道路橋梁工程設(shè)計(jì)中存在的安全隱患及對(duì)策

王洪燕

（聊城華鑫公路勘察設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，山東 聊城 252000）

0 引言

道路橋梁工程是交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要構(gòu)成，影響因素較多。因此，越來(lái)越多的人關(guān)注道路橋梁工程的質(zhì)量問(wèn)題。改進(jìn)施工管理方式是施工單位增強(qiáng)發(fā)展能力的必要手段。為了保障道路橋梁工程的建設(shè)效果，要從施工前的準(zhǔn)備階段注重設(shè)計(jì)方案的完善，以科學(xué)、合理的工程設(shè)計(jì)指導(dǎo)建設(shè)施工，為施工質(zhì)量的全面提升奠定基礎(chǔ)。

1 道路橋梁工程設(shè)計(jì)方案的選擇

選擇道路橋梁工程設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要重點(diǎn)分析方案的技術(shù)性、適用性等性能。相關(guān)人員必須分析方案內(nèi)容的技術(shù)性，堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，注重引入新技術(shù)、新材料，謹(jǐn)慎對(duì)待施工階段的技術(shù)應(yīng)用，充分發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。適用性就是道路橋梁工程的綜合效益，以工程設(shè)計(jì)、施工建設(shè)適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境為基礎(chǔ)，拉動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)。否則，只會(huì)成為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的阻礙和隱患，需要投入更多的資源，道路橋梁工程的使用效果也無(wú)法保障。

2 道路橋梁工程設(shè)計(jì)的重要性

設(shè)計(jì)是衡量道路橋梁工程優(yōu)劣的重要指標(biāo)，對(duì)工程造價(jià)和質(zhì)量、施工技術(shù)和工期等方面具有決定作用。但是前期的設(shè)計(jì)勘察往往因經(jīng)費(fèi)少，而限定規(guī)劃內(nèi)容于資料分析上，不能全面展開(kāi)建設(shè)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性的分析研究，地質(zhì)勘測(cè)資料缺乏系統(tǒng)性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案所采用的技術(shù)、材料、工藝表現(xiàn)出明顯的滯后性，進(jìn)而影響道路橋梁工程的質(zhì)量。設(shè)計(jì)周期短、中標(biāo)價(jià)低等因素，都會(huì)影響設(shè)計(jì)和施工的質(zhì)量。工作周期和費(fèi)用成本有限會(huì)阻礙創(chuàng)新激勵(lì)機(jī)制的落實(shí)情況，過(guò)分注重單項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，造成設(shè)計(jì)方案的不合理，進(jìn)而對(duì)道路橋梁工程產(chǎn)生不利影響[1]。

3 道路橋梁工程設(shè)計(jì)的安全隱患

3.1 橋梁橋頭跳車(chē)與伸縮縫

橋梁橋臺(tái)、橋頭沉降存在差異，伸縮縫的出現(xiàn)和搭板施工中的問(wèn)題，是橋梁橋臺(tái)位置形成類似臺(tái)階結(jié)構(gòu)的重要原因，造成在此處出現(xiàn)車(chē)輛行駛過(guò)程中的跳車(chē)現(xiàn)象，沖擊整個(gè)橋梁，對(duì)其產(chǎn)生極大的破壞力。填料固結(jié)、施工操作有誤時(shí)常出現(xiàn)，如果橋臺(tái)臺(tái)背的加固處理不及時(shí)，橋頭跳車(chē)問(wèn)題很難徹底解決。所以，橋臺(tái)臺(tái)背需要選用透水性好的材料，如石灰土或砂性土。

3.2 鋼筋腐蝕

鋼筋在道路橋梁建設(shè)中不可缺少，屬于重要的結(jié)構(gòu)材料和承載構(gòu)件，在工程結(jié)構(gòu)中起著重要的支撐作用。鋼筋結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期裸露，時(shí)常發(fā)生腐蝕情況，導(dǎo)致鋼筋材料的承載作用降低，甚至失去作用。鋼筋外裹一層混凝土，有效增強(qiáng)整個(gè)鋼筋的抗拉強(qiáng)度。如果養(yǎng)護(hù)處理不到位，會(huì)增大混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂的可能性，造成鋼筋裸露出來(lái)，在充分接觸氧氣、空氣中的水分后發(fā)生氧化反應(yīng)。鋼筋結(jié)構(gòu)因此逐漸發(fā)生腐蝕，降低了原有的安全穩(wěn)定性，甚至在一定條件下發(fā)生斷裂。外部硫化也會(huì)引發(fā)鋼筋腐蝕，使鋼筋結(jié)構(gòu)不再具有原本的承載作用，工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性因此受到影響，后期的耐久性和使用期間的安全性也就無(wú)法保障。

