道路桥梁设计中的隐患及改进措施

2015-04-16郭海涛

建材与装饰 2015年19期

关键词：耐久性道路桥梁

郭海涛

（江苏省交通规划设计院股份有限公司厦门分院　厦门市）

道路桥梁设计中的隐患及改进措施

郭海涛

（江苏省交通规划设计院股份有限公司厦门分院厦门市）

随着国民经济水平的提高，我国交通运输业蓬勃发展，道路桥梁如雨后春笋般崛起。近年来，道路通行车辆不断增加，交通运输压力空前增大，道路桥梁是人们出行、企业经营运输的重要保证，道路桥梁的质量关乎经济发展与人民的生命财产安全，为保障其更好的发挥其功能，延长道路使用寿命，道路桥梁的设计极为关键。本文对我国道路桥梁设计现状及所存在的隐患作详细阐释，并深入探讨其改进措施。

道路桥梁设计；隐患设计；改进措施

在交通运输压力日渐增大的环境下，道路桥梁面临着质量上的巨大挑战，道路桥梁项目设计在不断升级，已逐渐满足时代发展的需要。特别值得注意的是：道路桥梁的设计在其整个建筑过程中是最为关键和复杂的一个环节，特别是对桥梁结构各个部分衔接处的设计，不仅要体现工艺性美观，还要使其对桥梁安全起到画龙点睛的作用。鉴于此，需要对道路桥梁设计中存在的隐患一一排除，根据隐患特点采取有针对性的改进措施。

1　道路桥梁设计现状及所存在的隐患分析

道路桥梁建设事业蓬勃发展，为满足新形势下的建设需求，对道路桥梁的设计提出了更高的要求。在对道路桥梁的设计上，很多地区仍然局限于传统的道路桥梁设计方案，使其设计无法完全适应现实需求。交通运输压力的日益加剧，将传统的设计理念以完全被淘汰。设计是道路桥梁工程建设的灵魂所在，它关乎整个工程的质量、造价、施工难易度及工期长短等。设计不当，会影响工程的经济效益，造成严重的资源浪费，甚至出现交通事故，威胁人民的生命财产安全。道路桥梁的设计必须科学且具有创新性，目前由于各方面因素的制约，在道路桥梁设计现状中存在新材料、新结构和新工艺等方面的运用不足等情况。

道路桥梁设计中存在的安全隐患主要表现在：①道路桥梁在实际生活中，极大的方便了人民的出行和各行业的运输，同时也促进了各区域间的资源流通，所以，道路桥梁的使用性能和质量在某种程度上影响着经济的发展。近些年，国内各区域的道路桥梁建设规模日渐扩大。但是，伴随着规模扩大的同时，道路桥梁的安全质量问题日益显现，其中，在道路与桥梁的衔接处是安全隐患发生最多的环节。其具体情况为，在衔接处的设计上不够优化、相关施工细节被忽略等状况发生时，会使桥梁坍塌、通行车辆滑出桥面等重大交通事故。在上述状况下造成的交通事故类型中，最常见也极为典型的即为“桥头跳车”。通常情况下，道路桥梁衔接处存在的设计差异性、地基环境以及桥梁本身的结构性差别等因素会产生“跳车”现象出现。具体情况为，桥梁的主干结构承受着桥头的各方面的承载负荷，其载负能力比桥头载负能力高，但桥头常常在接触承载压力时具有明显的第一优势。此时，桥头和主干对压力的反应也不尽相同，因此，在长年累月的重压下，衔接处会发生突变进而导致桥面运行的车辆出现“跳车”现象[1]。②道路桥梁设计时需考虑其使用耐久性，当前，我国道路桥梁设计中，在路桥耐久性设计上无法发挥其实际效果，仅对其局限于概念性范畴，这是导致道路桥梁工程出现事故的重要因素之一，而且从综合经济的角度看，其也是十分不合理的，这也是导致道路桥梁耐久性差，无法达到预期目标的重要原因。上述不合理之处，虽在短时间内不会对道路和桥梁带来恶劣影响，但长此以往，会造成严重的后果。例如，桥梁构造的整体新和延展性不高，冗余性小；计算图式和受力路线无法清晰掌握，导致桥梁受力不均匀，局部压力过大；水泥混凝土路面强度过低、保护层厚度不够、钢筋直径过细、构件截面过薄等都是导致道路桥梁结构耐久性不高的直接原因，使道路桥梁存在安全隐患。所以，在设计上需遵循经济合理、结构更加优化，使结构整体与局部协调统一，从而提高道路桥梁的运行安全。④设计方案陈旧传统。道路桥梁设计是一项与时俱进的技术，在设计时要全面而综合的考虑各方面的问题，并积极解决新形势下面临的严峻挑战。目前，很多城市在对道路桥梁设计时沿用着传统的设计方案，其优点是可以缩短设计周期，但是没有结合具体施工环境、工程造价、施工周期等，无法满足新时代下的道路安全运行需求，使道路桥梁的设计方案滞后于道路桥梁的实际发展。

