道路桥梁工程设计中存在的安全隐患及对策

王洪燕

（聊城华鑫公路勘察设计有限责任公司，山东 聊城 252000）

0 引言

道路桥梁工程是交通运输网络的重要构成，影响因素较多。因此，越来越多的人关注道路桥梁工程的质量问题。改进施工管理方式是施工单位增强发展能力的必要手段。为了保障道路桥梁工程的建设效果，要从施工前的准备阶段注重设计方案的完善，以科学、合理的工程设计指导建设施工，为施工质量的全面提升奠定基础。

1 道路桥梁工程设计方案的选择

选择道路桥梁工程设计方案时，需要重点分析方案的技术性、适用性等性能。相关人员必须分析方案内容的技术性，坚持与时俱进，注重引入新技术、新材料，谨慎对待施工阶段的技术应用，充分发挥技术的优势。适用性就是道路桥梁工程的综合效益，以工程设计、施工建设适应当地环境为基础，拉动当地经济。否则，只会成为当地经济发展的阻碍和隐患，需要投入更多的资源，道路桥梁工程的使用效果也无法保障。

2 道路桥梁工程设计的重要性

设计是衡量道路桥梁工程优劣的重要指标，对工程造价和质量、施工技术和工期等方面具有决定作用。但是前期的设计勘察往往因经费少，而限定规划内容于资料分析上，不能全面展开建设环境和经济性的分析研究，地质勘测资料缺乏系统性，导致设计方案所采用的技术、材料、工艺表现出明显的滞后性，进而影响道路桥梁工程的质量。设计周期短、中标价低等因素，都会影响设计和施工的质量。工作周期和费用成本有限会阻碍创新激励机制的落实情况，过分注重单项技术指标，造成设计方案的不合理，进而对道路桥梁工程产生不利影响[1]。

3 道路桥梁工程设计的安全隐患

3.1 桥梁桥头跳车与伸缩缝

桥梁桥台、桥头沉降存在差异，伸缩缝的出现和搭板施工中的问题，是桥梁桥台位置形成类似台阶结构的重要原因，造成在此处出现车辆行驶过程中的跳车现象，冲击整个桥梁，对其产生极大的破坏力。填料固结、施工操作有误时常出现，如果桥台台背的加固处理不及时，桥头跳车问题很难彻底解决。所以，桥台台背需要选用透水性好的材料，如石灰土或砂性土。

3.2 钢筋腐蚀

钢筋在道路桥梁建设中不可缺少，属于重要的结构材料和承载构件，在工程结构中起着重要的支撑作用。钢筋结构长期裸露，时常发生腐蚀情况，导致钢筋材料的承载作用降低，甚至失去作用。钢筋外裹一层混凝土，有效增强整个钢筋的抗拉强度。如果养护处理不到位，会增大混凝土结构开裂的可能性，造成钢筋裸露出来，在充分接触氧气、空气中的水分后发生氧化反应。钢筋结构因此逐渐发生腐蚀，降低了原有的安全稳定性，甚至在一定条件下发生断裂。外部硫化也会引发钢筋腐蚀，使钢筋结构不再具有原本的承载作用，工程结构的稳定性因此受到影响，后期的耐久性和使用期间的安全性也就无法保障。

3.3 桥面裂缝

桥面裂缝在道路桥梁工程中较为常见，与车辆磨损、施工质量不达标直接相关。施工质量不达标，是指施工单位不能严格遵循道路桥梁工程的规范化标准，受施工环境、建设材料、机械设备、人力等因素的制约，最终的施工质量不符合预期目标。例如，材料配置不达标，使混凝土的强度明显降低，进而影响施工的质量，造成桥面开裂。车辆磨损，是指每日私家车、货车等车辆行驶带来的承载量，以及行驶过程中的急刹车和超载情况，都会不同程度地对路面造成磨损，引发桥面裂缝问题。同时，软土地基的稳定性、坚固性较差，而且在施工中所用的沥青、混凝土材料只有较低的稳定性，路面硬化更易发生，使道路桥梁工程的性能受到一定影响，极易造成工程内部的硬化、开裂。

3.4 桥梁基础埋设浅

桥梁基础埋设浅的前提下，部分地区的土层多处于封冻严实状态或季节性冻土。长期处于封冻状态的土层在外力作用下，承载能力会大幅度降低，性能也会发生很大变化。季节性差异带来的气候条件变化是引发基础沉降、冻裂问题的重要因素，道路桥梁工程也因这种情况反复出现承载能力下降，破坏程度不断延伸的现象。

