道路桥梁设计的现状及改善路径.pdf

Vol.49,No.9September,2023摘要：随着我国经济常态化发展，推动着交通运输业的进步，使得道路桥梁工程数量不断增多，进而对道路桥梁施工质量提出更高的要求，要想保证道路桥梁工程的整体质量，应对其设计环节加以重视。在以往道路桥梁设计的背景下，道路建设过程中普遍存在诸多问题，如何有效提高道路行驶的安全性,是当前工程施工企业首要解决的问题。为此，首先简单阐述道路桥梁设计的现状，之后提出有效的改善路径，希望可以从根本上促进我国道路交通的建设与发展。关键词：道路桥梁设计；现状；改善路径中图分类号：U412.3文章编号：16 7 2-40 11(2 0 2 3)0 9-0 17 6-0 3D01:10.3969/j.issn.1672-4011.2023.09.0680引言现阶段，随着我国市场经济的持续发展，促进了各行各业的进步。对道路桥梁进行设计时虽然达到了相关标准，但在实际应用过程中却存在诸多问题，最为关键的是道路桥梁结构安全方面的问题。进行道路桥梁设计工作时，需要全面考虑实际施工环境、结构材料、使用条件等多个方面，只有这样才能保证所设计的道路桥梁结构具有较高的合理性与耐用性 1-3。同时,还应保证道路桥梁整体的构造和布局是最为合适的,以此延长道路桥梁工程的使用寿命。因此,要想从根本上提高道路桥梁本身的安全性能，让其可以在我国城市化建设进程中充分发挥出作用，就需要不断改善当前道路桥梁设计的现状，进一步推动道路桥梁的可持续发展。1道路桥梁设计的现状1.1设计人员专业技能与素质有待提升道路桥梁工程在实际的设计环节中，设计人员的地位尤为重要，工程项目的设计质量与设计人员本身的专业技能与素质有着极为密切的联系。同时，道路桥梁工程的地区不同,所设计的内容也存在一定区别,再加上多种外界因素的影响，如果工程设计人员的专业能力较弱，会在工程设计过程中产生各种问题，进而对我国现代化工程的可靠性和安全水平造成了很大的负面影响。现阶段，由于道路桥梁工程设计人员的学科素养仍呕待提高，特别是对于工程设计工作量相对庞大的项目来说，设计人员往往无法对工程问题做出整体研究，以至于影响工程的整体设计水平。对于这些情况，需要加强培养道路桥梁工程设计人员自身的专业知识和素养。此外,还工程设计人员应以工程的实际状况为切入点，根据工程的实际特征选择质地较好的施工材料。1.2道路桥梁工程设计耐久性较为不足现阶段，由于在道路桥梁工程的实际建设中,其耐久设计并不是具体目标，而是在普遍概念性范围内，这不仅是造收稿日期：2 0 2 2-0 3-2 7作者简介：王鹏（19 8 7 一），男，山东淄博人，硕士，工程师，主要研究方向：城市道路与交通工程。1765川建材SichuanBuildingMaterials道路桥梁设计的现状及改善路径王鹏,穆守峰（淄博市公用事业服务中心，山东淄博2 550 0 0）成城市道路桥梁工程设计出现重大故障的关键因素，而且站在城市整体发展的视角上分析也是不合理的，是造成城市道路桥梁耐久性设计无法负荷预定目标的重要原因。比如城市道路桥梁构造的外延性、整体性都很差且穴余性偏小；由于受力方向不清楚，道路桥梁的部分承载力偏大；钢筋自身的硬度偏低、钢筋的孔径偏细、保护层的厚度不足以及构件截面偏薄等都是导致道路桥梁结构耐久性明显降低的关键因素,对道路桥梁工程的安全性造成极为严重的影响 4-5。所以，在道路桥梁的设计工作上应充分满足结构可行性与经文献标志码：B济合理性原则，确保道路桥梁结构整体的协调统一性，保证道路桥梁工程的安全性。1.3道路桥梁工程设计方案缺乏合理性目前,我国道路桥梁工程的设计仍严重缺乏科学性，这是由于工程设计技术人员在对桥梁结构的整体承载性能进行设计时，没有充分考虑到桥面在运用中的实际负荷情况，如表1所示，导致桥面本身的承载能力难以达到预期目标。