高速公路道路桥梁设计中存在的问题及应对措施

吴军

摘 要：近年来，我国高速公路交通行业中，道路桥梁是十分重要的基础设施，居民对桥梁建设的需求也越来越高。只有真正做好了道路桥梁的设计工作，才能保证道路桥梁工程的施工质量。但目前，高速公路道路桥梁设计中仍存在诸多问题，例如，高速公路道路桥梁设计与实际施工相脱节，高速公路道路桥梁设计所依托的理论体系不完善，高速公路道路桥梁设计中建筑和结构设计协调不充分，轻视工程耐久度及承载能力。为了解决这些问题，设计单位在设计时要考虑施工的可行性;加强理论体系更新，有效满足实际设计工作需要;加强高速公路道路桥梁设计工程中建筑专业与结构专业的协调;重视工程耐久性及安全性设计。

关键词：高速公路;道路桥梁设计;安全隐患;应对措施

中图分类号：U412;U442.5文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）15-0101-03

Abstract： In recent years， in China's expressway transportation industry， roads and bridges are very important infrastructure， and residents' demand for bridge construction is becoming higher and higher. Only by doing a good job in the design of roads and bridges can we ensure the construction quality of roads and bridges. However， at present， there are still many problems in the design of Expressway roads and bridges. For example， the design of Expressway roads and bridges is divorced from the actual construction， the theoretical system relied on in the design of Expressway roads and bridges is imperfect， the coordination between architectural and structural design in the design of Expressway roads and bridges is insufficient， and the engineering durability and bearing capacity are despised. In order to solve these problems， the design unit should consider the feasibility of construction in the design; Strengthen the renewal of theoretical system to effectively meet the needs of actual design work; Strengthen the coordination between architecture specialty and structure specialty in Expressway road and bridge design engineering; Pay attention to engineering durability and safety design.

Keywords： expressway;road and bridge design;potential safety hazard;countermeasures

1 我国高速公路道路桥梁设计发展现状

随着我国经济的不断发展，我国高速公路道路桥梁逐渐由木质结构、石质结构发展为钢筋混凝土结构、钢结构等。钢材和混凝土结构强度高、抗压能力强、承受荷载能力强，但是混凝土和沥青路面抗折、抗剪能力差，再加上多数暴露于外部环境中，车辆数量增加迅速且超载现象多发，以及混凝土配合比控制不严格，施工不规范、验收不合格等，容易出现道路桥面开裂的问题，大大增加了维护成本。目前，我国高速公路仍在不断发展，今后十几年，中國将投入4.7万亿元，到2030年建成总规模为40.1万km的国家公路网。该路网由普通国道和国家高速公路两个路网构成[1]。2013—2030年国家高速公路网规划方案如表1所示。

2 高速公路道路桥梁设计存在的问题

2.1 高速公路道路桥梁设计与实际施工相脱节

高速公路建设需要建设单位、勘察单位、设计单位、施工单位、监理单位等共同参与，而在道路桥梁设计时，只有建设单位、勘察单位和设计单位参与，与工程质量紧密相关的施工单位并未参与其中，导致存在图纸设计与现场施工脱节的问题。在高速公路设计过程中，多数设计人员并未参与施工，在设计图纸时只是纸上谈兵，导致现场施工时变更图纸，严重影响施工进度及工程质量。此外，还有部分设计人员只考虑设计产品，对设计的产品缺乏准确认知，只具备二维图纸知识而缺乏三维立体认知，导致设计出来的图纸缺乏一定的可操作性。同时，设计单位和勘察单位沟通交流不充分，信息传递不完善，导致设计出来的图纸和现场地质地貌情况有偏差[2]。

2.2 高速公路道路桥梁设计所依托的理论体系不完善

道路和桥梁建设必须以相应的理论体系为导向和基础，但目前，道路桥梁设计理论体系仍存在诸多缺陷。例如，道路和桥梁施工的规范多以下限为准，即通过规定最低合格标准来控制工程施工质量，由此导致一些细部结构的稳定性和安全性容易被忽视，产生该类问题的主要原因是缺乏完善和科学的理论体系。而高速公路道路桥梁的方案设计需要依托一定的理论体系，且设计方案是道路桥梁施工的基础，如果设计方案所依托的理论体系不够完善、科学，那将会直接影响高速公路道路桥梁施工时的质量把控和工程结构的安全性、稳定性。

2.3 高速公路道路桥梁设计中建筑和结构设计协调不充分

建筑设计的基础思路以功能为主，在满足基础功能的基础上，糅合美学元素，增加工程的美观性和艺术性。结构设计是在满足建筑使用功能的基础上，保证工程结构的安全性、稳定性、耐久性，确定各种材料的种类、用量和用法，并同时保证承重体系和稳定体系的可靠性。土木工程具有较长的发展历史，几百年来，建筑与结构各司其职，分工明确，分别取得了巨大的进步，并各自发展为相对独立的学科。在几百年来的发展过程中，建筑和结构之间也产生过不少冲突，当建筑和结构产生冲突时，轻者影响工程的美观，重则影响工程的安全性和稳定性。这是由于设计人员割裂了建筑设计和结构设计的关系，导致没有较好地解决二者的冲突[3]。

