道路桥梁设计中存在的问题及改善对策 李唐樑

发表时间:2020/12/28   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:李唐樑
[导读] 摘要:路桥工程是国家基础设施工作的重要一环,建造的质量不但影响各方经济效益,还影响着未来城市的发展及居民生命财产的安全。
        海南省交通规划勘察设计研究院  海南省海口市  570000
        摘要:路桥工程是国家基础设施工作的重要一环,建造的质量不但影响各方经济效益,还影响着未来城市的发展及居民生命财产的安全。桥梁设计工作作为整个基础建设的根本,从项目的准备阶段决定着工程建设的质量、成本、安全以及工期等目标是否能够顺利实现,因此,城市道路桥梁设计工作具有非常重要的现实意义。当前,在城市道路桥梁现实设计过程中仍旧存在一定不足,需要抓住城市道路桥梁设计过程中的关键要点,采取有效措施克服存在的问题,确保城市道路桥梁建设能够更好地适应城市发展需求。
        关键词:道路桥梁设计;问题;改善对策
        1 道路桥梁设计原则及未来的发展趋势
        1.1 道路桥梁的设计原则
        随着中国城市化进程的加快和城乡建设的快速发展,为了快速适应现代发展的需要,公路工程建设的不断增加已提上议事日程。作为道路工程的重要组成部分之一,桥梁建设的施工流程和技术水平发展速度非常快。近年来,随着人们生活质量的不断提高,对桥梁提出了更高的要求,依据安全、耐久、适用、环保和美观的设计原则,如何通过统筹设计将桥梁的现实功能、环境和当下的审美要求,是当设计人员面临的一大挑战。公路桥梁是体现城市建设和发展的名片,在设计过程中应体现以下几点:(1)设计结构新颖。(2)设计内容丰富。(3)设计中采用的技术与理念要先进。
        1.2 道路桥梁的发展趋势
        我国道路桥梁建设虽然取得了一些成绩,特别是在近年来大跨径桥梁的设计施工方面取得了宝贵的成功经验。桥梁设计发展的趋势体现在3点,1)、设计的手段由原先的二维平面设计向三维模型设计转变。2)、设计的理念由原先安全、经济增加了环保和美观。3)、景观桥梁更趋向使用强度更高、可塑性更好、重度更小和更加环保的高性能混凝土。4)、桥梁设计理论更加完善,包括钢桥、耐久性和抗震等设计理论和规范的具体完善。5)、未来桥梁设计将紧密与创新型智能交通相结合,这是我国未来交通发展的主要思路。同时,我们还可以借鉴国内外一些较为成功的案例进行研究分析,突破传统。
        2道路桥梁设计的实际问题
        2.1项目管理体系不尽合理
        从项目立项至项目实施的管理体系,决定了道路桥梁设计工作的地位以及周期,结合当前国内道路桥梁项目的设计实际来看,存在一系列隐患,这包括工程项目落地实施的周期较短,而且设计的时间较紧,桥梁的设计只能首选设计较为成熟的常规预制装配式桥梁,造成常常仅满足于最低的安全标准,而忽视了许多关乎桥梁关于美观环保等的重要细节,从本源看,这是因为缺少合理的项目管理体系作保障。
        2.2理论体系的不完善
        科学的理论体系是桥梁设计的基础,比如新规范提出的耐久性和抗震设计理论。耐久性对于道路桥梁工程的影响越来越受到重视,是影响整个工程安全度和使用寿命的重要因素。工程耐久性的高低,又同时受到施工材料设备、技术方法、设计及管理质量和养护手段及方案等多方面影响。而往往在道路桥梁的设计过程中,通常桥梁的承载力是最受设计人员重视的,耐久性却极易被轻视或者忽视,相对于桥梁整体的承载力计算,耐久性的研究更关注于细节,更注重于对桥梁施工和养护经验的累积。《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/3310-2019)提出将桥梁分部位设计,将各个部位划分为可更换和不可更换构件,然后规定了各种构件的设计使用年限,由此指导设计时要对症下药,在关键的部位重点设计,可更换的部位采取功能性设计并且还需考虑更换的施工难易。规范还细分了环境类别,对于桥梁耐久性设计工作进行了更加细致的指导。包括抗震、钢桥等理论的发展仍然有待完善,理论体系是决定桥梁当下设计高度。
        2.3匝道桥独柱墩梁桥倾覆问题
        对于匝道桥的设计和使用来说,独柱墩的使用能减少原本就紧张的城市用地,更大限度释放桥下空间,位于城区的匝道桥梁大多数可以长期保持良好稳定的运行状态,这在很大程度上源于养护维修到位,可以为桥梁运行保驾护航。独柱墩梁桥倾覆必然会伴随着超载车辆的问题,因此在当前的设计工作中,必须考虑超载时偏载工况。对于桥梁倾覆问题的本质是桥梁稳定性的设计问题,但是超载车辆管制仍然是避免该类事件的最有效的办法。一般来说,曲线匝道桥的抗倾覆能力比相同规模跨径的直线匝道桥更好。从结构体系上而言,独柱墩不是必然会出现倾覆问题,倾覆风险最高的是一联桥内连续独柱独支座的非常规体系。


