淺談道路與橋梁的設(shè)計(jì)優(yōu)化及其施工技術(shù)

李宏安

（吉林省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院，吉林長春 130021）

1 道路橋梁設(shè)計(jì)原則

應(yīng)嚴(yán)格遵守國家及行業(yè)的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范，在進(jìn)行道路橋梁設(shè)計(jì)前，必須了解和掌握工程施工的整體環(huán)境，先對工程中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，不可根據(jù)自己的憑空想象來設(shè)計(jì)。對工程的具體情況進(jìn)行實(shí)地勘查，結(jié)合工程及施工地的實(shí)際情況，對眾多的細(xì)節(jié)之處還應(yīng)當(dāng)備注說明;同時(shí)還應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性，因地制宜地使用新技術(shù)、新材料，以降低成本，盡可能地在保證設(shè)計(jì)符合實(shí)際和相關(guān)規(guī)范的前提下，節(jié)省建設(shè)資金。

2 道路橋梁施工的重要性及其存在的問題

2.1 施工的重要性

施工與設(shè)計(jì)不可分離，必須給予高度的重視和關(guān)注。道路橋梁的建設(shè)包括無數(shù)個(gè)環(huán)節(jié)，在我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，道路橋梁是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可或缺的一部分有著不可替代的作用。在工程施工中必須要注意每一個(gè)細(xì)節(jié)，方可順利地完成其建設(shè)。

道路橋梁的施工與設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況，工程設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)工程時(shí)必須要基于實(shí)際情況，對現(xiàn)場進(jìn)行勘察，項(xiàng)目的施工監(jiān)管、討論研究等每個(gè)環(huán)節(jié)都具有非常重要的意義。從實(shí)際現(xiàn)場出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)道路橋梁時(shí)還必須對細(xì)節(jié)做一些備注進(jìn)行說明;尊重實(shí)際情況，現(xiàn)實(shí)中有很多設(shè)計(jì)的內(nèi)容在具體的施工中絲毫沒有體現(xiàn)，在完工后或者根本無法體現(xiàn)其作用。對于工期會(huì)造成很大的影響，這讓經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)變得繁重。

2.2 在施工中存在的問題

（1）一些施工人員對于施工過程都是憑借自身的經(jīng)驗(yàn)在施工，橋梁和道路在施工的過程中沒有嚴(yán)格地依照設(shè)計(jì)的方案來施工。導(dǎo)致的結(jié)果便是橋梁道路的施工程序混亂，在具體施工中，沒有按照具體的施工方案的步驟進(jìn)行，沒有一步步有序地進(jìn)行。

（2）施工的工藝問題。目前，很多的施工人員沒有很清晰地了解新方法和新工藝，盡管在施工的過程中會(huì)加入一些新的方法和新的工藝能夠大大提升道路橋梁的質(zhì)量水平，可是在實(shí)際施工中，難以將這些新方法和新工藝巧妙地融入到實(shí)際施工過程當(dāng)中。有的甚至是聞所未聞。這樣的情況往往會(huì)導(dǎo)致新方法和新工藝錯(cuò)誤地應(yīng)用在實(shí)際施工中。

（3）存在材料問題。如今的橋梁道路施工的工期普遍都比較短，很難保證其安全性和耐久性。利益方太多，所承包的價(jià)位也比較低，一些以次充好、偷工減料的現(xiàn)象層出不窮，成本到包工頭這一環(huán)節(jié)就己經(jīng)很少了，導(dǎo)致工程在竣工后難以通過審查，無法交付，但是又硬性規(guī)定這些工程必須完成。所以最后無法正常地投入使用，只能是重新檢修。