2　探讨道路桥梁设计的改善措施

2.1科学选择道路桥梁结构材料

加强道路桥梁的安全性和耐久性最关键性因素是钢筋混凝土的质量及合理使用。钢筋混凝土的质量关乎道路桥梁结构的安全性、适用性以及耐久性。而混凝土的耐久性直接与混凝土的材料挂钩，材料的水灰比、强度等级、水泥用量等是较为直接的影响。设计时必须参照桥规JTGD62，其中里面的桥规对道路桥梁的的耐久性和安全性有明确规定，详细阐述了在不同的使用环境下选择不同钢筋混凝土的标准。影响混凝土耐久性最大的因素是水灰比、最低强度等级、水泥用量、最大氯离子含量和碱含量等，所以，加强道路桥梁钢筋混凝土结构耐久性的做有效措施是加厚混凝土保护层，使钢筋不被锈蚀，其次防止和控制了混凝土产生裂缝。在严格按照规范进行设计外，另外还得采取构造措施，从最源头处解决了混凝土进行施工和使用途中导致的非工作裂缝。在生活应用中，大量案例已证明，提高水平防收缩钢筋的配筋率和箍筋间距的规定，是有效防止和控制混凝土收缩裂缝产生的重要途径[2]。

2.2提高道路桥梁工程质量

从科学的眼光和可持续发展的观点出发，审视道路桥梁的安全耐久性问题，需要以提高桥梁结构的使用寿命为基准，同时对其进行同步监测，适时对道路桥梁给予养护和维修，并桥梁在设计时要以其最大寿命期限内的综合费用评价和经济性及社会效益性为基础。设计单位必须借助高科技计算机网络技术精心绘图设计，对其进行快速优化和实际仿真分析，采用智能化自动生产系统在工厂制造部件，结合GPS和遥控技术对桥梁施工进行远程有效操控。全面克服设计、施工周期短、中标价格低等问题，以打造优良工程为施工目标。在施工质量上，施工单位要对整个工程作全面的的进度布局，做到有的放矢。切忌采取低价中标的方法，而在施工过程中有所保留。需明确，低价中标的施工单位若想盈利必须在变更设计上来降低亏损，只有这样在保证施工质量、安全和进度施工的同时，是施工企业有利可图、避免亏损。

2.3提高道桥梁在安全性和耐久性等方面的措施

①延长道路桥梁的使用寿命。从未来的建设工程趋势来看，传统单纯设计标准辅助交通压力的设计方案将逐步转变为延长道路桥梁的使用寿命研究。因此，设计人员需要在道桥的结构方面做好功夫。目前，我国一般设计的道桥寿命大约为50年，若是对高速公路或者是有其它方面价值的道桥，其寿命约为100～150年。上述道桥的寿命界定不一定非得按照上述要求来设计，因为道桥在建设施工时，受设计、工期、运行等的影响，必须做好监测与维护，才能相对延长道桥的使用寿命。②在施工过程中减少环境对施工材料方面的影响。因为施工环境对混凝土和钢筋有一定的影响，例如，受温度和潮湿环境的影响，氯离子对钢筋的腐蚀程度比较高，在设计上不可忽视，必须做到设计桥面时要有一定的坡度，安装可靠的防水层在混凝土桥面板与路面层之间，防止雨水向下滴漏，从而有效的对道路桥梁进行干燥性保护。④及时的对道路桥梁进行监测与维修。道路桥梁长年累月会经受交通运输的巨大压力，反复而长久的承受重力，使得道桥的内在结构会产生循环变化的应力，这种状况会造成结构振动，同时使结构的累积损伤[3]。

2.4借鉴国外的优秀经验和成果

目前，我国桥梁在设计方面存在的问题主要是桥梁结构在正常使用方面性能较差，如桥梁线形平滑度为达到国际标准要求、桥头跳车严重、噪声过大以及结构易开裂等，同时存在桥梁安全性和耐久性问题。对于上述问题，可适当参考国外先进的桥梁设计技术，认真研究优秀设计以及优秀施工的经验。采纳欧洲国家对桥梁结构性能的设计经验，包括结构变形、对桥梁结构出现裂缝的处理以及消除或者减小振动的方法、手段等，进一步增强桥梁结构的安全性和耐久性设计。