        3道路桥梁设计改善对策
        3.1合理选择设计方案
        公路桥梁设计方案是指导路桥工程建设的根本。在相应设计方案确立过程中需要做好现场调研及勘察工作,充分考虑公路桥梁施工过程中涉及的各项因素,遵循实事求是原则,结合实际确保设计方案为现场施工提供便利,以便达到预期的建设目标。在设计方案选择过程中遵循基本设计原则,综合分析各方影响因素,建立各种不同类型的模型,掌握工程特点及需求,对设计方案的优劣进行全面的分析,将相对复杂的问题进行分解,以便掌握影响工程建设的相关因素,结合工程实际需求进行筛选。
        3.2提高设计美观性
        在进行公路桥梁设计时,不仅考虑桥梁的功能性,还要重视提升桥梁的美观性。设计人员可以结合城市道路桥梁外形、当地风土人情及文化特征,在保证实现桥梁功能的基础上设计美观性较高的结构。还可以借助新工程建设材料,利用诸如混凝土、石料、玻璃钢、合金、木材等材料创新桥梁的造型。在桥梁照明,护栏,桥墩和拱圈上结合景观设计,提高桥梁的观赏性。
        3.3合理选择施工技术
        公路桥梁设计过程中需要考虑当前施工技术水平,并且设计方案的实施也需要依靠相应的施工技术作为支撑。因此,相对质量要求较高的桥梁设计方案需要配套的施工技术予以保障,设计人员在进行方案设计时,要注意对综合施工技术条件、工艺流程等因素进行考虑,确保方案与技术不脱离。同时,要考虑公路桥梁运营过程中的维护问题,保证桥梁的可持续运营。
        3.4注重设计安全
        当前,不少桥梁设计人员在进行设计工作时只注重对桥梁结构强度进行理论验算。强度只是桥梁安全性能的一个方面,稳定性、耐久性和抗震性都是桥梁安全的重要性能,对桥梁安全性需求考虑不周,将导致设计方案缺陷,需要采取有效措施提升城市道路桥梁实用性、安全性设计水平,充分考虑城市道路桥梁投入运营后可能存在的维护问题、超载问题,结合桥梁使用发展需求,积极引进新思路、新技术进行桥梁最优化设计。
        3.5明确使用寿命影响
        高等级道路中的公路桥梁主体结构使用寿命为50年或者100年,在桥梁工程建设需要投入大量的人力、物力、财力等建设成本,因此设计过程中在采取有效措施保证桥梁安全性的基础上,尽可能的延长其使用寿命,并满足经济、社会发展需求。这主要是由于延长公路桥梁使用寿命可以有效降低工程建设成本,同时,减少工程施工过程中造成的交通堵塞问题。在工程设计之初就要考虑公路桥梁所在地区未来交通量的增长,选择合适的桥梁规模,选择与当地养护部门易于养护的结构形式,并进行耐久性设计,在保证安全的前提下,从构造设计和运营养护方面共同延长桥梁使用寿命。
        3.6提高公路桥梁的设计水平
        对桥梁工程质量产生影响的最重要的因素就是桥梁的设计。在桥梁设计的过程中需要花费一定的时间,建设单位一定要给予设计人员充足的时间,让设计人员充分做好准备,确保设计质量。与此同时,在道路桥梁设计的时候一定要具有创新精神,敢于进行尝试,但也需要注意保证桥梁设计的质量,一定要将创新技术和固有技术进行有效的融合,依照实际情况合理地对新技术和传统技术进行使用。在对桥梁构造进行设计的过程中,一定要选择一些易控制、易检查、低风险的设计方案。另外,对于一些大型的道路桥梁工程一定要以严格的要求,本着严谨的态度来进行设计,仔细对各个关键部位进行审核,让道路桥梁设计过程中出现的安全隐患减少,确保设计的质量。
        结束语
        总之,中国经济的发展也为公路和桥梁等交通基础设施建设行业带来了发展机遇,实现了跨越式发展。同时,在我国路桥建设行业高速发展中存在着诸多问题和隐患,桥梁结构的耐久性、稳定性和抗震性的设计缺失,使得桥梁正常使用寿命的下降,同时埋下了巨大的安全隐患。道路桥梁的安全运营,与其所在道路的整体养护状况紧密相关,同时也关系到与之相关人的生命财产安全问题。因此桥梁设计工作者一定要十分重视桥梁耐久性,稳定性等细节,才能保证桥梁工程的质量和安全。
        参考文献:
        [1]赵燕.道路桥梁设计中的常见隐患及处理办法[J].中国新技术新产品,2018(22):21.
        [2]于慧娟.道路桥梁设计中的隐患及其解决对策[J].企业科技与发展,2017(15):37-39.
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