3.5 路基路面沉降

道路桥梁施工主要是在基础坑敞开状态下展开，利用夏季强烈阳光的照射逐渐提高冻土的温度。在基础混凝土浇筑水热反应的过程中产生很多热量，工程周边的植被会受到不同程度的破坏，在热传导的作用下更会对地基产生影响，进而对冻土的稳定性造成破坏，使其使用质量明显下降。道路桥梁竣工一段时间后，冻土热融现象逐渐消失，地基下沉问题由此产生。路基受外部环境和外力、雨水或其他因素的影响，增大了含水量，内部材料因水的侵蚀而降低了稳定性，在自身承受力和外部力量的作用下逐渐发生变形。可能发生在前期不稳定阶段，造成地面承载力明显下降，进而引发路基路面沉降、开裂等问题。在路基建设中要注意预防材料质量的缺陷，如以细粒土代替填筑所用的卵石土、碎石土、硬石块等材料，路基承载力会明显降低。道路桥梁软土层发生地下水长时间冲刷过渡带问题时，地基水土会因此大量流失，导致软土地基的整体强度明显降低，出现不均匀沉降现象。路面沉降与路面运营中的安全、稳定直接相关，进而影响到日常的行车安全，甚至出现路面断裂问题。

3.6 剥蚀

剥蚀，即道路桥梁工程表面起皮、剥落、露石、麻面等。在剥蚀问题发生后，道路桥梁工程所用的各类构件会因此缩小截面面积，应力也会在此作用下有所增大，在有害物、空气的作用下发生侵蚀。风化、水质、冻融等都是剥蚀现象出现的主要原因。

4 道路桥梁工程设计的安全隐患成因

4.1 欠缺综合考虑

在道路桥梁设计阶段，问题较多，设计人员很难做到综合考虑，造成工程质量的重大隐患。设计人员为了快速完成设计，对耐久、耐腐蚀等性能往往有所忽视。甚至存在设计人员未仔细勘察施工现场，就开始设计道路桥梁，盲目性很大，是在工程使用过程中断裂、垮塌问题出现的主要成因，威胁行车安全。

4.2 创新理念缺失

设计人员在全面了解传统设计思路的同时，坚决贯彻创新理念，不断适应时代发展的新变化，以提升设计方案的品质，保障工程的质量。道路桥梁工程设计的工程量大，时间短，导致设计人员不能全面考虑各项安全参数，使桥梁结构压力强度与工程使用安全之间存在一定差距。在传统设计方案下，理念落后、长远规划不足等缺陷明显，导致道路桥梁工程质量不符合实际需求，成为安全隐患。

4.3 设计不合理

道桥基础设计主要利用了明挖扩大的施工方法，基础结构由浆砌石、混凝土等材料构成。这些材料的强度较弱，增大了施工阶段和使用过程中各类病害的发生几率。道桥设计也会存在一些特殊情况，如工程实际荷载量超出设计标准，板的阴角位置在高温状态下收缩变形，逐渐产生裂缝。桥梁设计中的钢筋使用量的不合理，只利用软件计算得出配筋，也会造成板面阴角的裂缝问题。

4.4 结构承载力不足

近年来，人们购买私家车的数量大幅度增加，密切了各地区的联系。不同地区大量往来的车辆，成为道路桥梁工程必须承载的重量。道路桥梁设计一般会在承载力设计中留有富余，但是施工单位对承载力问题认识不充分，富余量设置不足，导致施工状况不符合实际需求，使不断增加的通行车辆数量成为安全事故发生的直接因素，威胁行车安全。

4.5 项目工期过短

设计人员为了赶工期只能加快设计进度，造成道路桥梁工程使用阶段的安全隐患。施工单位为扩大企业利润，出现偷工减料、转包分包问题。监督部门管理不到位，也会影响到工程质量安全。

5 道路桥梁工程设计的优化对策

5.1 保障结构的安全性与耐久性

道路桥梁结构安全、耐久性，与道路桥梁工程的质量、后期养护成本直接相关。在方案设计中充分体现维护、保养道桥工程的重要性，以便快速解决问题，避免影响道路桥梁的使用质量。道路桥梁结构合理是外观合理、承载力达标的综合要求，确保道路桥梁工程能够承担车辆荷载，安全、顺畅地通行。施工材料的选择和使用都要符合设计要求，做好修复工作，尽可能降低质量隐患，避免因情况恶化而增大维修难度，投入更大的维修成本。

5.2 综合考虑各种影响因素

基于工程使用阶段的众多影响因素，使用效果总是会不同程度地发生偏离，也是方案设计必须考虑的因素。道路桥梁结构一般会在交通量骤增、地质灾害、自然腐蚀的冲击下，出现老化、裂缝等病害，明显增大了安全事故的发生概率。所以，综合考虑工程建设目的、特点，是针对性分析施工现场状况的必要准备，更好地提升方案设计的效果，保障工程的使用性能。

