道路橋梁設(shè)計(jì)中的隱患及改進(jìn)措施

郭海濤

（江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司廈門分院　廈門市）

道路橋梁設(shè)計(jì)中的隱患及改進(jìn)措施

郭海濤

（江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司廈門分院廈門市）

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)蓬勃發(fā)展，道路橋梁如雨后春筍般崛起。近年來，道路通行車輛不斷增加，交通運(yùn)輸壓力空前增大，道路橋梁是人們出行、企業(yè)經(jīng)營(yíng)運(yùn)輸?shù)闹匾ＷC，道路橋梁的質(zhì)量關(guān)乎經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，為保障其更好的發(fā)揮其功能，延長(zhǎng)道路使用壽命，道路橋梁的設(shè)計(jì)極為關(guān)鍵。本文對(duì)我國(guó)道路橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及所存在的隱患作詳細(xì)闡釋，并深入探討其改進(jìn)措施。

道路橋梁設(shè)計(jì)；隱患設(shè)計(jì)；改進(jìn)措施

在交通運(yùn)輸壓力日漸增大的環(huán)境下，道路橋梁面臨著質(zhì)量上的巨大挑戰(zhàn)，道路橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)在不斷升級(jí)，已逐漸滿足時(shí)代發(fā)展的需要。特別值得注意的是：道路橋梁的設(shè)計(jì)在其整個(gè)建筑過程中是最為關(guān)鍵和復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)各個(gè)部分銜接處的設(shè)計(jì)，不僅要體現(xiàn)工藝性美觀，還要使其對(duì)橋梁安全起到畫龍點(diǎn)睛的作用。鑒于此，需要對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)中存在的隱患一一排除，根據(jù)隱患特點(diǎn)采取有針對(duì)性的改進(jìn)措施。

1　道路橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及所存在的隱患分析

道路橋梁建設(shè)事業(yè)蓬勃發(fā)展，為滿足新形勢(shì)下的建設(shè)需求，對(duì)道路橋梁的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在對(duì)道路橋梁的設(shè)計(jì)上，很多地區(qū)仍然局限于傳統(tǒng)的道路橋梁設(shè)計(jì)方案，使其設(shè)計(jì)無法完全適應(yīng)現(xiàn)實(shí)需求。交通運(yùn)輸壓力的日益加劇，將傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念以完全被淘汰。設(shè)計(jì)是道路橋梁工程建設(shè)的靈魂所在，它關(guān)乎整個(gè)工程的質(zhì)量、造價(jià)、施工難易度及工期長(zhǎng)短等。設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)影響工程的經(jīng)濟(jì)效益，造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)，甚至出現(xiàn)交通事故，威脅人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。道路橋梁的設(shè)計(jì)必須科學(xué)且具有創(chuàng)新性，目前由于各方面因素的制約，在道路橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀中存在新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝等方面的運(yùn)用不足等情況。

