PDF下载
乡村石拱桥在新农村建设中的保护与治理

唐盛辉

湖南科技大学,湖南湘潭,411100

摘要: 随着我国新农村建设的推进,乡村石拱桥在农村地区面临着“困境”。作为人类工程技术和文化遗产的重要组成部分,乡村石拱桥的保护和传承刻不容缓。本文以乡村石拱桥所面临的“困境”为出发点,详细介绍了石拱桥病害产生的两大主要因素:环境影响和人为影响,并深入分析了石拱桥病害形成的根本原因。针对不同类型的石拱桥病害,本文从上部结构和下部结构两个方面提出了相应的加固处理方法及其所能达到的效果,一定程度上为乡村石拱桥的修复与保护提供了技术支持和指导。
关键词: 石拱桥;石拱桥病害;加固处理;保护与修复
DOI:10.12721/ccn.2025.160025
基金资助:
文章地址:

引言

近些年来,随着经济和交通的不断发展,我国城市化进程不断加快,建设社会主义新农村成为我国现代化建设的重大战略目标和任务。然而,生产和建设活动的激增也使得农村传统文化进退维谷,首先表现出来的就是传统建筑环境的破坏。一方面,大量的旧有建筑被悉数拆毁或者改造,优秀的乡土建筑遭到严重的破坏;另一方面,原有人工环境的消失使得当地的传统文化失去了相应的生存空间,导致村镇文化景观建设单一,发展千篇一律,毫无特色。在这一背景下,新农村石拱桥的发展不容乐观。而作为历史的见证者,乡村石拱桥保护与传承应刻不容缓,我们不仅要从意识上、政策上、行动上给予其保护,更要专业地、科学地“对症下药”。

石拱桥的“困境”

石拱桥是利用抗压性能较好的石料建造的拱桥,构造简单、就地取材、普及化程度高,且结构上巧妙利用力学原理,承载潜力大、坚固耐用。石拱桥在我国普遍存在,是我国桥梁的基本组成部分。石拱桥中最著名的,当属由李春设计修建成的赵州桥,历经1400多年的岁月沧桑,仍是目前世界上尚存的跨径最大的古代石拱桥。即便如此,屹立如此之久的赵州桥,也修缮了8次。虽然石质的材料对环境具有弱敏感性和超强耐腐蚀力,且硬度远超同为建材的木材、陶瓷、土等,在质地上有着得天独厚的优势,但是在漫长的岁月中,仍然不能避免自身材料的退化和环境的影响带来的损伤,再加之受人类活动的影响,或多或少会出现病害,如风化、倒塌、断裂破碎和缺失等。根据大量文献和新闻调查发现,石拱桥产生病害的原因主要来自两个方面:环境影响和人为影响[1]。

(一)环境影响

环境影响是最为重要,也是最为显著的一点。石拱桥主要存在于露天环境和浸水环境这两种自然环境中,在自然环境的长期影响下,不可忽视的病害产生最多。从露天环境来看,石拱桥直面大自然,受地质、气象、水文和人文的影响较大,同时还要承受温度变化、湿度变化、降雨降雪、流水侵蚀、地震、台风等各种自然灾害的影响。从浸水环境来看,浸水环境会使得石拱桥的部分结构长期处于浸水状态,从而加快对拱桥结构的侵蚀[1]。

石拱桥在环境因素的影响下,主要受到的破坏力如下:

①温差变化引起的内部应力;②冻融作用;③盐结晶引起的膨胀;④风、沙、雨水的冲蚀;⑤地表径流的侵蚀作用;⑥重力作用带来的沉降及解除其作用带来的层裂现象;⑦偶然外力作用,如地震力。

(二)人为影响

人为影响主要是个人行为和社会行为的影响。

从个人行为来说,可以分为四类:一是石拱桥在施工过程中,没有按照设计进行施工;二是人为地对石拱桥进行破坏,比如在农村建房过程中超负荷拖运建材,会降低石拱桥的使用寿命;三是发生车祸时,车辆撞击在护栏上而产生巨大的冲击荷载;四是在桥下行船时,由于船只过高而碰撞桥底或水位较高时船顶剐蹭桥身,船只行驶不当导致撞击桥台或基础等。

就社会行为看,社会发展对石拱桥的使用也有着不小的影响:一是随着社会主义新农村建设的不断推进,农村环境得到了很大的改善。在村道修建上,会根据实际情况对原有的石拱桥进行拆除。此外,乡干部和村干部难免会干出政绩工程,于是,废弃农村原有的石拱桥,修建易于施工但千篇一律的梁桥。二是我国道路网在不断完善和建设的过程中,道路选址对原有乡村石拱桥的处理;三是随着人民生活水平的提高,当地居民的用车需求也不断攀升,原有石拱桥不再满足日常需求。

