我國道路橋梁設(shè)計的理念變更及實(shí)踐進(jìn)展

武睿

摘 要：社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展推動了我國城市基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展，加快了道路橋梁建設(shè)。在建設(shè)道路橋梁時需要設(shè)計先行，這是保證道路橋梁質(zhì)量的基礎(chǔ)。目前，我國道路橋梁設(shè)計得到了很大進(jìn)展，并形成了成熟的設(shè)計理念，這大大促進(jìn)了道路橋梁實(shí)踐的發(fā)展。因此，在設(shè)計道路橋梁時，要結(jié)合其發(fā)展現(xiàn)狀和主要理念，并根據(jù)實(shí)踐進(jìn)展中出現(xiàn)的問題不斷優(yōu)化道路橋梁設(shè)計，以更好地促進(jìn)我國道路橋梁事業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;理念變更;實(shí)踐進(jìn)展

中圖分類號：U442.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2018）25-0118-02

從道路橋梁發(fā)展至今，我國道路橋梁設(shè)計已經(jīng)經(jīng)過了幾十年的經(jīng)驗(yàn)累積，為我國道路橋梁設(shè)計實(shí)踐奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。結(jié)合我國道路橋梁的發(fā)展和設(shè)計理念，把握我國道路橋梁設(shè)計理念的變更情況，并發(fā)揮其在具體實(shí)踐中的作用，保證我國道路橋梁的設(shè)計和施工。

1 我國道路橋梁設(shè)計的理念變更

1.1 設(shè)計方案由主觀走向科學(xué)

作為一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，設(shè)計人員在進(jìn)行道路橋梁設(shè)計時必須遵循經(jīng)濟(jì)、適用、安全、美觀的原則，對當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)條件、氣象條件、車輛載荷、施工成本預(yù)算、工期、建筑材料、施工技術(shù)、設(shè)計規(guī)范、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等多個因素進(jìn)行綜合考慮。但是，這些因素與經(jīng)濟(jì)、適用、安全、美觀原則很難同時兼顧，這也增加了道路橋梁設(shè)計的復(fù)雜性。因此，進(jìn)行道路橋梁設(shè)計時，設(shè)計人員通常會根據(jù)自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行建材、結(jié)構(gòu)尺寸的選擇，通過分析結(jié)構(gòu)和受力情況，制訂成本最低、滿足適用性的設(shè)計方案[1]。這也導(dǎo)致道路橋梁的耐久性不好，隨著使用年限的增長和載流量的增大，安全事故頻發(fā)。這主要是因?yàn)楦鶕?jù)主觀經(jīng)驗(yàn)篩選的設(shè)計方案不符合實(shí)際情況。近年來，設(shè)計方案選擇開始向科學(xué)化發(fā)展，主觀、片面的決策過程逐漸被取代，最大關(guān)聯(lián)度模型、層次分析模型、模糊綜合評判模型等較為科學(xué)的數(shù)學(xué)模型得到運(yùn)用，這使得我國道路橋梁的設(shè)計理念進(jìn)一步完善。

1.2 “耐久性設(shè)計”理念的發(fā)展

我國道路橋梁設(shè)計理念視線比較短，在傳統(tǒng)道路橋梁設(shè)計中，更加重視道路橋梁的建設(shè)施工過程和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，忽視了維護(hù)管理和耐久性，不重視路橋的環(huán)境影響和使用壽命。近年來，基于全壽命周期的設(shè)計理念提出了“耐久性設(shè)計”，從規(guī)劃設(shè)計到拆除的全過程對道路橋梁進(jìn)行管理，不僅包含設(shè)計使用年限，還包含養(yǎng)護(hù)、維修、報廢和回收，可以直接在設(shè)計時就對全局成本進(jìn)行綜合考慮，大大減少了道路橋梁后期運(yùn)營維護(hù)的費(fèi)用[2]。在道路橋梁設(shè)計、施工、運(yùn)營和維護(hù)各個階段，都要進(jìn)行“耐久性設(shè)計”，關(guān)注其周期性維護(hù)檢修成本，尤其是后期維護(hù)的可行性和維護(hù)難度，這是選擇最終設(shè)計方案的重要考量因素。“耐久性設(shè)計”理念符合可持續(xù)發(fā)展觀念的設(shè)計理念，其以建筑設(shè)施的整體使用性能為目標(biāo)函數(shù)，符合設(shè)計初衷和人民的根本利益?！澳途眯栽O(shè)計”理念的不斷發(fā)展推動了“全壽命設(shè)計”理念的出現(xiàn)。設(shè)計人員在設(shè)計時，必須要結(jié)合建筑設(shè)施的使用性能、對周圍環(huán)境的影響、環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益等多種因素進(jìn)行衡量。

2 我國道路橋梁設(shè)計的實(shí)踐進(jìn)展

隨著我國道路橋梁設(shè)計理念不斷變更完善，道路橋梁建設(shè)質(zhì)量有了很大提升，推動了其在具體實(shí)踐中的可持續(xù)發(fā)展，大大提升了我國的設(shè)計水平。

2.1 計算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用

目前，我國道路橋梁設(shè)計中廣泛運(yùn)用了計算機(jī)技術(shù)，大大提升了道路橋梁設(shè)計水平、例如，CAD制圖、計算機(jī)的算法等，有利于更好地檢查橋梁橫斷面和平面，進(jìn)行定線調(diào)整，大大減少了設(shè)計人員的工作量，節(jié)省了更多的時間。當(dāng)前，道路橋梁設(shè)計中CAD制圖軟件應(yīng)用較為普遍，大大提升了道路橋梁的設(shè)計水平，使得設(shè)計理念更加符合國際設(shè)計的理念標(biāo)準(zhǔn)。此外，通過計算機(jī)的數(shù)值模擬和仿真分析，設(shè)計人員可以準(zhǔn)確地模擬道路橋梁的各個方面，展示臺風(fēng)、地震等突發(fā)的特殊環(huán)境，提供重要的參考依據(jù)，保證實(shí)際設(shè)計方案的可行性。