道路橋梁設(shè)計(jì)中存在的安全隱患主要表現(xiàn)在：①道路橋梁在實(shí)際生活中，極大的方便了人民的出行和各行業(yè)的運(yùn)輸，同時(shí)也促進(jìn)了各區(qū)域間的資源流通，所以，道路橋梁的使用性能和質(zhì)量在某種程度上影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。近些年，國(guó)內(nèi)各區(qū)域的道路橋梁建設(shè)規(guī)模日漸擴(kuò)大。但是，伴隨著規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)，道路橋梁的安全質(zhì)量問題日益顯現(xiàn)，其中，在道路與橋梁的銜接處是安全隱患發(fā)生最多的環(huán)節(jié)。其具體情況為，在銜接處的設(shè)計(jì)上不夠優(yōu)化、相關(guān)施工細(xì)節(jié)被忽略等狀況發(fā)生時(shí)，會(huì)使橋梁坍塌、通行車輛滑出橋面等重大交通事故。在上述狀況下造成的交通事故類型中，最常見也極為典型的即為“橋頭跳車”。通常情況下，道路橋梁銜接處存在的設(shè)計(jì)差異性、地基環(huán)境以及橋梁本身的結(jié)構(gòu)性差別等因素會(huì)產(chǎn)生“跳車”現(xiàn)象出現(xiàn)。具體情況為，橋梁的主干結(jié)構(gòu)承受著橋頭的各方面的承載負(fù)荷，其載負(fù)能力比橋頭載負(fù)能力高，但橋頭常常在接觸承載壓力時(shí)具有明顯的第一優(yōu)勢(shì)。此時(shí)，橋頭和主干對(duì)壓力的反應(yīng)也不盡相同，因此，在長(zhǎng)年累月的重壓下，銜接處會(huì)發(fā)生突變進(jìn)而導(dǎo)致橋面運(yùn)行的車輛出現(xiàn)“跳車”現(xiàn)象[1]。②道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需考慮其使用耐久性，當(dāng)前，我國(guó)道路橋梁設(shè)計(jì)中，在路橋耐久性設(shè)計(jì)上無法發(fā)揮其實(shí)際效果，僅對(duì)其局限于概念性范疇，這是導(dǎo)致道路橋梁工程出現(xiàn)事故的重要因素之一，而且從綜合經(jīng)濟(jì)的角度看，其也是十分不合理的，這也是導(dǎo)致道路橋梁耐久性差，無法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的重要原因。上述不合理之處，雖在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)道路和橋梁帶來惡劣影響，但長(zhǎng)此以往，會(huì)造成嚴(yán)重的后果。例如，橋梁構(gòu)造的整體新和延展性不高，冗余性?。挥?jì)算圖式和受力路線無法清晰掌握，導(dǎo)致橋梁受力不均勻，局部壓力過大；水泥混凝土路面強(qiáng)度過低、保護(hù)層厚度不夠、鋼筋直徑過細(xì)、構(gòu)件截面過薄等都是導(dǎo)致道路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性不高的直接原因，使道路橋梁存在安全隱患。所以，在設(shè)計(jì)上需遵循經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化，使結(jié)構(gòu)整體與局部協(xié)調(diào)統(tǒng)一，從而提高道路橋梁的運(yùn)行安全。④設(shè)計(jì)方案陳舊傳統(tǒng)。道路橋梁設(shè)計(jì)是一項(xiàng)與時(shí)俱進(jìn)的技術(shù)，在設(shè)計(jì)時(shí)要全面而綜合的考慮各方面的問題，并積極解決新形勢(shì)下面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，很多城市在對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)沿用著傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，其優(yōu)點(diǎn)是可以縮短設(shè)計(jì)周期，但是沒有結(jié)合具體施工環(huán)境、工程造價(jià)、施工周期等，無法滿足新時(shí)代下的道路安全運(yùn)行需求，使道路橋梁的設(shè)計(jì)方案滯后于道路橋梁的實(shí)際發(fā)展。

2　探討道路橋梁設(shè)計(jì)的改善措施

2.1科學(xué)選擇道路橋梁結(jié)構(gòu)材料

加強(qiáng)道路橋梁的安全性和耐久性最關(guān)鍵性因素是鋼筋混凝土的質(zhì)量及合理使用。鋼筋混凝土的質(zhì)量關(guān)乎道路橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、適用性以及耐久性。而混凝土的耐久性直接與混凝土的材料掛鉤，材料的水灰比、強(qiáng)度等級(jí)、水泥用量等是較為直接的影響。設(shè)計(jì)時(shí)必須參照橋規(guī)JTGD62，其中里面的橋規(guī)對(duì)道路橋梁的的耐久性和安全性有明確規(guī)定，詳細(xì)闡述了在不同的使用環(huán)境下選擇不同鋼筋混凝土的標(biāo)準(zhǔn)。影響混凝土耐久性最大的因素是水灰比、最低強(qiáng)度等級(jí)、水泥用量、最大氯離子含量和堿含量等，所以，加強(qiáng)道路橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的做有效措施是加厚混凝土保護(hù)層，使鋼筋不被銹蝕，其次防止和控制了混凝土產(chǎn)生裂縫。在嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)外，另外還得采取構(gòu)造措施，從最源頭處解決了混凝土進(jìn)行施工和使用途中導(dǎo)致的非工作裂縫。在生活應(yīng)用中，大量案例已證明，提高水平防收縮鋼筋的配筋率和箍筋間距的規(guī)定，是有效防止和控制混凝土收縮裂縫產(chǎn)生的重要途徑[2]。

2.2提高道路橋梁工程質(zhì)量

從科學(xué)的眼光和可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，審視道路橋梁的安全耐久性問題，需要以提高橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命為基準(zhǔn)，同時(shí)對(duì)其進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)，適時(shí)對(duì)道路橋梁給予養(yǎng)護(hù)和維修，并橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)要以其最大壽命期限內(nèi)的綜合費(fèi)用評(píng)價(jià)和經(jīng)濟(jì)性及社會(huì)效益性為基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)單位必須借助高科技計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)精心繪圖設(shè)計(jì)，對(duì)其進(jìn)行快速優(yōu)化和實(shí)際仿真分析，采用智能化自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)在工廠制造部件，結(jié)合GPS和遙控技術(shù)對(duì)橋梁施工進(jìn)行遠(yuǎn)程有效操控。全面克服設(shè)計(jì)、施工周期短、中標(biāo)價(jià)格低等問題，以打造優(yōu)良工程為施工目標(biāo)。在施工質(zhì)量上，施工單位要對(duì)整個(gè)工程作全面的的進(jìn)度布局，做到有的放矢。切忌采取低價(jià)中標(biāo)的方法，而在施工過程中有所保留。需明確，低價(jià)中標(biāo)的施工單位若想盈利必須在變更設(shè)計(jì)上來降低虧損，只有這樣在保證施工質(zhì)量、安全和進(jìn)度施工的同時(shí)，是施工企業(yè)有利可圖、避免虧損。