3 新型橋梁的設(shè)計(jì)構(gòu)思

3.1 從平面二維向空間三維轉(zhuǎn)變

20世紀(jì)70至80年代，在計(jì)算機(jī)技術(shù)及結(jié)構(gòu)分析技術(shù)的巨大推動(dòng)之下，成為橋梁設(shè)計(jì)從平面二維向空間三維轉(zhuǎn)變的重要時(shí)期。原來經(jīng)常以平面二維方式展現(xiàn)的橋梁設(shè)計(jì)圖形能夠以空間三維結(jié)構(gòu)的形式展現(xiàn)。這種設(shè)計(jì)構(gòu)思有利于橋梁與周圍的景觀達(dá)成更好的協(xié)調(diào)。這些部位不僅構(gòu)成了該橋的主要空間結(jié)構(gòu)，既是其重要的傳力機(jī)制，又賦予了橋梁更加美觀的外型?？臻g構(gòu)架是該橋承載重量的主要部位，例如法國巴黎的一些橋梁就能很好地表現(xiàn)出空間三維設(shè)計(jì)構(gòu)思的特色，吊桿又會(huì)將構(gòu)架承載的力傳給兩頂點(diǎn)相交而成的主拱圈。

3.2 從簡單向多樣化轉(zhuǎn)變

將橋梁的構(gòu)型由傳統(tǒng)簡單化向著更加多樣化的方向發(fā)展就成了新型橋梁設(shè)計(jì)中不可或缺的構(gòu)思，從而與其周圍的環(huán)境協(xié)調(diào)得更為合理。傳統(tǒng)橋梁的簡單構(gòu)型已經(jīng)不能滿足新時(shí)代人們對美的需求。構(gòu)造多樣化的新型橋梁不但會(huì)使人們眼前一亮，在這里可以提一下荷蘭鹿特丹伊拉斯穆斯大橋，一個(gè)典型工程實(shí)例。在設(shè)計(jì)時(shí)，由于這座橋梁位于島嶼的一端，人們就將其設(shè)計(jì)成了不對稱的形式，令其與自身所處的特殊位置相協(xié)調(diào)。設(shè)計(jì)師則運(yùn)用扇形的方式布置了由折線形橋塔所引出的拉索。這座構(gòu)型奇特的橋梁不僅賦予人們一種別樣的建筑之美，還減小了縱向的彎曲應(yīng)力。

3.3 從單一形式向組合形式轉(zhuǎn)變

進(jìn)行科學(xué)合理的組合也是新型橋梁的設(shè)計(jì)構(gòu)思之一。除了將橋梁的構(gòu)型向著多樣化的方向發(fā)展，以組合形式設(shè)計(jì)出來的橋梁同樣能夠以更加美觀的造型而更好地與周圍的環(huán)境相融合。在新型橋梁設(shè)計(jì)中比較常見的組合形式有拱與拉索體系的有機(jī)組合、梁拱的有機(jī)組合等。日本美浦博物館步行橋就是組合形式的新型橋梁的突出代表之一，設(shè)計(jì)師采用的是拱索組合的形式。別出心裁的設(shè)計(jì)使得橋梁仿佛是山體的一部分般與周圍的環(huán)境和諧融洽。隧道近端的橋體則有許多固定在隧道附近的懸索構(gòu)成，這種組合將橋體、橋前面的山谷及橋后面的隧道更好地協(xié)調(diào)在一起。

3.4 在橋梁的設(shè)計(jì)構(gòu)思中更好地融入景觀理念

隨著新的橋梁建筑理念的產(chǎn)生，力求花最少的錢打造出更加貼近生活即實(shí)用性更強(qiáng)的造型優(yōu)美的橋梁。脫離環(huán)境而存在的橋梁，必定會(huì)顯得與周圍景觀格格不人，新型橋梁的設(shè)計(jì)更加趨向于在達(dá)到安全使用的同時(shí)，諸如在橋梁中間設(shè)置一些別致的咖啡屋、便利店，在橋的兩側(cè)放置一些賞心悅目的畫作或者雕塑等，德國明登市威悉河上的人行橋就很好地突出了這一點(diǎn)。這就是新型橋梁將自身設(shè)計(jì)建設(shè)與景觀理念更好地結(jié)合的表現(xiàn)。由于河岸需要設(shè)計(jì)出滿足實(shí)際需求而與環(huán)境交相呼應(yīng)的橋梁，滿足不平行，以及環(huán)境的特殊性，于是就有了現(xiàn)在這座橋面呈彎曲狀的外形優(yōu)美的小橋。

