市政道桥设计中存在的问题与改进措施研究

黄 山

(福州左海控股集团有限公司，福建 福州 350007)

0 引 言

现代化施工技术的应用，使市政项目中的道桥工程建设水平更高、规模更大，为了进一步提高市政道桥的使用率，国家与地方政府对此类工程建设给予了大量的投入[1]。但随着市场内市政道桥数量的增加，随着而来的问题也越来越多，包括市政道桥的随机拆卸、市政道桥质量不达标出现了结构坍塌、人员伤亡等[2]。这些问题的出现在不同程度上限制了市政道桥的使用率，甚至在一定程度上对地方经济发展造成了抑制，因此，本文将基于市政道桥设计角度入手，通过此类工程在设计中存在问题的阐述，提出对应的设计与施工措施，保证市政道桥工程的规范化。

1 市政道桥设计中存在的问题

目前市政道桥设计中存在的问题可归纳为以下几个方面。

1.1 设计理念滞后

我国现阶段的市政道桥设计中存在明显的设计理念滞后的问题。例如，一些专业设计人员在进行市政道桥结构设计设计时，盲目地遵循其个人意愿与过往工作经验，不仅没有考虑到市政道桥施工区域的实际地质情况，也忽略了施工中业主方对工程的需求，导致设计的结果与业主方的需求不匹配[3]。产生此种问题的主要原因是市政道桥工程设计师的核心设计理念没有随着城市的高速发展而逐步进行更新。同时，在城市居住人口数量逐年增多的趋势下，城市交通运输的压力也呈现一种增加趋势，因此，市政道桥在设计中不仅要符合技术层面的规范与标准，还需要在设计中全面考虑城市道路交通的压力需求[4]。

1.2 安全责任意识不足

一些设计人员在开展此项设计工作时，存在安全意识淡薄的现象。他们在设计过程中，会因过度关注某一个点，如一味追求或考虑设计成果的美观性需求，而忽视了对整体结构安全性与稳定性的考虑，设计出的市政道桥的有效承载力与结构合理性不足，导致工程在竣工后出现质量不达标的问题。针对此类问题道桥，倘若不及时采取有效的措施进行处理与整改，当其投入使用后，一旦出现桥面超负荷现象，整体结构便容易出现断裂、坍塌等安全事故，对在其上行驶的车辆与路过的行人造成严重的生命财产威胁。

1.3 设计规划布局不合理

进行市政道桥设计时，应做好对市政道桥工程的地址选择，确保选择的地址符合地区经济发展及人民群众生活需求，并且让建成后的工程可以与地区交通道路形成动态化连通枢纽。因此，在开展设计工作时，设计师需要全面考虑城市的地形、地貌特征，根据城市环境，使设计的市政道桥符合城市整体规划要求，与城市景观有机融合为一体[5]，并且不会对城市地下管线与周边建筑造成影响。然而，有些设计人员在设计阶段并没有充分考虑到这一方面，导致所设计的市政道桥规划布局不合理。

1.4 设计针对性不足

在设计中，设计人员应全面考虑设计成果的实用性、价值性与适配性，根据当地的桥梁建筑设计指导文件，进行整体结构有效辐射范围的调整，以确保设计成果具有较强的市场价值。但是事实上，有些设计人员在开展此项设计工作时，不仅没有对地方建筑施工标准文件进行深入了解，也没有根据城市的骨架路网进行整体布局优化，导致设计的成果根本无法满足实际需要。

2 改进措施

在明确当前市政道桥设计当中存在的具体问题后，针对性地提出相应的改进措施。

2.1 路桥过渡段结构设计与桥台后部填筑

首先实现对路桥过渡段结构的优化。在设计时，首先可在设计图纸上完成对市政道桥的二维平面设计[6]。其次，在初步明确设计范围的基础上，将二维平面设计当中的相关数据带入到AutoDesk Revit软件当中，实现路桥过渡段设计方案从二维到三维的转变，接着再对路桥过渡段结构进行三维BIM模型的构建。在模型当中，可利用其模拟仿真的功能对设计结果进行初步验证，并通过模型的模拟施工对施工方案进行可行性检验。最后，在完成对这一 结构的设计后，还应当对其施工质量进行更加严格的控制，并结合设计方案对相应的施工工艺以及施工处理技术进行合理选择[7]。具体而言，在开展对路桥过渡段的结构施工时，可以采用土木格栅技术进行施工。图1为基于土木格栅技术的路桥过渡段施工流程示意图。

图1 基于土木格栅技术的路桥过渡段施工流程示意图

按照图1中所示的流程完成对这一部分内容的施工，通过这一施工技术的应用能够有效提高路桥过渡段的稳定性，进而达到延长路桥使用寿命的目的。

针对桥台后部的填筑设计，应当在其5.5～10.5 m范围内选择具备优质力学性能的填充材料；结合市政道桥所处地形地貌的特点，选择具有更强透水性的建筑材料。同时，在实际填充的过程中，应当严格按照1∶1的配比完成对斜坡结构或台阶结构的规划，并对施工进度进行科学把控，以此促进桥台后部的填筑。