同时在对城市中的桥梁结构进行方案设计之后，因为既没有站在客观的角度上研究设计方案，又没有对其加以严格检测，在一定程度上造成了道路桥梁方案设计的科学性明显降低。同时，由于部分施工单位都希望可以降低成本，加快建设速度，所以并没有被权威机构认真审阅过道路桥梁的初步设计图纸，同时工程设计技术人员也并未全面勘察过施工现场的具体地质状况和周边的建筑周边环境，在道路桥梁设计过程中留下相对较大的隐患。而且，部分施工人员也不能选用最理想的原材料完成道路桥梁的初步设计工作，甚至可能出现偷工减料的现象，这同样也会使得道路桥梁工程初步设计的合理性和科学性明显降低。表1道路桥梁荷载分类表荷载分类荷载名称恒载结构自重恒载预加应力恒载混凝土收缩与徐变的影响恒载土压力活载静水压力、浮力主力活载活载活载1.4道路桥梁的材料质量存在差异在进行道路桥梁的设计时，普遍会出现施工材料质量较差且与实际需求严重不符的现象。不仅如此，部分建设单位为了获得较高的经济效益，通常会选择购买相对便宜的施工材料，从而影响到道路桥梁的整体建设质量，施工材料本身的质量对于道路桥梁的建设质量发挥着重要的作用，因此，我国对于施工材料的质量也出台了一系列相关规定。倘若第49 卷第9 期2023年9 月荷载分类荷载名称制动力或牵引力风力车辆横向摇摆力附加力流水压力冰压力基础变位的影响温度变化的影响公路竖向静活载冻胀力人行道荷载船只的撞击力特殊荷载地震力施工荷载第49 卷第9 期2023年9 月施工材料质量较差，会导致道路桥梁的整体施工水平明显下降，使得道路桥梁在投入使用后留下诸多的安全隐患，使道路桥梁出现不可估量的经济损失。另外，对道路桥梁工程展开施工时，尚未严格监督施工材料的质量，也是造成施工材料质量较差的关键因素之一。1.5对生态环境的重视程度有待增强在道路桥梁工程设计过程中，如果对压缩建设成本投资过于关注，过度重视建设效益，将会对自然生态环境的维护管理工作存在一定程度的忽视，又或者没有考虑道路桥梁工程施工时的环境影响，从而造成工程项目产生不好的社会经济效果。对于道路桥梁工程建设前提，由于城市规划不够科学合理将会大幅度浪费土地资源，也无法让土地资源合理实现其使用价值，从而形成了不必要的土地资源浪费。同时，由于在城市规划中部分旧城的改建难度相当大，而道路桥梁施工时又必须经过住宅区，也会导致道路在高峰期时段的车流量偏大，从而对市民的正常生活带来了很大的影响，甚至在一定程度上加剧温室效应。2改善道路桥梁设计现状的有效途径2.1增强设计人员综合设计水平道路桥梁工程的设计工作本身是希望能够提高工程项目的安全性，但由于施工环境等影响因素的不同,决定了影响工程项目设计和施工质量的因素有很多。尤其是工程在正式投入使用后，受到人为因素的破坏，在一定程度上增加了工程的安全问题，如果在建设期间遇到复杂的天气环境，如暴雨或者地质灾害，会导致道路、桥梁无法正常通车，甚至还会使路桥工程的表面产生裂缝或断裂情况。为了防止这类问题的发生，道路桥梁工程的设计人员应紧随时代发展的脚步，提高自身能力。不仅如此，设计人员还要结合工程项目的建设情况，对设计方案的可行性加以判断，倘若发现方案不符合施工实际情况，应及时勘察施工现场，对设计方案进行修改和补充。另外，对道路桥梁进行设计时，设计人员应积极采用先进的设计理念与技术。通过调整桥梁整体的结构与外观以提升工程的安全性能，比如利用计算机技术中的仿真与模拟技术模拟工程状况，依照模拟结果对工程设计与施工中可能存在的安全隐患进行预测，并提前做好预防隐患的有效措施。2.2提高道路桥梁结构的耐久性设计水平要想从根本上提升道路桥梁工程的设计质量，应对工程的耐久性与安全性进行全方位的考虑，并将其作为设计工作的核心。应以此为基础,加强对工程设计的监督,从而实现对工程设计过程的全面管理，具体如下。1)应对道路桥梁的使用寿命予以高度关注。