5.3 优化设计方案的可行性

一是坚持以道路桥梁工程单位、施工单位的良好沟通为基础，全面、准确地了解彼此的期望目标，是方案设计之初的必要准备。条款在达成协议后，要形成法律合同，作为方案设计的重要依据。二是设计人员要坚持在设计之前进行实地勘察，完整记录施工所在地的地质地形、人文习惯、水文气候等地理条件，作为方案设计的重要参考资料。同时做好与当地政府的沟通协调工作，避免因意见分歧而延误施工、引发争端。三是设计方案初稿要及时上交技术和施工部门，由相关部门完成复审，及时整改其中的问题和漏洞。

5.4 提升相关人员的专业素养

为了保障施工质量达到预定的规范化要求，提升相关人员的专业技能是必要的措施。要求管理人员有较好的专业素养和工作态度；确保设计人员具备足够的专业技术水平，制定更加完善的设计方案；施工人员能够了解和掌握施工中应有的理论知识和技术能力。从建立专业化意识出发，推动工程项目相关人员专业素养的全面提升。施工人员在严格遵循施工质量标准的前提下，规范施工工序、优化施工技能、保障施工进度。道路桥梁工程的地理位置、地质构造、外部环境都是重要的勘察内容。在发现不利因素时，设计人员依据施工的客观状况，积极引入先进的设计技术，最大程度地降低安全隐患。设计单位要注重人员的专业培训，以设计伦理作为重点培训内容，加强队伍思想建设，坚持将经济指标、设计目标、工程质量安全纳入人员评价体系，引导设计人员在具体工作中建立起良好的责任心和积极性。

5.5 积极应用BIM技术

5.5.1 设计研究阶段

确定设计的可行性，关系到后期工作开展的顺利程度。道路桥梁工程设计与BIM技术的结合应用，有利于充分发挥技术的优势，不断提升设计方案的科学合理性，作为制定后期工序流程的数据参考。BIM技术应用于工程设计研究，是充分发挥工程使用功能和全面提升质量效果的重要保障，使设计方案内容更为可行。通过构建道路桥梁工程信息模型的方式，实现道路桥梁工程设计的目标需求，推动设计方案的进一步优化。

5.5.2 具体设计阶段

在道路桥梁工程设计过程中，BIM技术应用范围最广。传统的道路桥梁工程设计一般采用二维技术呈现图纸信息，但是信息表达效果往往存在很大缺陷，影响设计过程的连接性，不利于设计人员掌握其中的数据信息以及交通建设行业的革新发展。而BIM技术的应用，使道路桥梁工程结构以数字化模型进行三维技术呈现，提高了方案设计过程的精准性与合理性；以信息共享优势，便于协调工程项目的相关部门，使其保持更为密切的交流、合作关系；增强整个工程设计的个性化特点，降低设计过程中的失误率，实现了工程设计质量的全面提升。

6 道路桥梁设计改进的效果

设计人员必须依据工程的实际需求，在技术规范标准的约束下，尽可能地避免安全隐患，全面提升设计方案的科学性、可行性。

6.1 有效预防安全隐患

设计人员在技术标准的指导下完成设计，可以在施工过程中提供科学指导，提升了工程结构的稳定性，对各类安全隐患做好防控，更好地保障了道路桥梁工程的安全、稳定运行。

6.2 保障工程质量

竣工之后，需进行质量检测和工程验收。只有确定各项性能参数达标，才能满足工程的使用需求。有效防控裂缝、沉陷等隐患，是确保工程使用阶段行车安全的基础。

6.3 综合效益良好

良好的方案设计，可以有效防控安全隐患，增强工程结构的安全性与可靠性；有利于在养护维修环节进一步缩减成本，保证行车的安全、舒适，提高使用效果，赢得驾驶员的普遍认可，实现经济、社会效益更大化。

7 结语

道路桥梁工程的施工特点决定了在施工过程中各类质量问题和病害问题时常发生，关系到工程项目的质量和安全稳定性。工程设计是道路桥梁工程施工的前期准备工作，是施工及运营的指导性资料，意义重大。在道路桥梁施工过程，常受到各种因素的影响，导致出现病害，使后期施工阶段的人员安全得不到保障。工程设计要坚持以实地勘察施工现场为基础，充分了解当地的水文、地质、气候等环境因素，严格落实设计标准，坚持引入新技术和新材料，保障道路桥梁工程的安全性、耐久性，以便后期的维修保养，全面提升使用效果，保障行车的安全。