道路橋梁設(shè)計的現(xiàn)狀與改善策略探討

崔明偉

（鄭州市市政工程勘測設(shè)計研究院，鄭州 450000）

1 引言

近年來，我國社會經(jīng)濟呈現(xiàn)出了迅猛發(fā)展的態(tài)勢，城市化進程的加快以及城鄉(xiāng)一體化的發(fā)展，使得道路交通運輸系統(tǒng)的重要性越發(fā)凸顯。在道路橋梁設(shè)計中，不僅需要關(guān)注工程所處區(qū)域的地質(zhì)條件以及橋梁工程的強度需求、質(zhì)量標準等，還應該將環(huán)境因素、交通流量等考慮在內(nèi)，同時積極借鑒國內(nèi)外一些先進道路橋梁工程的設(shè)計經(jīng)驗，這樣得到的設(shè)計方案才能真正確保道路橋梁工程的合理性，促進其使用壽命的延長。

2 項目概況

某跨河橋上部結(jié)構(gòu)采用78 m＋120 m＋78 m 三跨預應力混凝土變截面連續(xù)梁，主梁左右幅均采用單箱雙室斷面，單幅橋箱梁頂板寬14.05 m，底板寬9.05 m，翼緣懸臂寬2.5 m；主梁根部梁高7.8 m，跨中梁高3.0 m，按1.8 次拋物線變化；頂板厚0.3 m，底板厚度由跨中0.3 m 按1.8 次拋物線變化到根部的0.7 m；腹板厚度在中跨的跨中段為0.4 m，根部0.6 m，在10 號塊由根部60 cm 變化到跨中的40 cm；主梁在梁端設(shè)置1.8 m 寬橫梁。主梁采用懸臂澆筑法施工，各單“T”用掛籃懸臂對稱、平衡澆筑施工直至各單“T”最大懸臂，然后澆筑邊跨合龍段，待邊跨合龍段完成后繼續(xù)懸澆不平衡梁段直至中跨合龍；根據(jù)施工方法，對主梁進行了梁段劃分，具體如表1所示。工程的結(jié)構(gòu)相對復雜，設(shè)計難度較大，對于設(shè)計方案的科學性以及可行性有著較高的要求，需要設(shè)計人員重視起來，做好工程的設(shè)計工作[1]。

表1 梁段施工方法

3 道路橋梁設(shè)計的現(xiàn)狀

3.1 設(shè)計方案亟待完善

道路橋梁工程的施工建設(shè)是一個長期性復雜性的過程，涉及內(nèi)容眾多，工作量巨大，設(shè)計耗時長，設(shè)計方案很難有效展開。新的發(fā)展環(huán)境下，社會經(jīng)濟不斷進步，工程設(shè)計人員在思想認識方面，也應該緊跟時代發(fā)展的腳步，對設(shè)計理念進行創(chuàng)新。而從實際情況分析，不少設(shè)計人員在針對道路橋梁工程進行設(shè)計的過程中，存在著設(shè)計方案老舊的問題，影響了道路橋梁事業(yè)的發(fā)展。完善的設(shè)計方案則可以確保道路橋梁工程施工建設(shè)的順利進行，促進其質(zhì)量的提高?，F(xiàn)如今，很多道路橋梁工程都存在著設(shè)計方案亟待完善的情況，究其原因有設(shè)計時間較短，或者缺乏對各方面影響因素的充分考慮，缺乏對先進工藝技術(shù)和施工材料的合理應用等，無法滿足道路橋梁工程建設(shè)的需求[2]。

3.2 道路橋梁檢測維修工作需要合理規(guī)劃

道路橋梁工程建設(shè)完成后，在運行中會受到各種因素的影響，這些因素可能引發(fā)相應的質(zhì)量及安全問題。對此，有關(guān)部門需要做好道路橋梁的監(jiān)測和維護工作，從橋梁的實際情況出發(fā)，對檢測維修工作進行合理規(guī)劃。道路橋梁檢測不僅是橋梁安全使用的一個重要保障，也能夠為道路橋梁建設(shè)提供先進的技術(shù)理論支撐，而道路橋梁維修則可以對工程中存在的質(zhì)量隱患和安全問題進行處理，保證橋梁使用的安全性，延長其使用壽命。但是從目前來看，很多道路橋梁工程在施工設(shè)計環(huán)節(jié)，都缺乏對于設(shè)計方案的全面分析和論證，橋梁施工過程中也沒有做好質(zhì)量跟蹤管理，最終橋梁雖然在強度和質(zhì)量方面達到了驗收標準，但是后續(xù)使用過程中，容易出現(xiàn)各種各樣的質(zhì)量安全問題，如果不能對檢測維修工作進行合理規(guī)劃，則無法及時發(fā)現(xiàn)和處理道路橋梁中存在的各種問題，影響工程正常運行的同時，還可能引發(fā)相應的安全事故和人員傷亡[3]。