3.3 橋面裂縫

橋面裂縫在道路橋梁工程中較為常見(jiàn)，與車(chē)輛磨損、施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)直接相關(guān)。施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，是指施工單位不能?chē)?yán)格遵循道路橋梁工程的規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)，受施工環(huán)境、建設(shè)材料、機(jī)械設(shè)備、人力等因素的制約，最終的施工質(zhì)量不符合預(yù)期目標(biāo)。例如，材料配置不達(dá)標(biāo)，使混凝土的強(qiáng)度明顯降低，進(jìn)而影響施工的質(zhì)量，造成橋面開(kāi)裂。車(chē)輛磨損，是指每日私家車(chē)、貨車(chē)等車(chē)輛行駛帶來(lái)的承載量，以及行駛過(guò)程中的急剎車(chē)和超載情況，都會(huì)不同程度地對(duì)路面造成磨損，引發(fā)橋面裂縫問(wèn)題。同時(shí)，軟土地基的穩(wěn)定性、堅(jiān)固性較差，而且在施工中所用的瀝青、混凝土材料只有較低的穩(wěn)定性，路面硬化更易發(fā)生，使道路橋梁工程的性能受到一定影響，極易造成工程內(nèi)部的硬化、開(kāi)裂。

3.4 橋梁基礎(chǔ)埋設(shè)淺

橋梁基礎(chǔ)埋設(shè)淺的前提下，部分地區(qū)的土層多處于封凍嚴(yán)實(shí)狀態(tài)或季節(jié)性凍土。長(zhǎng)期處于封凍狀態(tài)的土層在外力作用下，承載能力會(huì)大幅度降低，性能也會(huì)發(fā)生很大變化。季節(jié)性差異帶來(lái)的氣候條件變化是引發(fā)基礎(chǔ)沉降、凍裂問(wèn)題的重要因素，道路橋梁工程也因這種情況反復(fù)出現(xiàn)承載能力下降，破壞程度不斷延伸的現(xiàn)象。

3.5 路基路面沉降

道路橋梁施工主要是在基礎(chǔ)坑敞開(kāi)狀態(tài)下展開(kāi)，利用夏季強(qiáng)烈陽(yáng)光的照射逐漸提高凍土的溫度。在基礎(chǔ)混凝土澆筑水熱反應(yīng)的過(guò)程中產(chǎn)生很多熱量，工程周邊的植被會(huì)受到不同程度的破壞，在熱傳導(dǎo)的作用下更會(huì)對(duì)地基產(chǎn)生影響，進(jìn)而對(duì)凍土的穩(wěn)定性造成破壞，使其使用質(zhì)量明顯下降。道路橋梁竣工一段時(shí)間后，凍土熱融現(xiàn)象逐漸消失，地基下沉問(wèn)題由此產(chǎn)生。路基受外部環(huán)境和外力、雨水或其他因素的影響，增大了含水量，內(nèi)部材料因水的侵蝕而降低了穩(wěn)定性，在自身承受力和外部力量的作用下逐漸發(fā)生變形。可能發(fā)生在前期不穩(wěn)定階段，造成地面承載力明顯下降，進(jìn)而引發(fā)路基路面沉降、開(kāi)裂等問(wèn)題。在路基建設(shè)中要注意預(yù)防材料質(zhì)量的缺陷，如以細(xì)粒土代替填筑所用的卵石土、碎石土、硬石塊等材料，路基承載力會(huì)明顯降低。道路橋梁軟土層發(fā)生地下水長(zhǎng)時(shí)間沖刷過(guò)渡帶問(wèn)題時(shí)，地基水土?xí)虼舜罅苛魇?，?dǎo)致軟土地基的整體強(qiáng)度明顯降低，出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。路面沉降與路面運(yùn)營(yíng)中的安全、穩(wěn)定直接相關(guān)，進(jìn)而影響到日常的行車(chē)安全，甚至出現(xiàn)路面斷裂問(wèn)題。

