彎橋在農(nóng)村公路中的應用及探討

劉興旺

（丘北縣地方公路管理段，云南 丘北663200）

0 前言

加大農(nóng)村基礎設施建設投入，農(nóng)村公路更是農(nóng)村基礎設施的重要設施之一。主干線公路是主動脈，農(nóng)村公路是農(nóng)村的毛細血管，是通往千家萬戶的生命路、致富路。農(nóng)村公路是農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展的先導性、基礎性設施，是社會主義新農(nóng)村建設的重要支撐。人民生活水平不斷提高，追求生活質(zhì)量日益增長，要求享受度、舒適度越來越來高標準。十八大以來習近平總書記多次就農(nóng)村公路發(fā)展做出重要指示，實現(xiàn)“四好農(nóng)村路”總目標[1]。根據(jù)地方民族文化和自然景觀，實際地形地貌，車輛流量等，著力打造“美麗公路”。

1 農(nóng)村公路曲線段設置直橋存在問題

1.1 曲線段設置直橋存在安全問題

本文針對農(nóng)村公路曲線段設置直橋存在問題進行研究。農(nóng)村公路大多是處于山嶺重丘區(qū)特別是云南的農(nóng)村公路，穿梭在大山與大山之間，跨越河流、溝壑、山谷等。大多數(shù)農(nóng)村公路高差較大，極限大縱坡、小半徑較多。多年來，農(nóng)村公路遇到跨越河流、溝壑、山谷等，處于曲線段中新建的橋梁，大部分設置為直橋。為此，橋梁雖然建好，但也留下安全隱患[1]。

直橋就是橋面中心線在路線平面上為直線的橋梁。在我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姡系燃壍墓坊蛞话愎坊径疾捎弥睒颉?/p>

優(yōu)點是：①設計單位驗算簡單方便，直橋在荷載垂直外力的作用下，產(chǎn)生的扭矩較小，通常不做計算，只對扭矩存在的部位進行局部構(gòu)造處理。直橋重點是針對彎矩進行計算校驗；②施工難度小，直橋不管現(xiàn)澆還是預制，嚴格按照橋梁施工規(guī)范進行控制施工，各項技術(shù)指標很容易達到規(guī)范及設計要求。

缺點是：①在曲線段中設置直橋必須增加兩個小半徑曲線，這樣出現(xiàn)斷臂曲線，容易造成安全事故。例如，我縣管養(yǎng)的某條省道地處事故黑點，100m長的大橋，橋頭兩端受地形限制，設置了兩個小半徑曲線，小半徑、大縱坡和長直線組合在一起，導致該路段發(fā)生了多起安全事故。交警部門、交通部門及安監(jiān)部門對該路段，設置安全警示牌，強行減速帶，鋼筋混凝土護欄等安全防護措施，由于重型車輛長時間下坡制動，慣性及離心力的影響，該路段安全事故還在實有發(fā)生。

1.2 曲線段設置直橋影響舒適性問題

隨著科學技術(shù)和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，目前對公路橋梁的要求越來越高，由于受地形、地物和占地面積的影響，相比較傳統(tǒng)意義的橋梁不在適應現(xiàn)代化的發(fā)展。農(nóng)村公路作為農(nóng)村發(fā)展重要支撐，是鄉(xiāng)村振興建設的重要基礎設施。公路和橋梁的要求也不僅僅是線路的合理性和網(wǎng)絡化，還要求做到舒適性。由于車輛在平面順勢圓滑線路上行駛，曲線段設置直橋，突然在某個曲線段中出現(xiàn)拐點或突變，車輛急剎車和車輛減速，慣性及離心力的影響，造成司乘人員出現(xiàn)眩暈和嘔吐現(xiàn)象。

1.3 曲線段設置直橋影響完美性問題

平面線形基本要求包括直線、曲線和緩和曲線。根據(jù)國家相關(guān)技術(shù)規(guī)范及要求，綜合平、縱、橫結(jié)合施工，力求形成最佳線位，做到路線線形前后協(xié)調(diào)、指標均勻、構(gòu)造物設置合理。曲線段設置直橋，突然在某個曲線段中出現(xiàn)拐點或突變，所致線形外觀和橋梁外觀與周圍環(huán)境整體不協(xié)調(diào)。

1.4 曲線段設置直橋影響生態(tài)環(huán)境問題

環(huán)境保護不僅是我國一項基本國策，也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必經(jīng)之路。從環(huán)境保護的角度出發(fā)，控制線路設計，盡可能在公路建設過程中將對環(huán)境的破壞降到最低，從而滿足社會發(fā)展的需要。農(nóng)村公路曲線段設置直橋，為了減少安全事故的發(fā)生，通過大挖大填處理直橋兩端曲線半徑，嚴重占用耕地林地，造成水土流失，破壞周圍環(huán)境，誘發(fā)地質(zhì)災害。

2 農(nóng)村公路曲線段設置彎橋的分析

曲線段中設置為彎橋：

彎橋通常指橋面中心線在平面上為曲線的橋梁。彎橋在上等級的公路中很常見，大多應用在跨越地形地物和高等級公路平交路口，但應用在農(nóng)村公路中較少。農(nóng)村公路采用彎橋可以大大地提升公路安全性、舒適性、完美性。

