探究立足于環(huán)保理念基礎(chǔ)上的橋梁工程設(shè)計(jì)

徐 濤，盧 紅

(江西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330013)

0 引 言

隨著全球自然生態(tài)平衡的嚴(yán)重破壞，環(huán)保理念越來(lái)越被橋梁施工行業(yè)所重視，在橋梁工程設(shè)計(jì)階段對(duì)于環(huán)境的保護(hù)，以環(huán)保理念為基礎(chǔ)的橋梁工程設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸深入，在對(duì)資源的充分合理的利用，降低環(huán)境污染方面起到了積極的作用，對(duì)于環(huán)境和橋梁生態(tài)結(jié)構(gòu)的和諧發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

1 路橋工程環(huán)保理念實(shí)施概述

環(huán)境保護(hù)作為我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策，環(huán)保意識(shí)和管理理念在橋梁工程設(shè)計(jì)中具有重要的作用。隨著我國(guó)城市化建設(shè)的推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)取得了快速發(fā)展的勢(shì)頭，交通運(yùn)輸業(yè)的需求量不斷擴(kuò)大，橋梁的數(shù)量和面積逐漸增長(zhǎng)，公路網(wǎng)密度也呈現(xiàn)上升的態(tài)勢(shì)。隨著近年來(lái)對(duì)外開放政策的啟動(dòng)，帶來(lái)了交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，我國(guó)公路在國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸系統(tǒng)中占據(jù)著重要的地位。到2017年年底，我國(guó)公路總里程達(dá)469.63萬(wàn) km，公路密度為48.92 km/m2。隨著公路橋梁數(shù)量的增多，引發(fā)了環(huán)境的污染，環(huán)保理念的缺失，生態(tài)平衡遭受了嚴(yán)重的破壞，尤其是路橋周邊環(huán)境的污染較為嚴(yán)重，嚴(yán)重破壞了人們生活的安寧和和諧。如何立足于我國(guó)現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，評(píng)價(jià)橋梁設(shè)計(jì)建設(shè)和保護(hù)之間的聯(lián)系，有效解決路橋工程設(shè)計(jì)帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題，在橋梁工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)滲透環(huán)保理念，引入新型環(huán)保措施，解決橋梁工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的環(huán)境污染，就成為現(xiàn)代橋梁企業(yè)亟待解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。

《公路工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中宣布公路橋梁設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)必須履行節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的法律法規(guī)，應(yīng)該切實(shí)遵循“保護(hù)優(yōu)先、預(yù)防為主、以治為輔、綜合治理”的環(huán)保規(guī)范。建設(shè)綠色橋梁，優(yōu)化橋梁面貌，提升環(huán)保意識(shí)，從而為保護(hù)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。針對(duì)國(guó)家各級(jí)橋梁和高速公路，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)該建立水土測(cè)定方案評(píng)價(jià)措施、環(huán)境影響評(píng)價(jià)方案。針對(duì)生態(tài)較為惡劣的區(qū)域，或路橋施工建設(shè)竣工善后問(wèn)題得不到解決所引發(fā)的區(qū)域性地層破壞的區(qū)域，應(yīng)該設(shè)計(jì)相關(guān)的與之相適宜的保護(hù)方案。另外，在橋梁施工擴(kuò)建過(guò)程中，應(yīng)該充分利用廢棄資源，節(jié)約資源。橋涵設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該本著有效、節(jié)約、耐久、適用、環(huán)保、觀等依據(jù)，采用因地制宜，就近取材的方案，提升養(yǎng)護(hù)和環(huán)保措施，延長(zhǎng)橋涵的設(shè)計(jì)生命。