2.4 轻视工程耐久度及承载能力

工程结构耐久度是影响工程整体运行性能的重要评判标准，决定道路桥梁工程的安全性和运营效率。影响道路桥梁耐久性的因素涉及方方面面，如材料、工艺、施工技术、设计等，其中，设计的作用尤为重要。我国多数高速公路存在路面开裂、梁体开裂的问题，严重影响行车体验和工程美观，同时增加了高速公路管理和维修成本。在设计高速公路过程中，多数设计者在计算耐久度时，重点关注桥梁结构模拟计算，忽视道路结构模拟计算，造成道路设计深度不足，结构可靠性不足，路桥连接处构造脆弱，大大降低了道路桥梁的耐久性。混凝土结构性能与时间相关性如图1所示。从图1可知，混凝土的耐久性严重影响工程的结构性能，因此，在设计时，必须注重混凝土的耐久性问题。

3 解决高速公路道路桥梁设计中存在的问题的措施

3.1 在设计时要考虑施工的可行性

高速公路道路桥梁设计图纸的主要作用是为施工提供指导和方向，因此，在设计过程中，设计人员应当充分考虑施工的可行性和稳定性。高速公路设计单位应组织集体学习活动，引导相关工作人员掌握一定的施工知识，使其在开展设计工作时能考虑到工程设计和工程施工中可能存在的冲突，并提前避免冲突，提高工程可行性。高速公路相关设计单位也可以聘请具备施工经验的人员作为审图人员。在设计方案编撰之初，具备施工经验的人员要向有关设计人员进行交底，指出设计中可能与施工存在冲突的地方，使设计人员提前规避冲突。同时，也可以在设计图初步完成后，协助设计人员进行图纸检查，发现可能存在的问题，对图纸进行调整。设计单位也可以与施工单位进行长久合作，相互交流，相互借鉴，在提高设计单位对施工可行性重视的同时，提高施工单位对设计图纸中项目意图的理解度[4]。

3.2 加强理论体系更新，有效满足实际设计工作需要

设计理论体系对道路桥梁的设计工作具有重要意义，在科学、合理、完善的理论体系指导下，有利于选择合适的桥梁材料和结构，以确保道路桥梁施工的安全性。通过建立起完善的理论设计体系，重视道路桥梁设计过程中的各个因素，综合考虑道路桥梁设计的各种细节，能确保工程设计质量，从而更好地延长道路桥梁的使用寿命。对于理论体系，工作人员应当差缺补漏，进一步完善，提高理论体系的适用性。同时，还应该保证理论体系与时俱进，提高更新换代速率，让理论体系能够更好地发挥在工程设计工作中的指导作用。

3.3 加强高速公路道路桥梁设计工程中建筑专业与结构专业的协调

高速公路道路桥梁设计的基本目标之一是保证建筑的安全稳定使用，因此，在设计時，必须把安全第一作为主要原则，通过优化设计，提高安全性。同时，由于道路桥梁对美学要求相对偏低，因此，不能一味地追求所谓的“标志性建筑”而轻视结构的安全稳定，更不能因为建筑设计过于偏颇而导致在结构设计时“有心无力”。

建筑设计应当在实现建筑基本功能的基础上，提高行车舒适性，提高工程利用率，增加美学元素等。结构设计应当在保证结构物安全性及耐久性的基础上，节省材料和空间。建筑设计和结构设计应相得益彰。为此，要加强设计过程中建筑专业和结构专业的合作深度，共同进行整体优化设计，以实现结构物安全耐用的目标[5]。

3.4 重视工程耐久性及安全性设计

道路桥梁中安全性以及耐久性是较为关键的内容，直接影响道路桥梁使用寿命。为了提升道路桥梁的安全性以及耐久性，需要从以下几方面入手。

第一，应该更加重视结构的耐久性问题。施工单位要重视提高道路桥梁的耐久性并将其作为重要的设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，使结构易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用，尽可能地减少维修费用。

第二，改善桥梁的超载问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。因此，交管部门要加强对道路桥梁的管理，严禁超载车辆上桥。

第三，适度扩大道路宽度，根据道路不均匀系数合理增加车道数量，合理设置道路标志标线，规范车辆通行管理。

4 结语

道路桥梁是整个高速公路系统的重要组成部分，因此，确保其安全性尤为重要。为确保高速公路道路桥梁的安全性，要进行全过程控制，从设计之初就要严把质量关，提高整体道路通行的安全性;完善高速公路道路桥梁设计的理论体系;加强高速公路道路桥梁设计时建筑与结构的协调性;重视工程耐久性及安全性设计，避免因工程质量不达标而造成安全隐患。

参考文献：

[1]吴云.试论高速公路桥梁施工过程中的安全管理[J].黑龙江交通科技，2019（7）：201-203.

[2]崔文海.高速公路桥梁设计中的安全隐患及应对措施分析[J].中国新技术新产品，2019（20）：140-141.

[3]刘旭莉，薛鸿儒.市政道路桥梁工程的施工管理策略解析[J].中国新技术新产品，2018（1）：141-142.

[4]李建文.探讨道路桥梁工程施工管理中的问题与优化对策[J].江西建材，2018（2）：138，141.

[5]杨杰.浅谈市政道路桥梁工程的施工管理策略[J].江西建材，2018（3）：100，103.