這些年來，國家加大對農(nóng)村公路危橋的投入，其中，我縣2013年農(nóng)村公路危橋改造工程新建一座跨徑2孔13m現(xiàn)澆連續(xù)實心板橋彎橋，全橋長度39.06m，橋面寬度8.5m，設置在25m半徑的曲線段內(nèi)，縱坡2.4%，橋面超6%，于2015年完工通車至今未發(fā)生過行車安全事故[2]。彎橋設計及彎橋施工如圖1、圖2所示。

圖1 彎橋設計

圖2 彎橋施工

優(yōu)點：①從來路線選線容易展線，農(nóng)村公路一般是順應地勢進行展線，因此路線設計基本是以曲線為主，在曲線段中設置彎橋，整體平面線型圓滑順暢，使橋梁與路基路面和自然景觀協(xié)調(diào)融合，增加視覺美感，更容易體現(xiàn)出美麗公路的理念；②車輛在行駛過程中，從直線進入曲線時，由于慣性原因，都會向曲線外傾斜。在曲線段中設置彎橋，通過直線段和曲線段進行緩和段按照超高漸變處理，車輛在行駛中，順暢通過不存在傾斜現(xiàn)象，這樣增加了司乘人員舒適感；③農(nóng)村公路一般是順應地勢，在展線中曲線遇到受限路段。在曲線段中設置彎橋，可以避免大填大挖，既減少工程造價又不破壞生態(tài)；④隨著國家加大對農(nóng)村基礎設施建設，農(nóng)村公路是農(nóng)村建設的重要支撐。彎橋的發(fā)展某種意義上體現(xiàn)了一個國家經(jīng)濟及交通的發(fā)展；⑤從安全方面上，在曲線段中設置彎橋，避免了橋和路線形成直角接線（斷臂曲線），減少車輛急拐彎造成的行車安全事故，這種社會效益是不可估量的[3]。

缺點：①彎橋設計時增加設計難度，彎橋不同于直橋，彎橋則在荷載垂直外力的作用下，同時產(chǎn)生彎矩和扭矩，并且相互作用。彎橋的工作特點主要取決于曲率大小，力學分析變化復雜。彎橋結(jié)構(gòu)設計中，必須進行全面的整體空間受力計算分析。所以彎橋設計重難點力學性能的正確把握，對于彎橋設計人員力學分析能力要求高。只要設計單位從彎橋的工作特點，克服彎矩和扭矩產(chǎn)生的最大不利影響，從力學空間整體計算分析把控。合理選取彎橋截面，采用抗扭剛度大的截面，使實際施工與使用過程中結(jié)構(gòu)具有良好的穩(wěn)定性。彎橋截面頂面和底面都要有較大的混凝土面積，能夠較好地滿足配筋要求，有效地抵消正負彎矩。彎橋承重結(jié)構(gòu)與傳力結(jié)構(gòu)必須相結(jié)合，使各部件能共同參與受力，這樣便于在實際施工中的操作，更能收到經(jīng)濟效果；②施工難度大，不管是T型梁板橋，還是其他曲線箱梁橋。彎橋施工工藝比直橋更為復雜，要求更細更高，從橋臺、橋墩點位都提高精度，否則其改變彎橋力學結(jié)構(gòu)。特別是鋼筋加工安裝難度較大，根據(jù)鋼筋設計位置精準布筋，配筋設計時充分考慮了扭矩效應。對于農(nóng)村公路，多數(shù)地方不通電，受地形地貌限制，地處偏遠又不能集中拌和，需要靠發(fā)電機和小型拌和機拌制，很難保證各部件強度。

綜上所述，農(nóng)村公路設置彎橋雖然相比直橋設計、施工難度大，不經(jīng)濟，但路線順適圓滑美觀。從安全方面，大大降低了安全事故發(fā)生的概率。環(huán)境保護方面，減少占用耕地林地，減少水土流失，保護生態(tài)環(huán)境。

3 結(jié)語

前些年落后的農(nóng)村公路網(wǎng)絡使農(nóng)村居民的生活條件未能隨著經(jīng)濟發(fā)展而得到同步改善，農(nóng)村自給自足的消費環(huán)境沒有得到根本改變。農(nóng)民難買難賣的一個客觀條件就是出門難問題，解決農(nóng)村問題的關(guān)鍵是加快城市化進程，解決農(nóng)業(yè)問題的根本是調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，解決農(nóng)民問題的核心是增加農(nóng)民收入，而所有這些都離不開便捷高質(zhì)量的農(nóng)村公路。橋梁是農(nóng)村公路的重要組成部分，橋梁形式選取是決定農(nóng)村公路運營使用中安全事故發(fā)生率的關(guān)鍵。根據(jù)習近平總書記指示創(chuàng)建“四好農(nóng)村路”，建好農(nóng)村公路是一項重要指標，農(nóng)村公路曲線段設置彎橋是提高農(nóng)村公路技術(shù)標準，是打造“美麗公路”奠基石。從交通發(fā)展的整體性、協(xié)調(diào)性、可持續(xù)性來講，加強農(nóng)村公路彎橋建設，就是促進路網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和協(xié)調(diào)發(fā)展，充分發(fā)揮路網(wǎng)整體性功能，提高綜合服務能力。