4 對新型橋梁的施工技術(shù)優(yōu)化的研究

新型橋梁的出現(xiàn)，滿足了時(shí)代發(fā)展對橋梁安全性、適用性及美觀度所提出的更高的要求。不僅離不開施工技術(shù)的優(yōu)化。使得以往存在于橋梁施工中的一些困難問題得到了很好的解決，也與嶄新的建筑理念與設(shè)計(jì)構(gòu)思的產(chǎn)生與發(fā)展密切相關(guān)。

在施工時(shí)使用最佳的吊桿張拉力對奉化橋與大沽橋來說就顯得尤為重要。在實(shí)際的橋梁工程施工中，多次調(diào)整吊索的話很可能與施工目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)。例如天津的奉化橋與大沽橋結(jié)構(gòu)的特殊性，若對吊索加以調(diào)整的話，那么會(huì)造成大量人力、物力與時(shí)間的浪費(fèi)。為了創(chuàng)造出最大的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益，就要尋找最恰當(dāng)?shù)膹埨樞颉?/p>

在人們的大量研究之下，優(yōu)化后的方法變得更加的科學(xué)合理，為包括奉化橋與大沽橋等在內(nèi)的諸多橋梁的施工帶來了福音。施工人員只需對少部分的吊索實(shí)施拆分與反復(fù)張拉的操作，逐漸提出了一些吊索結(jié)構(gòu)的索力施工技術(shù)的優(yōu)化方法，相比于傳統(tǒng)的吊索張拉方法，這種方法可以直接應(yīng)用于斜拉橋的施工當(dāng)中。在此方法中大多數(shù)的吊索只需進(jìn)行一次張拉就能達(dá)到施工目標(biāo)。人們在這個(gè)施工技術(shù)方法的基礎(chǔ)之上，又進(jìn)一步研究出了無應(yīng)力索的施工技術(shù)方法。過去，人們往往十分不容易甚至是無法測量拱橋中吊索的延伸量，而現(xiàn)在，這種更為合理的技術(shù)就得以應(yīng)用于拱橋的施工之中去了。所以，通過人們的不斷探究，將控制對象由不易或者不可測量的延伸量變?yōu)榭梢詼y量的索力。

施工的工藝和水平很大程度上是取決于工程設(shè)計(jì)水平的高低。所以，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵守以下一些原則:按照國家審批的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范來進(jìn)行道路橋梁的設(shè)計(jì)。注意因地制宜地就地取材，節(jié)省施工的成本;在設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)師必須要到施工現(xiàn)場做好勘察工作。應(yīng)該嚴(yán)格利用標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，采用通俗易懂的、現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)方法尤其在設(shè)計(jì)過程中加入可行的新材料、新技術(shù)和新工藝。

5 結(jié)語

通過全文的敘述，橋梁不但是以便利通行的建筑設(shè)施而存在，而且，隨著人們對新時(shí)代的橋梁的安全性、適用性及美觀度提出了更高的要求，使工程技術(shù)人員知道了應(yīng)適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，以及人們審美能力的提高，建造出經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益都十分顯著的新型橋梁，這已成了人們的追求。無可置疑，在人們的不懈鉆研與努力之下，更多的橋梁設(shè)計(jì)與施工方面的新技術(shù)、新材料、新構(gòu)想會(huì)不斷地涌現(xiàn)出來，在計(jì)算機(jī)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用中，更多的優(yōu)秀設(shè)計(jì)構(gòu)思與施工技術(shù)將推動(dòng)橋梁建筑業(yè)走向更加美好的明天。

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