公路桥梁在设计中常见问题的浅析

发表时间:2020/9/15   来源:《工程管理前沿》2020年第14期   作者:马亚军 郑亮
[导读] 本文首先介绍公路桥梁设计的意义,接着分析了公路桥梁在设计中的常见问题,主要包括:公路桥梁设计的安全性问题、耐久性问题及美观性问题。
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        摘要:本文首先介绍公路桥梁设计的意义,接着分析了公路桥梁在设计中的常见问题,主要包括:公路桥梁设计的安全性问题、耐久性问题及美观性问题。文章在最后讨论了公路桥梁设计的相关解决措施,初步解决了上述存在的问题。
        关键词:公路桥梁;技术;设计
        随着我国经济与社会的快速发展,道路交通量越来越大,伴随着近年来恶性交通安全事故的频发,使人们对于公路桥梁工程的总体水平有着越来越多的关注。公路建设的不断发展,带动了公路桥梁设计水平及施工水平的提高,但在公路桥梁实际建设过程中,依旧存在着一些问题,例如公路桥梁的设计深度问题。在项目进行过程中,工程技术人员需要尽可能地满足国家及行业相关规范、规程要求,对所开展项目中公路桥梁设计遇到的问题,提出相应的解决措施,尽可能的完善设计方案,进而有效提高公路桥梁的设计水平,保证公路项目的安全性及经济效益,在一定程度上推动公路事业的健康发展。
        一、公路桥梁设计工作的意义
        随着当前公路建设步伐地加快,公路规模越来越大,覆盖范围越来越广,城市发展对于公路桥梁设计的要求也越来越高。桥梁设计工作极大得影响着公路桥梁的耐久性,工程技术人员必须在设计工作过程中,在尽最大可能地保证项目质量,尽可能地提高其耐久性的前提下,提高车辆驾乘人员的使用满意度。公路桥梁设计工作是开展具体施工的技术指导,对于整个公路桥梁安全性、总体质量及桥梁美观性有着至关重要的影响。
        二、公路桥梁设计中常见问题的分析
        (一)公路桥梁设计的安全性问题
        安全是工程技术人员开展具体工作最重要、最基本的要求。公路桥梁建设工程的安全性,在一定程度上保证了施工人员的生命安全以及施工企业的财产安全;保证了公路桥梁在使用过程中行人以及车辆的安全。保证公路的安全运行,对地方经济、社会发展有重大意见。工程技术人员在进行桥梁设计时,首先要考虑安全性问题,例如整体性、抗撞性、抗风性、抗撞性及国家强制性条文的执行情况等,但在开展桥梁设计工作的实际过程中,有些工程技术人员往往只是简单的考虑安全性的表面问题,并没有结合实际情况开展整体性的安全思考,没有对公路桥梁的整体结构及各构件进行有效的安全验算,并预留一定的安全冗余。跨线桥及通航河流上的桥梁设计时必须对桥梁下部及基础构件的防撞进行验算,并采取切实有效的措施以防止外力碰撞桥梁基础,进而导致恶性安全事故。在地震设防烈度7度及以上区域进行桥梁设计,需加强桥梁抗震的设计,特殊情况时,需进行专门研究。同时在桥梁设计中,须严格执行国家强制性条文。但是在实际工作中,因种种原因未能将所遇的问题考虑周全,导致不能保障公路桥梁的正常安全使用或桥梁存在一定的安全隐患。
        (二)公路桥梁设计的耐久性问题
        根据现行规范,公路桥涵结构的设计基准期为100年。公路桥梁设计人员在开展具体工作过程中,需要重点考虑公路桥涵结构耐久性设计。为在一定程度上保证公路桥梁的耐久性,工程技术人员必须要进行综合性的设计,不仅需要将设计的目光放在实际的施工操作过程中,还需要将设计的目光放在公路桥梁后续的维修养护工作上。公路桥梁后续的维修养护工作往往会出现较多的意外,为了尽可能避免不同因素对整体工程耐久性带来的不利影响,工程技术人员必须有效地提高公路桥梁设计的质量。但在实际公路桥梁的设计工作中,工程技术人员并不能充分的考虑到所有影响公路桥梁耐久性的因素,导致设计方案的理想使用寿命与实际寿命存在一定的时间误差,究其原因,主要是工程技术人员未能综合的考虑施工因素和环境类别,尤其是气候及地形等原因。
        (三)公路桥梁设计的美观性问题
        随着当前人们生活品质的日益提高,对于桥梁工程的美观性,人们也有了很多的关注。工程技术人员在开展公路桥梁设计工作的同时,不仅仅需要考虑工程的安全性以及耐久性,还需要结合公路的整体形象来考虑公路桥梁的美观性。在实际情况当中,公路桥梁-尤其是距城镇较近、过往行人较多的公路桥梁-的设计工作往往在艺术美观性方面存在一定的质量缺陷,在工程后续使用过程中几乎不能感受到设计的美感,公路桥梁也未能很好的融入到周边环境,与周边的环境共同营造一种整体的协调美感。