2 橋梁工程設(shè)計(jì)中的環(huán)保問(wèn)題

橋梁作為跨越山川、河流、峽谷、道路等障礙物的特殊交通工具，橋梁工程的設(shè)計(jì)相較于其他的交通工具，具有結(jié)構(gòu)較為堅(jiān)固，使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。在橋梁施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，涉及諸多方面的要素，如土方開掘和回填，施工平臺(tái)搭建，石方爆破、地基鉆孔、墩臺(tái)灌注等內(nèi)容，在施工設(shè)計(jì)整個(gè)體系中，需要數(shù)以萬(wàn)計(jì)的材料和重型機(jī)械來(lái)完成。橋梁工程施工設(shè)計(jì)進(jìn)程并不是單一行進(jìn)的，對(duì)于周圍的自然環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的影響，具體影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

2.1 自然環(huán)境的破壞

由于橋梁工程的建設(shè)時(shí)間比較長(zhǎng)，導(dǎo)致了對(duì)自然環(huán)境的破壞。施工材料、機(jī)械設(shè)備、預(yù)制場(chǎng)地、生活場(chǎng)所等都需要占用大面積的自然環(huán)境，由于環(huán)保觀念的匱乏，環(huán)保工作不到位等問(wèn)題，破壞了植被，造成了周圍水土大量的流失，嚴(yán)重破壞了自然環(huán)境，制約了橋梁建設(shè)區(qū)域生態(tài)平衡的發(fā)展。

2.2 水質(zhì)的污染

橋梁工程施工設(shè)計(jì)對(duì)于周圍水質(zhì)產(chǎn)生的污染是不容置疑的，水質(zhì)污染的主要要素來(lái)自于施工過(guò)程中泥渣、鉆漿的污水，施工機(jī)械含油污水、生活污水等，這些污水如果不能有效處理，直接向河流進(jìn)行排放，將會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)進(jìn)行污染，對(duì)于周遭環(huán)境產(chǎn)生了極大的破壞力，比如影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳?，破壞了水生物和流域周圍植被的生存環(huán)境。

2.3 噪音的污染

橋梁工程設(shè)計(jì)進(jìn)程聲勢(shì)浩大，工作程序復(fù)雜，至上而下的工作程序同時(shí)進(jìn)行，如橋梁運(yùn)輸過(guò)程中的自卸車、裝載機(jī)、挖掘機(jī)，鋼筋切割機(jī)、混凝土攪拌機(jī)、壓路機(jī)、鉆機(jī)等多種機(jī)械同時(shí)工作所產(chǎn)生的震耳欲聾的轟鳴聲，聲音頻率和強(qiáng)度非常大，引發(fā)了很大的噪音。明顯的橋梁施工過(guò)程中的噪音會(huì)嚴(yán)重影響橋梁工作人員、附近居民、動(dòng)植物的正常生活，制約了生態(tài)平衡的發(fā)展。

3 基于環(huán)保理念基礎(chǔ)上的橋梁工程設(shè)計(jì)實(shí)踐

3.1 橋型設(shè)計(jì)

橋型的設(shè)計(jì)應(yīng)該和周邊的人文環(huán)境、自然環(huán)境、地質(zhì)條件、地形狀貌等聯(lián)系起來(lái)。在橋型設(shè)計(jì)之前，要切實(shí)考察、檢測(cè)附近綜合環(huán)境，通過(guò)圖書館資料、網(wǎng)絡(luò)資源、實(shí)地調(diào)查所獲得的資源對(duì)當(dāng)?shù)氐牡孛?、地質(zhì)狀況作出分析。尤其是對(duì)于橋臺(tái)和橋墩的地理形勢(shì)要經(jīng)過(guò)反復(fù)的測(cè)量，對(duì)于當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況有較為深入的研究，優(yōu)勝劣汰，擇善而棲。與此同時(shí)，要測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的基本的持力層以及承載力這些要素。

