷会携带很多的漂浮物，这些漂浮物如泥沙等会出现淤积于桥孔的现象，增大泄洪难度，若是造成壅水，在经过洪水的冲刷和大量漂浮物的撞击，影响到桥梁的基础结构，严重时会造成毁坏，甚至个别桥梁桥孔阻塞后形成堰塞湖，加剧了桥梁水毁程度。

如本次台风桥梁水毁中鹿角桥等约37座桥梁就因洪水在冲刷过程中携带的树枝、毛竹阻截了其他漂浮物从而抬高了水位造成桥梁结构的损毁。

3.5养护管理措施不到位
我国大多数山区经济较为落后，山区公路桥梁养护经费不足，养护专业技术人员缺失，大多数山区农村公路桥梁处于村民自管自养状况，专业知识的缺失及养护经费的不足导致山区公路桥梁养护管理不到位，未能及时准确判定桥梁技术状况，未能及时对技术状况较差的桥梁进行维修加固，一旦遭遇洪水泥石流等，这些桥梁水毁状况及其严重。

4山区公路桥梁水毁防治对策
对于山区公路桥梁水毁问题一般是以预防为主，这样可以有效地清除隐患，但是需要在施工之前完成现场资料搜集和整理，尤其是对于山区公路桥梁建设地点的考察，这是水患防治的基础工作。

以山区桥梁公路的保障为出发点采用合理的治理措施，特别是针对水毁多发地进行保障治理，在水毁管理中秉持着养路护桥的思想，完善相应的应急系统，建立有效地疏导机制，从而有效地降低水毁带来的损失[3]。

4.1科学调查，优化设计内容
在进行桥梁设计之前，就需要对于桥梁的选址做好详细的环境考察，这样便于依据现实情况进行方案的具体设计和改良，在调查前期首先要进行水流趋势判断，包括对上游水库开展深入调查，其内容主要包括容量、流量和流速等，通过缜密的计算可以推断出河床冲刷的深度，这样可以有效地提供出墩台掩埋深度数据，避免因为太浅造成水毁问题的出现。

一般来说要扩大选址周围环境的调查，这样有助于确认上下游环境，便于设计、施工方案的部署。

（下转第126页）
DOI:10.16767/ki.10-1213/tu.2018.07.081
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4.2墩台的结构和埋置深度的确立
洪水对墩台的冲刷高度会影响墩台选用的结构和掩埋的深度，为了避免洪水的冲刷掏空墩台的部分结构，就需要在基础施工上采用对河底进行铺垫，来增加其深度，确保最后的掩埋深度高于冲刷高度，使墩台更加稳固。

4.3桥梁孔径及标高设计
桥孔的设计大小需要参考实际环境中的水位情况，确认好桥下的过水面并根据积累曲线计算出较为准确的过水面积，这样大致可以确定好桥孔的位置和数量，而桥孔的大小要考虑到相应的排洪能力需求，桥梁标高的确定还应充分考虑水利岸线规划要求，因而要和水利部门进行相互配合，方可完成最后的设计。

4.4桥梁的调治和防护
适当考虑增加调治构造物设置，调治构造物的布设，要顺应水势，因势利导，因地制宜。

应结合河段特性，水文、地形和地质等自然条件，桥头路堤位置，同行要求，水利设施等因素综合考虑，兼顾两岸、上下游、洪水枯水位，确定总体布设方案。

水文及河床变形复杂的河段，桥孔和调治构造物布设应做水工模型试验，进行分析验证。

4.5提升养护管理水平
公路桥梁养护管理贯彻“预防为主，安全至上”的原则，提高桥梁的耐久性及安全性。

针对山区桥梁养护管理不足，建立长效机制，提高桥梁养护管理水平。

完善管理制度，根据桥梁养护管理的实际情况，制定相应的政策及制度，提升桥梁养护管理的质量与效率；增加养护管理投入，充足的资金投入，是确保公路桥梁养护管理工作各项工作顺利开展的重要前提，在公路桥梁运输量大增，公路桥梁养护管理工作任务与内容不断增加的背景下，各级交通主管部门应增加对公路桥梁养护管理工作的经费，一方面对原设计标准较低的公路进行及时的改造修建，提升其安全性能和使用性能，另一方面积极引进新的设备和技术，不断提升日常养护管理工作的有效性；强化养护人员队伍建设，提高养护人员待遇，吸引专业技术人员加入养护队伍，定期开展培训活动，通过培训充实养护管理人员理论知识，并以实践为手段提高管理人员业务水平；加强桥梁检查与检测，桥梁管理部门及时对桥梁进行经常性、定期性和特殊性检查，特别在汛期阶段对桥梁和相应的排洪设施进行排查，这主要是分为三个阶段即雨前、雨中和雨后。