石拱桥的“症状”

石拱桥由上部结构和下部结构两部分组成,上部结构由拱圈及拱上建筑构成,下部结构由墩台和基础组成。下面将从上部结构和下部结构两大部分介绍石拱桥主要存在的病害类型。

(一)上部结构

主拱圈开裂

病害表现:主要有横向开裂与纵向开裂。主拱圈横向开裂多发生在拱顶下部或拱脚上部,有时甚至会开裂至拱壁,如图1所示。

拱脚产生位移

病害表现:拱脚发生外移、内移或沉降等位移变形。

拱石风化、水蚀

病害表现:拱石表面出现粉末以及白灰色的屑状覆盖层,有的或呈鱼鳞状脱落。

桥面开裂、坑槽或不平整

病害表现:行车道出现开裂、坑槽或不平整,降低了行车的舒适性也降低了桥梁的美观。

桥梁栏杆变形或断裂

病害表现:桥梁栏杆发生断裂、错位、损毁、扭曲等,如图2所示。

11.png下部结构

基础、墩台不均匀沉降

病害表现:桥体倾斜或桥身转动,桥身开裂等。

基础、墩台冲蚀严重

病害表现:经过长期的流水冲刷侵蚀,地基和墩台都受到严重的破坏,基础里的基底容易被冲刷形成空洞,墩台则会出现表面受损,台柱变细,表面石头和砂浆外漏等情况,如图3 、图4所示。

12.png石拱桥的“治理”

石拱桥的病害类型多样而复杂,因此在处理过程中应根据实际情况 “对症下药”,确保有效解决问题。 “治理”不仅要从症状出发,也要从环境入手。

从处理病害的角度出发,首先要对病害的情况进行评估,对于承载能力不足或是几乎丧失使用功能的石拱桥,应当根据实际情况,进行紧急限行维护或是舍弃。其他情况,则需要依据评估情况,进行加固处理。

在进行加固之前,要明确加固目的,加固性质和加固功能[1]。根据经验,大致可以分为强度加固、刚度加固、耐久性加固和抗震加固四种。要根据桥梁病害检测分析和鉴定评估结果,合理选择加固方法。

结合前文第二节关于介绍病害的描述方式,下面将从上部结构和下部结构两个部分进行分开描述:

13.png下部结构

14.png要实现乡村石拱桥的维修与加固,单单治理病害是远远不够的,而是要从大环境出发。

当地政府不仅要有保护和维护乡村石拱桥的意识,更要落实政策保护,积极在各乡各镇各村进行宣传,使村路村桥的保护深入村民意识之中。当地政府还应组织有关部门定期对乡村石拱桥进行监测,如裂缝监测、基础沉降监测、挠度监测等。

结论

为持续深入推进新农村建设,乡村石拱桥应成为新农村建设的重点维护对象之一。乡村石拱桥在保证当地居民通行安全的同时,更要顺应农村发展需要,考虑到当地与日俱增的行车需求。因此,研究石拱桥病害的产生方式和治理方法具有重要的现实意义。本文得出研究结论如下:

环境影响和人为影响是导致乡村石拱桥产生病害的主要原因。其中环境影响是最为显著的影响,人为影响主要体现在人们日益增长的需求上;

石拱桥的病害多样而复杂,分布在上部结构和下部结构上。主拱圈开裂、拱石风化、水蚀导致出现的渗水都是比较常见的病害;

石拱桥病害在处理过程中应根据实际情况 “对症下药”,需要对病害的情况进行评估,在明确加固目的、加固性质和加固功能后,再进行加固处理;

此外,当地政府应和乡村居民同心协力,不仅要在思想上认识到石拱桥保护的重要性,更要躬行实践,将乡村石拱桥保护落到实处。

参考文献

[1]赵丹.石拱桥的健康监测与保护研究[D].聊城大学, 2015.

[2]张亚杰.石拱桥安全性评估和加固方法研究[D].西南交通大学, 2018.

[3]刘娜.湖南农村石桥文化与乡村景观[D].长沙:湖南大学, 2008,48.

[4]徐勇.拱桥的起源与石拱桥的发展[J].世界桥梁,2013,41(03):85-92.

[5]杨亚丹.河北重要古桥的保护与展示[D].南京师范大学,2018.

[6]刘雅慧.中国古代拱桥的功能及其文化内涵研究.[D].长沙:湖南大学, 2015,7-11.

[7]金杰.石拱桥的发展与保护[J].黑龙江科技信息, 2015,1.

[8]肖相国.浅议如何建设社会主义新农村[J].现代农业研究,2021,27(03):70-71.

[9]郭燕平.既有提载石拱桥承载能力评定与维护实践[J].福建建设科技,2020(06):77-80.