在廣袤無(wú)垠的平原地帶，適宜于設(shè)計(jì)連續(xù)梁和剛構(gòu)橋，這樣橋梁環(huán)保理念和環(huán)境達(dá)到了初步契合的狀態(tài)，充分體現(xiàn)出橋梁和環(huán)境之間相適宜的視覺(jué)效果。在連綿起伏、高聳入云的山嶺重丘地帶，橋梁選型和布跨選擇內(nèi)容不是唯一的要素，地形和地質(zhì)的狀況更為重要。山嶺重丘地域?qū)τ跇蛐偷脑O(shè)計(jì)首先考慮的是地質(zhì)條件是否適宜，其次要考慮的是地形狀貌，對(duì)于墩臺(tái)的布設(shè)要和地形狀態(tài)相統(tǒng)一，預(yù)防填挖所造成的對(duì)自然地形環(huán)境的破壞。對(duì)于山區(qū)地帶橋型應(yīng)該采用拱橋和斜腿剛構(gòu)等。在橋梁設(shè)計(jì)和自然環(huán)境二者彼此砥礪、彼此塑造中完善設(shè)計(jì)理念，體現(xiàn)環(huán)保意識(shí)的藝術(shù)張力對(duì)于現(xiàn)代橋梁工程設(shè)計(jì)尤為重要。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)于橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要充分考慮到諸多因素，如橋梁在壽命周期內(nèi)的荷載現(xiàn)狀，周邊環(huán)境、地質(zhì)地緣等狀況。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要考慮承載能力、耐久性等內(nèi)容，引入先進(jìn)的結(jié)構(gòu)受力分析理念，優(yōu)化結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程，正確處理結(jié)構(gòu)幾何要素，找到鋼筋配置的合理設(shè)計(jì)方法，從而確保橋梁的強(qiáng)度，耐久性以及安全性。

在山嶺重丘區(qū)域，橋臺(tái)的設(shè)計(jì)要結(jié)合地形形勢(shì)狀況，以對(duì)稱的結(jié)構(gòu)形式和非對(duì)稱結(jié)構(gòu)兩種結(jié)構(gòu)類型為標(biāo)準(zhǔn)。在地形平緩的平原地區(qū)，宜選擇“U”形橋臺(tái)。橫坡陡峭的橋位，應(yīng)該應(yīng)用肋板式橋臺(tái)和柱式橋臺(tái)相結(jié)合的設(shè)計(jì)理念來(lái)設(shè)計(jì)。在縱坡較陡的橋段處，應(yīng)該設(shè)計(jì)成“一”字形橋臺(tái)。

3.3 附屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

橋梁附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分別涵蓋照明系統(tǒng)、伸縮縫系統(tǒng)、排水系統(tǒng)。照明設(shè)計(jì)應(yīng)該首先考慮太陽(yáng)能、風(fēng)能等燈具的環(huán)保結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，充分實(shí)現(xiàn)環(huán)保的功能和效應(yīng)。伸縮縫設(shè)計(jì)要以主梁剛度協(xié)調(diào)及轉(zhuǎn)動(dòng)大小為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免由于剛度不合理和轉(zhuǎn)動(dòng)的局限性所導(dǎo)致的橋梁局部受損所引發(fā)的滲水和跳車噪音現(xiàn)象的發(fā)生。在排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要用立足于排水管的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，還要充分結(jié)合環(huán)保制約背景，引入管道排水為主、護(hù)欄側(cè)面排水為輔的復(fù)合型排水的設(shè)計(jì)理念。

4 結(jié) 語(yǔ)

隨著交通運(yùn)輸業(yè)的大力發(fā)展，橋梁建設(shè)規(guī)模開始崛起，與此同時(shí)優(yōu)化環(huán)保理念的缺失，造成了環(huán)境的極大破壞，制約了橋梁工程設(shè)計(jì)和生態(tài)環(huán)境之間的平衡發(fā)展。因此把橋梁設(shè)計(jì)進(jìn)程和環(huán)境保護(hù)理念結(jié)合起來(lái)，采用適宜的環(huán)保措施降低環(huán)境破壞頻率，保持生態(tài)平衡，對(duì)于橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。在橋梁施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)橋梁工作者應(yīng)該在環(huán)保理念的支配下，不斷總結(jié)施工設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，提高環(huán)保設(shè)計(jì)能力，從而使現(xiàn)代橋梁工程項(xiàng)目與生態(tài)環(huán)境達(dá)到平衡發(fā)展的和諧狀態(tài)。