2.3提高道橋梁在安全性和耐久性等方面的措施

①延長(zhǎng)道路橋梁的使用壽命。從未來的建設(shè)工程趨勢(shì)來看，傳統(tǒng)單純?cè)O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)輔助交通壓力的設(shè)計(jì)方案將逐步轉(zhuǎn)變?yōu)檠娱L(zhǎng)道路橋梁的使用壽命研究。因此，設(shè)計(jì)人員需要在道橋的結(jié)構(gòu)方面做好功夫。目前，我國(guó)一般設(shè)計(jì)的道橋壽命大約為50年，若是對(duì)高速公路或者是有其它方面價(jià)值的道橋，其壽命約為100～150年。上述道橋的壽命界定不一定非得按照上述要求來設(shè)計(jì)，因?yàn)榈罉蛟诮ㄔO(shè)施工時(shí)，受設(shè)計(jì)、工期、運(yùn)行等的影響，必須做好監(jiān)測(cè)與維護(hù)，才能相對(duì)延長(zhǎng)道橋的使用壽命。②在施工過程中減少環(huán)境對(duì)施工材料方面的影響。因?yàn)槭┕きh(huán)境對(duì)混凝土和鋼筋有一定的影響，例如，受溫度和潮濕環(huán)境的影響，氯離子對(duì)鋼筋的腐蝕程度比較高，在設(shè)計(jì)上不可忽視，必須做到設(shè)計(jì)橋面時(shí)要有一定的坡度，安裝可靠的防水層在混凝土橋面板與路面層之間，防止雨水向下滴漏，從而有效的對(duì)道路橋梁進(jìn)行干燥性保護(hù)。④及時(shí)的對(duì)道路橋梁進(jìn)行監(jiān)測(cè)與維修。道路橋梁長(zhǎng)年累月會(huì)經(jīng)受交通運(yùn)輸?shù)木薮髩毫?，反?fù)而長(zhǎng)久的承受重力，使得道橋的內(nèi)在結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，這種狀況會(huì)造成結(jié)構(gòu)振動(dòng)，同時(shí)使結(jié)構(gòu)的累積損傷[3]。

2.4借鑒國(guó)外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)和成果

目前，我國(guó)橋梁在設(shè)計(jì)方面存在的問題主要是橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用方面性能較差，如橋梁線形平滑度為達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求、橋頭跳車嚴(yán)重、噪聲過大以及結(jié)構(gòu)易開裂等，同時(shí)存在橋梁安全性和耐久性問題。對(duì)于上述問題，可適當(dāng)參考國(guó)外先進(jìn)的橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)，認(rèn)真研究?jī)?yōu)秀設(shè)計(jì)以及優(yōu)秀施工的經(jīng)驗(yàn)。采納歐洲國(guó)家對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)性能的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，包括結(jié)構(gòu)變形、對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的處理以及消除或者減小振動(dòng)的方法、手段等，進(jìn)一步增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性設(shè)計(jì)。

3　結(jié)束語

綜上所述，道路橋梁的設(shè)計(jì)好壞直接影響工程質(zhì)量，好的設(shè)計(jì)更是道路橋梁施工的基本條件。道路橋梁設(shè)計(jì)是體現(xiàn)工程工藝度與運(yùn)輸體驗(yàn)的重要指標(biāo)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要全面的綜合考慮各個(gè)方面的因素，且根據(jù)施工環(huán)境做具體的數(shù)據(jù)化分析，最大化的減少隱患，對(duì)道路橋梁給予及時(shí)的改進(jìn)措施，從而確保運(yùn)輸安全，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

[1]袁平，冼星海.橋梁設(shè)計(jì)中的安全隱患及改進(jìn)措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014（18）：110～111，112.

[2]齊心，楊海濤.關(guān)于道路橋梁設(shè)計(jì)隱患問題的幾點(diǎn)研究[J].價(jià)值工程，2013，31（6）：74～79.

[3]袁興華.道路橋梁設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題分析[J].黑龍江科學(xué)，2014（12）：27.

U442.5

A

1673-0038（2015）19-0222-02

2015-4-26

郭海濤（1974-），男，工程師，本科，從事道橋設(shè)計(jì)工作。