2.2 市政道桥拱部细节设计

在完成对路桥过渡段结构设计与桥台后部填筑设计后，针对市政道桥拱部细节部分进行设计。拱部结构可分为普通型上承式结构和整体上承式结构，在具体设计时，应当结合市政道桥的后续运行需要对其类型进行选择。第一种结构通常是由主拱圈、拱上承载构件以及填充物等组成，其中主拱圈是道桥拱部主要的承重构件。第二种结构通常是由主拱片、拱上承载构件等结构组成。在设计的过程中，需要将基础设计理念与市政道桥实际情况进行结合，并不断对设计报告进行优化和创新。图2为市政道桥拱部细节结构示意图。

图2 市政道桥拱部细节结构示意图

结合图2中所示的市政道桥拱部细节结构，针对其拱上建筑、拱圈、拱轴线、跨度以及桥台等结构都需要分别进行设计，并将所有设计参数统一格式，生成一个文件。将这一文件导入到AutoDesk Revit软件当中，在软件当中完成对其模拟。在模拟的过程中，细节部分可能出现碰撞问题，可在AutoDesk Revit软件当中对其参数进行调整，并将最终合理的拱部结构设计参数记录下来，生成最终的设计方案。在具体施工的过程中，应当严格按照设计方案中的内容进行施工。在实际施工中，拱部肋拱轮廓尺寸的设计关系到整个拱部结构的稳定性，因此需要对其进行重点设计。针对不同的肋拱截面类型，其肋高和肋宽都不相同，具体见表1。

表1 不同肋拱截面类型轮廓尺寸对应表

表1中，L为道桥拱部肋拱长度，h为肋拱高度。在对箱型截面类型的肋拱进行轮廓尺寸设计时还需要考虑到其箱拱数量的问题，尽可能在确保尺寸合理的情况下，减少箱拱的使用数量，以此不仅能够实现对后续施工的简化，同时能够节省大量的施工材料，提高经济效益。

2.3 桥头搭板施工

在完成上述设计内容后，还需要针对市政道桥当中的桥头搭板施工进行设计。为了确保施工的质量，需要结合测量放样得出的数据结果，完成对搭板基底位置的整平处理，并将其表面附着的填料去除。针对搭板钢筋结构进行设计时，应当充分按照施工设计图纸中的内容实施，可选择规格为Φ20的钢筋材料作为钢筋骨架，选择规格为Φ12的钢筋材料，将其与骨架以焊接的方式相连，并完成对立杆钢筋的构建。在开始进行绑扎施工时，还应当完成对混凝土材料垫块的铺设，其布置的方式应选用梅花形，并在垫块与垫块之间设置0.5 m以内的间隔。在对搭板结构进行安装时，选择在与边线相隔12 cm的位置上设置一条垂直控制线，确保搭板模板在安装时其垂度始终符合施工设计要求。为了能够避免在后续注浆施工的过程中从缝隙处渗漏大量浆液，需要针对各个缝隙结构进行封堵，以此避免其对市政道桥整体质量的影响。为了进一步提高市政道桥的质量，还需要对其进行加固，采取方木支顶加固的方式，通过钢丝绳张拉的方式提高模板结构的牢固性，避免在后续施工和运营过程中出现变形问题，保证市政道桥的正常运营。

3 对比分析

选择某地区待开发的市政道桥工程项目作为此次对比分析的实例研究对象，开展对比分析研究，对工程概况进行分析，见表2。

表2 市政道路桥梁工程概况

完成对工程概况的描述后，使用本文提出的设计方法与传统的设计方法，对工程进行设计，随机选择测点，进行设计成果承载力的对比分析。对比结果如图3所示。

图3 设计成果承载力对比分析

从上述实验结果可以看出，本文提出的市政道路桥梁工程设计方法设计的成果中，测点承载力>传统市政道路桥梁工程设计方法设计的成果中测点承载力。这说明了本文设计的市政道桥整体适用性更强，可以在满足业主方要求的前提下，提升工程整体使用性能，保证设计成果具有较高的实用性与市场使用价值。

4 结束语

本次研究基于市政道桥设计角度入手，通过此类工程在设计中存在问题的阐述，提出对应的设计与施工措施。对比实验结果表明，本文设计的市政道桥整体适用性更强，可以在满足业主方要求的前提下，提升工程整体使用性能，保证设计成果具有较高的实用性与市场使用价值。总之，要保证地区经济的良好、可持续发展，应持续加大对此项工程的设计投入，严格按照国家与地方设计标准，参照指导文件，全面考虑在设计中可能出现的多种影响工程质量的因素，完善施工应急备案，实现对设计成果耐久性与安全性的全面保障，实现为城市与地区经济、道路交通的发展提供支撑。