2.2 智能檢測設(shè)備和無損檢測技術(shù)

道路橋梁的設(shè)計、施工過程、運(yùn)行過程和后期維護(hù)保養(yǎng)都會直接影響道路橋梁的使用壽命。而智能檢測設(shè)備和無損檢測技術(shù)使得這些工作更加科學(xué)有效，不僅可以幫助維修人員進(jìn)行維修防護(hù)，還可以使其及時發(fā)現(xiàn)道路橋梁的裂縫等不同問題，遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備和現(xiàn)場，大大降低其運(yùn)營管理成本。

2.3 勘測設(shè)計技術(shù)

隨著我國道路橋梁勘測設(shè)計水平的大幅度提高，地質(zhì)勘察手段、設(shè)計理念也不斷提升，推動了現(xiàn)代物探工具和高速地質(zhì)鉆機(jī)的使用。在進(jìn)行地質(zhì)勘查時，地震波反射法、聲波反射法、紅外線探水法和地質(zhì)雷達(dá)等方法可以進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報，大大提高了地質(zhì)情報的可靠度。目前，在道路橋梁設(shè)計中，相關(guān)工作人員的環(huán)保意識不斷提高，施工前開始運(yùn)用預(yù)設(shè)計，在施工階段進(jìn)行信息化反饋動態(tài)設(shè)計，分析隧道圍巖、結(jié)構(gòu)、地層和臨近構(gòu)筑物的受力、變形、破壞的數(shù)值，設(shè)計量化有了科學(xué)的依據(jù)。而計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）手段大大改觀了繪圖工作的狀況，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計的缺陷，大大提高了道路橋梁設(shè)計質(zhì)量。

2.4 建設(shè)規(guī)模

近年來，我國道路橋梁建設(shè)飛速發(fā)展，長江、黃河和沿海地區(qū)逐步建成了一大批世界級橋梁，在世界橋梁中都具有顯著的地位。比如，我國第一座由懸索橋和斜拉橋構(gòu)成的特大型組合橋梁，其全部由中國人自己設(shè)計、施工、監(jiān)理、管理，是當(dāng)時國內(nèi)工程規(guī)模最大、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高、投資最大、技術(shù)最復(fù)雜、技術(shù)含量最高的現(xiàn)代化特大型橋梁工程，也是我國第一座組合型橋梁。近年來，橋梁建設(shè)中逐漸增加了鋼制主梁的比例和規(guī)模。結(jié)構(gòu)輕巧的橋梁鋼梁在我國公路橋梁、鐵路橋梁建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，尤其是在大跨徑橋梁和鐵路客運(yùn)專線中的應(yīng)用越來越多。此外，目前的橋梁設(shè)計越來越重視審美功能，保證其耐久性與審美性并重。

2.5 結(jié)構(gòu)形式

我國傳統(tǒng)的道路橋梁隧道運(yùn)用的是雙洞分離式的結(jié)構(gòu)形式，但其左右線間距不能滿足建設(shè)需求，所以連拱式和小凈距式的隧道結(jié)構(gòu)形式隨之出現(xiàn)。而橋隧相連和實(shí)現(xiàn)地下互通等特殊條件或功能技術(shù)要求使得分岔式隧道結(jié)構(gòu)形式、橋隧混合結(jié)構(gòu)形式和地下立交結(jié)構(gòu)形式的工程實(shí)踐越來越普遍。連拱隧道中墻形式已經(jīng)發(fā)展為夾心式曲中墻，實(shí)現(xiàn)了不對稱連拱隧道和無中墻。隨著我國道路基礎(chǔ)建設(shè)的不斷完善，交通壓力得到了緩解，有利于快捷城市交通的全面建設(shè)。在新時期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，建成連接大中城市的道路橋梁體系是我國交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展方向，推動國家和區(qū)域性經(jīng)濟(jì)中心、交通樞紐、重要對外口岸高速公路網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。同時，也要提高區(qū)域間、省際間、大中城市間快速客貨運(yùn)輸?shù)母咝?、便捷性、安全性和舒適性，以有效應(yīng)對自然災(zāi)害等突發(fā)性事件。隨著國家高速公路網(wǎng)放射線和縱橫網(wǎng)格相結(jié)合的布局的形成，城市向外放射、橫連東西、縱貫?zāi)媳钡拇笸ǖ栏窬珠_始形成。

3 結(jié)語

作為道路橋梁工程施工建設(shè)的基礎(chǔ)，道路橋梁設(shè)計會直接對道路橋梁的后期正常施工和長期使用產(chǎn)生影響。因此，施工企業(yè)必須不斷更新自身的設(shè)計理念，注重道路橋梁設(shè)計環(huán)節(jié)，根據(jù)其中可能出現(xiàn)的隱患進(jìn)行設(shè)計，解決傳統(tǒng)設(shè)計中的隱患，大大提高我國道路橋梁設(shè)計水平，推動我國道路橋梁發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐瑩，鄒愛琴.芻議我國道路橋梁設(shè)計的理念變更及實(shí)踐進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（24）：221.

[2]陳軻.我國道路橋梁設(shè)計的理念變更與實(shí)踐進(jìn)展研究[J].河南科技，2017（3）：113-114.