3.6 剝蝕

剝蝕，即道路橋梁工程表面起皮、剝落、露石、麻面等。在剝蝕問(wèn)題發(fā)生后，道路橋梁工程所用的各類構(gòu)件會(huì)因此縮小截面面積，應(yīng)力也會(huì)在此作用下有所增大，在有害物、空氣的作用下發(fā)生侵蝕。風(fēng)化、水質(zhì)、凍融等都是剝蝕現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因。

4 道路橋梁工程設(shè)計(jì)的安全隱患成因

4.1 欠缺綜合考慮

在道路橋梁設(shè)計(jì)階段，問(wèn)題較多，設(shè)計(jì)人員很難做到綜合考慮，造成工程質(zhì)量的重大隱患。設(shè)計(jì)人員為了快速完成設(shè)計(jì)，對(duì)耐久、耐腐蝕等性能往往有所忽視。甚至存在設(shè)計(jì)人員未仔細(xì)勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，就開(kāi)始設(shè)計(jì)道路橋梁，盲目性很大，是在工程使用過(guò)程中斷裂、垮塌問(wèn)題出現(xiàn)的主要成因，威脅行車(chē)安全。

4.2 創(chuàng)新理念缺失

設(shè)計(jì)人員在全面了解傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路的同時(shí)，堅(jiān)決貫徹創(chuàng)新理念，不斷適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新變化，以提升設(shè)計(jì)方案的品質(zhì)，保障工程的質(zhì)量。道路橋梁工程設(shè)計(jì)的工程量大，時(shí)間短，導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員不能全面考慮各項(xiàng)安全參數(shù)，使橋梁結(jié)構(gòu)壓力強(qiáng)度與工程使用安全之間存在一定差距。在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案下，理念落后、長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃不足等缺陷明顯，導(dǎo)致道路橋梁工程質(zhì)量不符合實(shí)際需求，成為安全隱患。

4.3 設(shè)計(jì)不合理

道橋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)主要利用了明挖擴(kuò)大的施工方法，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由漿砌石、混凝土等材料構(gòu)成。這些材料的強(qiáng)度較弱，增大了施工階段和使用過(guò)程中各類病害的發(fā)生幾率。道橋設(shè)計(jì)也會(huì)存在一些特殊情況，如工程實(shí)際荷載量超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，板的陰角位置在高溫狀態(tài)下收縮變形，逐漸產(chǎn)生裂縫。橋梁設(shè)計(jì)中的鋼筋使用量的不合理，只利用軟件計(jì)算得出配筋，也會(huì)造成板面陰角的裂縫問(wèn)題。

4.4 結(jié)構(gòu)承載力不足

近年來(lái)，人們購(gòu)買(mǎi)私家車(chē)的數(shù)量大幅度增加，密切了各地區(qū)的聯(lián)系。不同地區(qū)大量往來(lái)的車(chē)輛，成為道路橋梁工程必須承載的重量。道路橋梁設(shè)計(jì)一般會(huì)在承載力設(shè)計(jì)中留有富余，但是施工單位對(duì)承載力問(wèn)題認(rèn)識(shí)不充分，富余量設(shè)置不足，導(dǎo)致施工狀況不符合實(shí)際需求，使不斷增加的通行車(chē)輛數(shù)量成為安全事故發(fā)生的直接因素，威脅行車(chē)安全。

4.5 項(xiàng)目工期過(guò)短

設(shè)計(jì)人員為了趕工期只能加快設(shè)計(jì)進(jìn)度，造成道路橋梁工程使用階段的安全隱患。施工單位為擴(kuò)大企業(yè)利潤(rùn)，出現(xiàn)偷工減料、轉(zhuǎn)包分包問(wèn)題。監(jiān)督部門(mén)管理不到位，也會(huì)影響到工程質(zhì)量安全。