3.3 瀝青混合料以及礦料級配不高

在道路橋梁工程施工建設(shè)中，部分工程設(shè)計人員存在著專業(yè)素質(zhì)不高的問題，在進行方案設(shè)計的過程中，沒有能夠?qū)⒌缆窐蛄汗こ痰膶嶋H情況考慮在內(nèi)，選擇的材料并不能很好地滿足工程實際需求。部分施工企業(yè)為了能夠?qū)崿F(xiàn)自身利潤的額最大化，盲目追求成本及控制，選擇較低級別的瀝青混合料和級配礦料，導致道路橋梁工程的質(zhì)量相對較差。以鋼筋混凝土材料為例，結(jié)合JTG D60—2004《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)劃》的要求，不管是混凝土、鋼筋混凝土還是預應力混凝土結(jié)構(gòu)，其線膨脹系數(shù)都應該被控制在1×10-5℃。我國幅員遼闊，不同區(qū)域有著不同的氣候條件和溫度條件，因此在不同地區(qū)，道路橋梁結(jié)構(gòu)的有效標準溫度會存在較大的差異性，瀝青混合料和礦料同樣需要考慮各種因素的影響，如果其級配較低，無法滿足道路橋梁的需求，則工程的質(zhì)量也無法達到預期要求，更會給道路橋梁工程的運行安全埋下隱患[4]。

3.4 存在差異沉降現(xiàn)象

不少道路橋梁垮塌事故都是因為設(shè)計和施工中存在的隱患，事故的發(fā)生在導致人力物力資源浪費的同時，也引發(fā)了巨大的人員傷亡。在道路橋梁工程中，存在著差異沉降的現(xiàn)象，容易引發(fā)相應的橋頭跳車問題。簡單來看，橋頭跳車指橋梁和公路路基交接位置，因為橋梁兩端支撐結(jié)構(gòu)與路基連接的建筑物和填方路基的沉降不一致，引發(fā)了橋頭交接位置的高度差異，車輛在經(jīng)過時會出現(xiàn)顛簸和跳躍的情況。橋頭跳車會影響行車的舒適性，嚴重時還可能引發(fā)翻車事故，威脅駕駛員及乘客的生命安全。對差異沉降的原因進行分析，通常都是因為施工人員在對軟弱地基進行預壓時，預壓的時間相對較短，導致工后沉降超出了預計范疇，路面產(chǎn)生的開裂以及較大的不對稱造成。

4 針對道路橋梁設(shè)計的改善對策

4.1 優(yōu)化道路橋梁工程設(shè)計方案

結(jié)合工程項目的實際情況，在道路橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)，需要注重細節(jié)方面的處理，對設(shè)計方案進行優(yōu)化。具體來講，首先，設(shè)計人員需要對自身的設(shè)計行為進行規(guī)范，遵循相關(guān)設(shè)計標準的要求，將所有可能的影響因素全部考慮在內(nèi)，從建設(shè)單位的角度，構(gòu)建起專業(yè)性較強的設(shè)計監(jiān)管部門，針對設(shè)計方案進行監(jiān)管和審查，保證方案的科學性及可行性；其次，設(shè)計單位應該高度重視道路橋梁工程的設(shè)計工作，不能單純地關(guān)注設(shè)計任務的完成，還應該為設(shè)計預留出足夠的時間，在得到設(shè)計方案后，需要對其進行自查，找出其中存在的不足和問題，做好分析處理，進一步提升設(shè)計方案的有效性；然后，設(shè)計人員需要不斷提高自身的專業(yè)素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)，積極學習最新的工藝技術(shù)，確保設(shè)計出的方案能夠為道路橋梁的施工建設(shè)提供指導。

4.2 定期開展工程檢測維護工作

在橋梁定期檢測維護中，應該做好幾個方面的工作：

一是認真落實JTG H10—2009《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求，確立橋梁工程師負責制。結(jié)合道路橋梁工程的實際情況，建立相應的養(yǎng)護工程師制度，選擇具備豐富工作經(jīng)驗且責任心強的技術(shù)人員擔任橋梁養(yǎng)護工程師。

二是應該認真執(zhí)行JTG H10—2009《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中橋梁檢測相關(guān)的規(guī)定，制定出切實可行的巡視檢查制度，定期組織專業(yè)技術(shù)人員針對橋梁的運行情況進行檢查，對于存在的隱患或者初期裂縫，需要增加檢測的頻率，掌握橋梁病害的發(fā)生、發(fā)展以及變化情況，做好橋梁結(jié)構(gòu)強度和技術(shù)狀況的分析判斷，對檢查結(jié)果進行如實填報登記。

三是應該加強對于橋梁工程的日常監(jiān)管和隱患排查工作，及時對發(fā)現(xiàn)的病害進行處理。應該做好預防性養(yǎng)護和日常性養(yǎng)護，認真定期檢查和經(jīng)常性檢查。對于檢查過程中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)病害，如裂縫、破損、基礎(chǔ)掏空等，需要制訂出完善的維修計劃，采取有效的維護措施進行處理，同時將相應的情況上報給主管部門，確保不會出現(xiàn)維護技術(shù)或者養(yǎng)護不到位引發(fā)的橋梁技術(shù)等級下降問題。對于存在有安全隱患的道路橋梁區(qū)域，應該進一步加強檢測和維護的力度，消除橋梁中存在的病害和隱患，切實保障道路橋梁的使用安全。