        三、公路桥梁设计问题的初步解决措施
        (一)公路桥梁的安全性设计
        工程技术人员在开展公路桥梁设计工作的同时,必须要充分考虑到其安全性问题,在具体设计过程中,首先要满足规范要求,特别对国家强制性条文的执行。设计单位应采取切实措施,完善校审制度,以保障设计文件满足国家及行业相关规范、规程的要求。
        设计过程中要关注抗震性的设计。需要尽可能的结合当地的地质条件判断有可能出现的地震等级,根据相关抗震设计规范,尽可能的提高公路桥梁的抗震能力,并预留一定的冗余度,满足项目的抗震要求。
        工程技术人员在进行防撞设计时,需要注意被动防撞设计以及主动防撞设计。被动防撞设计是公路桥梁防撞设计中的主要有效措施,被动防撞设计的工作原理主要是通过公路桥梁的工程构造优化来有效提高桥梁的被动防撞效果。主动防撞设计的主要设计要点是工程技术人员在工程施工过程当中安装有关的防撞惊醒设备,在一定程度上降低防撞的发生可能性;还有如设置防撞墩、防撞护栏等设施,避免外力直接撞击桥梁下部结构及基础,以减小撞击能量,以达到保证桥梁结构安全。
        (二)公路桥梁的耐久性设计
        工程技术人员为尽可能地提高公路桥梁的耐久性,需要在设计过程中,对公路桥梁的疲劳损伤进行相关的研究。疲劳损伤的主要产生方式是由于桥梁在使用过程中,外荷载在公路桥梁的内部产生对应的应力,进而导致公路桥梁的内部结构发生变化而导致的损伤。公路桥梁的前期疲劳损伤很难通过肉眼发现,但是长期时间积累的疲劳损伤,如果不采取有效措施,会对整体的公路桥梁带来严重影响,甚至会出现公路桥梁坍塌的极端后果。工程技术人员不仅需要在设计工作中充分考虑减少疲劳损伤的相关设计,还需要在公路桥梁后续的维修养护工作中及时发现结构的疲劳损伤,一旦发现需要立即采取有效措施,尽可能的抑制疲劳损伤,减少其对整体公路桥梁的负面影响。
        工程技术人员在开展设计工作时,还需要考虑公路桥梁在后续使用过程中,可能会遇到的超载问题。车辆的超载往往会导致公路桥梁自身存在的疲劳损伤程度加重,在一定程度上加剧公路桥梁的内部结构损坏,加速公路桥梁的破坏,缩短公路桥梁的使用寿命。工程技术人员必须要充分考虑到公路桥梁内部的疲劳损伤,以及后续使用过程中可能会出现的车辆超载对公路桥梁耐久性带来的负面影响,尽可能地对公路桥梁结构设计进行有效的优化调整,设计时预留一定的冗余度,在一定程度上有效地延长公路桥梁的使用寿命。
        (三)公路桥梁的美观性设计
        随着人们日益增长的精神文化需求,对于公路桥梁工程的美观性设计,也是工程技术人员不得不重视的一项重要工作内容。公路桥梁由于受工程造价、工期等因素的影响,工程技术人员一般较少的关注桥梁美观性设计。条件允许时,重要的公路桥梁在进行美观性设计过程中,工程技术人员需要尽可能的结合公路桥梁附近的周边环境,将工程有效融入到附近环境之中,保证整体的美观性。
        对于项目中有景观要求的公路桥梁,还需要在其设计过程中充分发掘当地的人文特色以及历史渊源,工程技术人员需要结合当地的历史文化以及城市文化,尽可能的将其有效融入到公路桥梁设计工作中,在一定程度上提升公路桥梁的艺术价值以及美观程度,进而提升公路的整体水平,为城市景观增加新的亮点。
        结束语
        随着当前公路行业的快速发展,人们对于公路桥梁有着越来越高的要求,不仅需要质量与安全的有效保障,还需要充分的满足当地自然环境以及社会发展的实际需求。综上所述,当前公路桥梁在设计工作当中依然存在较多问题,工程技术人员需要在公路桥梁工程的安全性,耐久性以及美观程度等方面进行综合的设计考量,以提高公路桥梁的整体水平。
        参考文献:
        [1]肖林朵,涂远明.公路桥梁勘察设计中CAD的应用[J].交通世界,2019(32):92-93.
        [2]陈晓明.勘察设计在公路桥梁中的问题分析[J].工程建设与设计,2017(04):102-103.
        [3]李文勇.公路桥梁勘察设计的注意事项[J].交通世界(工程技术),2015(12):42-43.
        [4]陈奉民.关于山区高速公路桥梁勘察设计技术的思考[J].公路交通技术,2013(03):74-78.
        [5]公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2015).
        [6]公路工程抗震规范(JTG B02-2013).
       
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