5 道路橋梁工程設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)策

5.1 保障結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性

道路橋梁結(jié)構(gòu)安全、耐久性，與道路橋梁工程的質(zhì)量、后期養(yǎng)護(hù)成本直接相關(guān)。在方案設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)維護(hù)、保養(yǎng)道橋工程的重要性，以便快速解決問(wèn)題，避免影響道路橋梁的使用質(zhì)量。道路橋梁結(jié)構(gòu)合理是外觀合理、承載力達(dá)標(biāo)的綜合要求，確保道路橋梁工程能夠承擔(dān)車(chē)輛荷載，安全、順暢地通行。施工材料的選擇和使用都要符合設(shè)計(jì)要求，做好修復(fù)工作，盡可能降低質(zhì)量隱患，避免因情況惡化而增大維修難度，投入更大的維修成本。

5.2 綜合考慮各種影響因素

基于工程使用階段的眾多影響因素，使用效果總是會(huì)不同程度地發(fā)生偏離，也是方案設(shè)計(jì)必須考慮的因素。道路橋梁結(jié)構(gòu)一般會(huì)在交通量驟增、地質(zhì)災(zāi)害、自然腐蝕的沖擊下，出現(xiàn)老化、裂縫等病害，明顯增大了安全事故的發(fā)生概率。所以，綜合考慮工程建設(shè)目的、特點(diǎn)，是針對(duì)性分析施工現(xiàn)場(chǎng)狀況的必要準(zhǔn)備，更好地提升方案設(shè)計(jì)的效果，保障工程的使用性能。

5.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的可行性

一是堅(jiān)持以道路橋梁工程單位、施工單位的良好溝通為基礎(chǔ)，全面、準(zhǔn)確地了解彼此的期望目標(biāo)，是方案設(shè)計(jì)之初的必要準(zhǔn)備。條款在達(dá)成協(xié)議后，要形成法律合同，作為方案設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。二是設(shè)計(jì)人員要堅(jiān)持在設(shè)計(jì)之前進(jìn)行實(shí)地勘察，完整記錄施工所在地的地質(zhì)地形、人文習(xí)慣、水文氣候等地理?xiàng)l件，作為方案設(shè)計(jì)的重要參考資料。同時(shí)做好與當(dāng)?shù)卣臏贤▍f(xié)調(diào)工作，避免因意見(jiàn)分歧而延誤施工、引發(fā)爭(zhēng)端。三是設(shè)計(jì)方案初稿要及時(shí)上交技術(shù)和施工部門(mén)，由相關(guān)部門(mén)完成復(fù)審，及時(shí)整改其中的問(wèn)題和漏洞。

5.4 提升相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)

為了保障施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)定的規(guī)范化要求，提升相關(guān)人員的專業(yè)技能是必要的措施。要求管理人員有較好的專業(yè)素養(yǎng)和工作態(tài)度；確保設(shè)計(jì)人員具備足夠的專業(yè)技術(shù)水平，制定更加完善的設(shè)計(jì)方案；施工人員能夠了解和掌握施工中應(yīng)有的理論知識(shí)和技術(shù)能力。從建立專業(yè)化意識(shí)出發(fā)，推動(dòng)工程項(xiàng)目相關(guān)人員專業(yè)素養(yǎng)的全面提升。施工人員在嚴(yán)格遵循施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的前提下，規(guī)范施工工序、優(yōu)化施工技能、保障施工進(jìn)度。道路橋梁工程的地理位置、地質(zhì)構(gòu)造、外部環(huán)境都是重要的勘察內(nèi)容。在發(fā)現(xiàn)不利因素時(shí)，設(shè)計(jì)人員依據(jù)施工的客觀狀況，積極引入先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)，最大程度地降低安全隱患。設(shè)計(jì)單位要注重人員的專業(yè)培訓(xùn)，以設(shè)計(jì)倫理作為重點(diǎn)培訓(xùn)內(nèi)容，加強(qiáng)隊(duì)伍思想建設(shè)，堅(jiān)持將經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、設(shè)計(jì)目標(biāo)、工程質(zhì)量安全納入人員評(píng)價(jià)體系，引導(dǎo)設(shè)計(jì)人員在具體工作中建立起良好的責(zé)任心和積極性。

5.5 積極應(yīng)用BIM技術(shù)