5结束语
我国公路桥梁建设处于巅峰发展时期，桥梁建设养护技术日益成熟，但是山区桥梁水毁灾害问题依然突出，为有效预防山区公路水毁，就需要相关部门在桥梁设计、建设及养护综合考虑，各阶段采取相应的措施有效的降低水毁事件的发生，从而有效地在应对山区水毁问题，确保人民的生命财产安全，推动桥梁工程的发展。

参考文献：
[1]陈洪凯,唐红梅,朱绣竹,何晓英,唐兰.山区公路泥石流水
毁灾害研究现状与趋势[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2014 (5):85~91.
（上接第123页）（上接第124页）
3.4.3抗滑与渗水检测
抗滑性能使用摆式摩擦系数仪每间隔200m检测一次，在轮迹带上选择测点，测定标准温度为25℃，需要结合当日温度对摆值修正。

对路面摩擦检测，广泛采用摩擦测试车，对轮与地面间产生的纵向摩阻力测试从而将摩擦系数得到。

采用渗水仪测定路面渗水情况，计算标准为水面从100ml下降到500ml消耗时间。

4结束语
综上所述，对公路沥青路面试验检测是一项复杂且专业的工作，需要检测的项目较多，采用的检测技术也随之多样化，为了提高每一个项目的检测精度与效果，确保公路路面质量达标，就要结合具体路面情况、周围环境、设备条件等选择适合的技术，还要依据沥青路面施工的相关要求，确保采用的试压检测技术符合施工标准，对试验检测过程中存在的问题及时查明原因并修正，提高每一项检测技术操作水平与能力，加强技术创新与优化，为我国公路建设发展提供技术支持。

参考文献：
[1]卢世衡.研究公路工程沥青路面施工现场试验检测技术[J].建材与装饰,2017(31):235~236.
[2]张文学.研究公路工程沥青路面施工现场试验检测技术[J].建材与装饰,2017(7):262~263.
[3]吴定祥,谭龙.研究公路工程沥青路面施工现场试验检测
技术[J].黑龙江交通科技,2016,39(8):162+164.
[4]张鹏.分析公路沥青路面试验检测技术[J].建材与装饰, 2016(2):271~272.
[5]申大坤.公路工程沥青路面施工现场试验检测技术研究[J].黑龙江交通科技,2015,38(3):36+38.
施工厚度，且严格保证上一层工作浇筑完成，才能够进行下一阶段的浇筑工作。

其次，工作人员应合理控制混凝土入模塌落度控制，如果超过控制范围，工作人员能够采用串筒、溜管的方式促使混凝土进行铺筑浇筑和下落，并且运用减速装置，保证混凝土合理入摸。

然后，在混凝土浇筑过程中，切实模板、钢筋、预应力管道等设备的有效控制，避免混凝土浇筑过程中由于设备操作不良从而导致混凝土出现松动、变形、破裂的问题，妨碍了混凝土质量的高效率建设。

针对混凝土振捣工作的进行，工作人员采用插入式振捣棒的方式进行整个工程的开展建设，且严格遵循快插慢拨的原则，保证振捣力度适中，控制好振捣的频率，在振捣过程中避免对钢筋和模板产生碰撞，导致振捣质量低下的问题的出现。

高性能混凝土振捣工作完成的标准，则是施工人员需要对混凝土是否会继续下沉根据现实状况进行判断，且混凝土表面不会出现气泡，则表示整个振捣工作完成，工作人员便完成了整个混凝土的振捣工作。

3.5混凝土养护工作
混凝土养护工作进行过程中，首先，施工人员要通过采用土工布并和喷淋方式避免混凝土出现裂缝，合理控制混凝土表面的湿度，一旦出现裂缝，有效控制，避免对混凝土出现不利的影响。

其次，混凝土在浇筑工作完成后，工作人员则需要进行拆模与检测，工作人员注意混凝土拆模工作的进行时按照反向的组装顺序进行拆除的。

此外，高性能混凝土检测工作进行中，工作人员进行检测需要从混凝土的塌落度、强度、弹性模量、抗冻性能、耐久性、抗渗性能等方面进行检测，如果检测工作中发现存在不足，及时组织工作人员进行改进。

4结束语
综上所述，路桥施工中高性能混凝土作为当前施工建设普遍采用的混凝土种类之一，在实际应用中能够从控制原材料质量、控制配置比、混凝土搅拌和运输、混凝土浇筑和振捣、混凝土养护和检测等方面进行控制，保证高性能混凝土强度和硬度为路桥施工高质量建设发挥贡献作用。

参考文献：
[1]巫海峰.高性能混凝土在路桥施工中的应用[J].建筑工程
技术与设计,2015(27).
[2]任秀伟,杨传辉.浅谈高性能混凝土在路桥施工中的应用[J].民营科技,2014(2):122~122.
作者简介：
李有（1979-）男，汉族，山东莒县人，中级工程师，大学学历，毕业于淄博学院公路与城市道路工程专业，研究方向为公路与桥梁工程。

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