对未来的工程建设进行分析,在以往的设计标准上进行提高，从而满足交通压力的要求，也就是加强载荷强度。所以，设计人员需要重视道路桥梁的结构设计。通常情况下，我国所设计的道路桥梁设计寿命为5 0 年,对于有着一定价值的道路桥梁，如高速公路等需要设计到1 0 0 1 5 0 年。但部分情况下这些使用寿命的设定欠缺准确性，这是因为道路桥梁在实际建设中需全面考虑其设计工序、施工工序、运行状态，只有进行更为严格的监测工作、维护工作,才能有效延长道路桥梁的使用寿命。2)道路桥梁工程在施工过程中应尽可能减少钢筋与混凝土所造成的影响。比如处于潮湿的环境中时，氯离子会对川建材SichuanBuildingMaterials钢筋造成严重的腐蚀，在进行道路桥梁设计时，要保证前面的坡度，同时在混凝土桥面板与路面层间设置防水层，避免出现水下漏的现象，并明确受拉钢筋端部弯钩的大小，进一步降低施工环境对道路桥梁所造成的影响。受拉钢筋端部弯钩如表2 所示。表2 受拉钢筋端部弯钩弯曲部位弯曲角度/（）钢筋弯曲直径D平直段长度180R235HRB335135末端弯钩90中间弯折903)定时监测与维修道路桥梁工程。因为道路桥梁每天需要承受较大的车辆荷载，随着时间的流逝，将会出现诸多问题，使得道路桥梁本身内在结构出现循环变化的应力，不仅会让结构出现振动，而且会在一定程度上让道路桥梁结构发生累积性的损伤，所以需要合理设计车道数量。因为道路桥梁所使用的施工材料普遍存在小缺陷，在时间的流逝下这些微小缺陷将会逐渐扩大，进而对道路桥梁造成不可估量的损伤，倘若没有得到有效的控制,将会让道路桥梁结构、材料发生断裂,所以应高度重视道路桥梁结构的耐久性设计。道路桥梁工程中车道数的设计如表3 所示。表3 道路桥梁车道数设计表桥面宽度Wo/m单向行驶桥梁双向行驶桥梁W。7.0一7.0W。1 0.56W。1 410.5W14.0一14.0W。1 7.514W。2 117.5W。2 1.0一21.0W。2 4.521W。2 824.5W。2 8.0一28.0W。3 1.528W。3 d4d5dHRB4005 dHRB3354dKL4005d各种钢筋20 d10d一桥涵设计车道数/条12345678Vol.49,No.9September,2023施工现场的实际情况作为切入点，积极融合各种因素，保证设计方案的可行性，还要对工程数据的实施进行计算，防止后期因数据错误发生设计问题。2.4提高道路桥梁工程中施工材料的质量施工材料的质量直接影响着道路桥梁工程的整体质量，尤其是在选择混凝土时，倘若未区分混凝土颗粒的大小与差别，会对路面造成危害，使路面变得不平整，出现坑洼，甚至还会在路面经过碾压后发生断裂的情况。与此同时，施工材料本身的强度也会影响道路桥梁的实际使用寿命。所以在设计道路桥梁时，需要全面考虑施工现场的自然地理环境与水文特征等多方面因素，结合实际情况对施工材料的种类和标准进行适当的调整 7 。因此,在设计与建设道路桥梁工程时，相关的工作人员需要准确把握具体的施工环境，确保施工材料与实际需求相符。2.5加强重视生态环境平衡工程设计技术人员在设计城市的道路桥梁工程时，不但要让工程设计的质量达到国家有关规定，还应当高度重视城市道路桥梁建设对生态环境所造成的负面影响，以避免过度占据具有极高使用价值的建设用地资源，并尽量避让高校、商场等一系列重要建设用地。同时按照国家有关规定，对城市的道路系统进行绿色设计，以有效提升我国城市的生态环境，丰富城市生态景观。在控制区域内，除修建城市规划中所必需的基础设施以外，其余设施均宜采用绿色设施。此外，在设计交通桥梁工程时，还需要设置限速隔离带，并适当扩大绿化区的整体面积，以此来有效吸收汽车尾气，从而实现对我国空气质量的进一步改善，降低因道路桥梁工程的施工建设对人民生活造成影响。