5.5.1 設(shè)計(jì)研究階段

確定設(shè)計(jì)的可行性，關(guān)系到后期工作開(kāi)展的順利程度。道路橋梁工程設(shè)計(jì)與BIM技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，有利于充分發(fā)揮技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不斷提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理性，作為制定后期工序流程的數(shù)據(jù)參考。BIM技術(shù)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)研究，是充分發(fā)揮工程使用功能和全面提升質(zhì)量效果的重要保障，使設(shè)計(jì)方案內(nèi)容更為可行。通過(guò)構(gòu)建道路橋梁工程信息模型的方式，實(shí)現(xiàn)道路橋梁工程設(shè)計(jì)的目標(biāo)需求，推動(dòng)設(shè)計(jì)方案的進(jìn)一步優(yōu)化。

5.5.2 具體設(shè)計(jì)階段

在道路橋梁工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，BIM技術(shù)應(yīng)用范圍最廣。傳統(tǒng)的道路橋梁工程設(shè)計(jì)一般采用二維技術(shù)呈現(xiàn)圖紙信息，但是信息表達(dá)效果往往存在很大缺陷，影響設(shè)計(jì)過(guò)程的連接性，不利于設(shè)計(jì)人員掌握其中的數(shù)據(jù)信息以及交通建設(shè)行業(yè)的革新發(fā)展。而B(niǎo)IM技術(shù)的應(yīng)用，使道路橋梁工程結(jié)構(gòu)以數(shù)字化模型進(jìn)行三維技術(shù)呈現(xiàn)，提高了方案設(shè)計(jì)過(guò)程的精準(zhǔn)性與合理性；以信息共享優(yōu)勢(shì)，便于協(xié)調(diào)工程項(xiàng)目的相關(guān)部門(mén)，使其保持更為密切的交流、合作關(guān)系；增強(qiáng)整個(gè)工程設(shè)計(jì)的個(gè)性化特點(diǎn)，降低設(shè)計(jì)過(guò)程中的失誤率，實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的全面提升。

6 道路橋梁設(shè)計(jì)改進(jìn)的效果

設(shè)計(jì)人員必須依據(jù)工程的實(shí)際需求，在技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的約束下，盡可能地避免安全隱患，全面提升設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、可行性。

6.1 有效預(yù)防安全隱患

設(shè)計(jì)人員在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)，可以在施工過(guò)程中提供科學(xué)指導(dǎo)，提升了工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，對(duì)各類安全隱患做好防控，更好地保障了道路橋梁工程的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

6.2 保障工程質(zhì)量

竣工之后，需進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)和工程驗(yàn)收。只有確定各項(xiàng)性能參數(shù)達(dá)標(biāo)，才能滿足工程的使用需求。有效防控裂縫、沉陷等隱患，是確保工程使用階段行車(chē)安全的基礎(chǔ)。

6.3 綜合效益良好

良好的方案設(shè)計(jì)，可以有效防控安全隱患，增強(qiáng)工程結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性；有利于在養(yǎng)護(hù)維修環(huán)節(jié)進(jìn)一步縮減成本，保證行車(chē)的安全、舒適，提高使用效果，贏得駕駛員的普遍認(rèn)可，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益更大化。

7 結(jié)語(yǔ)

道路橋梁工程的施工特點(diǎn)決定了在施工過(guò)程中各類質(zhì)量問(wèn)題和病害問(wèn)題時(shí)常發(fā)生，關(guān)系到工程項(xiàng)目的質(zhì)量和安全穩(wěn)定性。工程設(shè)計(jì)是道路橋梁工程施工的前期準(zhǔn)備工作，是施工及運(yùn)營(yíng)的指導(dǎo)性資料，意義重大。在道路橋梁施工過(guò)程，常受到各種因素的影響，導(dǎo)致出現(xiàn)病害，使后期施工階段的人員安全得不到保障。工程設(shè)計(jì)要堅(jiān)持以實(shí)地勘察施工現(xiàn)場(chǎng)為基礎(chǔ)，充分了解當(dāng)?shù)氐乃?、地質(zhì)、氣候等環(huán)境因素，嚴(yán)格落實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持引入新技術(shù)和新材料，保障道路橋梁工程的安全性、耐久性，以便后期的維修保養(yǎng)，全面提升使用效果，保障行車(chē)的安全。