四是應該做好每一個而施工環(huán)節(jié)的預測評估，對其進行詳細分解，確保設(shè)計能夠符合實際情況，在實施監(jiān)管工作的過程中，應該對照相關(guān)標準，確保施工中的所有步驟都可以順利完成，達到理想的施工效果。不僅如此，設(shè)計人員還應該加強與施工人員的溝通和交流，對技術(shù)方面的問題進行探討，如果發(fā)現(xiàn)有不合理的地方，需要及時調(diào)整設(shè)計方案，提升方案的合理性和有效性，以此來帶動施工的順利進行，減少質(zhì)量隱患和安全事故。

4.3 提高設(shè)計人員專業(yè)素養(yǎng)

在道路橋梁建設(shè)中，設(shè)計環(huán)節(jié)的重要性不言而喻，而設(shè)計人員的專業(yè)素質(zhì)會在很大程度上影響工程設(shè)計的效果。對此，從提高道路橋梁工程設(shè)計質(zhì)量的角度出發(fā)，需要加強設(shè)計隊伍建設(shè)，提高設(shè)計人員的專業(yè)素養(yǎng)[5]。在實際操作中，一是應該從外部引入優(yōu)秀的設(shè)計人才，確保其能夠掌握先進的設(shè)計理念和設(shè)計方法，提高工程設(shè)計的質(zhì)量和效果，帶動設(shè)計團隊整體水平的提高；二是應該加強對在職設(shè)計人員的定期教育和培訓，為其提供技術(shù)交流和外出學習的機會，促進設(shè)計人員業(yè)務能力的提高，這樣才能最大限度地保障道路橋梁設(shè)計的質(zhì)量；三是應該加強對于設(shè)計人員的思想教育，引導其充分認識到道路橋梁設(shè)計的重要性，形成對工作認真負責的態(tài)度，做好設(shè)計方案質(zhì)量的嚴格控制；四是應該鼓勵設(shè)計人員彼此進行溝通交流，強化其協(xié)調(diào)能力，提高設(shè)計團隊的默契程度，推動道路橋梁信息和先進設(shè)計理念的共享，不斷優(yōu)化和改進設(shè)計方案，提升其科學性，通過這樣的方式來確保道路橋梁建設(shè)目標的順利實現(xiàn)。

4.4 積極借鑒國外道路橋梁建設(shè)措施

伴隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國在道路橋梁工程建設(shè)方面取得了顯著的成果，設(shè)計技術(shù)和設(shè)計理念不斷成熟，道路橋梁工程的質(zhì)量也得到了明顯的提高，為區(qū)域之間的人員物資流通提供了便利。不過，結(jié)合已經(jīng)建設(shè)完成的道路橋梁工程分析可以發(fā)現(xiàn)，很多工程都存在著設(shè)計與建設(shè)不相符的問題，設(shè)計方案和實際施工建設(shè)存在一定的矛盾和沖突，而不完善的設(shè)計必然會對道路橋梁的使用性能產(chǎn)生很大影響，這種影響在特大橋梁和特殊區(qū)域道路橋梁設(shè)計中體現(xiàn)得尤其明顯。在無法合理解決道路匝口設(shè)計、橋梁抗震設(shè)計、季節(jié)性凍土區(qū)域路基設(shè)計等技術(shù)問題的情況下，道路橋梁建設(shè)的效果必然會受到很大影響。對此，在道路橋梁設(shè)計中，設(shè)計人員應該積極學習和借鑒國外道路橋梁建設(shè)的經(jīng)驗和措施，結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況，對設(shè)計方案進行不斷的優(yōu)化和完善，消除設(shè)計中存在的缺陷和不足，提升設(shè)計的合理性。

從實踐的角度，應該定期組織專業(yè)技術(shù)人員進行學習，幫助其明確自身的優(yōu)點和不足，對設(shè)計中難以突破的問題進行明確，借鑒國內(nèi)外的成功案例，吸收其中的經(jīng)驗。通過這樣的方式，設(shè)計人員能夠?qū)W習到先進的設(shè)計理念和設(shè)計方法，切實提高自身的綜合素質(zhì)及業(yè)務能力，也可以強化理論與實踐結(jié)合的能力，實現(xiàn)不同學科知識的綜合，在實踐的過程中進行創(chuàng)新，提升道路橋梁設(shè)計的效果。

5 結(jié)語

總而言之，道路橋梁工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對于區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展意義重大。在道路橋梁工程建設(shè)的過程中，為了能夠減少公共財產(chǎn)的損失，應該切實做好道路橋梁設(shè)計工作，運用豐富的科學知識和先進的技術(shù)，同時積極借鑒國外道路橋梁建設(shè)的措施和經(jīng)驗，對設(shè)計方案進行完善，提高道路橋梁工程質(zhì)量的同時，實現(xiàn)更好的經(jīng)濟效益和社會效益。