2.6加强道路桥梁的维护检测工作道路桥梁工程投人使用后会在车辆荷载与外部因素的影响下降低自身结构性能，产生质量问题，同时若所使用的施工材料质量不达标，以及工艺流程不符合标准，会在一定程度上扩大缺陷范围，影响道路桥梁工程的整体性能。因川建材SichuanBuildingMaterials此，应在设计过程中适当应用现代信息技术，建立完善的工程养护监测系统,加强对工程的日常巡检与维护，及时处理工程中所存在的缺陷，确保工程的综合性能始终保持在良好状态。与此同时,应严格把控工程中每一个施工环节的质量，对工程质量的检测与施工巡视加以重视，积极使用绿色施工技术，科学、合理地利用新工艺，做好施工现场的检测，保证道路桥梁工程的整体质量。3结束语道路桥梁工程的建设作为我国城市基础设施建设的核心部分，并且还是一项有着较高复杂性、涉及范围相对较广的工程，因此，工程设计人员应结合工程的实际情况做好道路桥梁设计工作，全面分析影响工程的不良因素，同时采用具有一定针对性的预防措施，以此保证道路桥梁工程设计方案的合理性和科学性,进而提升道路桥梁工程的稳定性。ID:015501 参考文献：1万魁.浅谈道路桥梁设计的现状与改善措施 J.居业，2 0 1 9，37(12):39,41.2赵利明.道路桥梁设计的现状与改善措施探析 J.现代物业，2019,18(11):68.3王红艳.道路桥梁设计的现状与改善措施探析 J.黑龙江交通科技,2 0 1 9,42(1 0）:3 0-3 1.4李申.道路桥梁设计的现状与改善策略的探讨 J.科学技术创新,2 0 1 9,2 3(2 6)：1 0 4-1 0 5.5张宁.道路桥梁设计现状与改善措施研究 J.河南科技，2019,38(11):98 99.6张永娟.道路桥梁设计的现状与改善措施探析 J.绿色环保建材,2 0 1 8,5(1 2):1 2 2,1 2 4.7曹佳媛.道路桥梁设计中的隐患及解决措施 J四川建材，2020,46(2):152-153.第49 卷第9 期2023年9 月（上接第1 6 9 页）大的模量，可将荷载分散到更大的区域内获得比其他破碎方法更大的模量。5）沥青路面施工。碎石层宜洒水碾压，碎石层的碾压应按初压、复压、终压三个阶段进行，碾压设备采用钢轮压路机、钢轮振动压路机或轮胎压路机。碎石层经过碾压后，还需铺筑一层水泥稳定碎石,再铺筑7 cmAC-20+5cmSBS改性 AC-16C。3结语共振碎石化在路面白改黑工程中具有明显的优势，与在旧水泥板上直接加铺沥青层的方案相比，碎石化工艺能够有效缓解旧水泥板接缝处应力集中现象，有利于防止反射裂缝的产生。同时也能有效利用旧水泥混凝土板块，避免了大量挖方和弃方，实现了资源的重复利用，起到了节能环保的作用。共振碎石化工艺适用性较广，但在施工过程中需要注意共振施工对周边建筑物的安全影响。在碎石化施工完成后，还需注意对碎石层进行质量检查，并实测碎石层顶面当量回弹模量，路面结构设计应根据实测结果进行动态调整。参考文献：1黄黄晓明，张玉宏，李昶，等.水泥混凝土路面碎石化层应力强度因子有限元分析 J.公路交通科技，2 0 0 6,2 3（2）：5 2-5 5.2马建，孙守增，芮海田，等.中国筑路机械学术研究综述2018J.中国公路学报,2 0 1 8,3 1（6)：1-4.3中华人民共和国交通运输部.公路水泥混凝土路面再生利用技术细则：JTG/TF312014S .北京：人民交通出版社,2 0 1 4.4中华人民共和国交通运输部.公路水泥路面共振碎石化及沥青路面加铺设计和施工技术规范：DB33/T21912019S.北京：人民交通出版社，2 0 1 9.5徐洲.共振碎石化技术在水泥混凝土路面破碎中的应用J.科学技术创新,2 0 2 2,2 6（2 0）：1 3 7-1 40.6徐柱杰，凌建明，黄琴龙.旧水泥混凝土路面共振碎石化效果研究 J.中国公路学报，2 0 0 8,2 1（5）：2 6-3 2.ID:015575.178