试谈道路与桥梁的设计方案及技术要点

陈旻章

（中国瑞林工程技术股份有限公司，江西 南昌 330031）

0 引言

该桥梁总长25m，桥面的宽度为6m，抗震设防烈度为Ⅷ度。道路桥梁的桥面以沥青混凝土结构为主，最大的行车速度为80km/h。为提升道路桥梁工程的施工质量，保障行车安全，主要采用的波纹管为70mm、80mm 穿孔的钢筋。

1 道路与桥梁设计要点

1.1 耐久性

道路与桥梁（图1）在设计过程中，耐久性是设计的重点要素之一。提高道路与桥梁的耐久性有助于降低后续发生隐患的概率，最大程度减少安全事故发生的可能性。结构整体性偏差、延伸性等都是影响耐久性的重要因素，除此之外，混凝土质量以及工程项目目标制定等都能影响到道路与桥梁的耐久性。为避免上述因素对行车以及驾驶人员造成人身威胁，作为设计人员应对道路与桥梁设计的可行性展开综合分析，做好前期的调研工作，考虑结构的合理性与协调性。在确保工程结构安全性的基础上，提升道路与桥梁的耐久性[1]。

图1 道路桥梁施工

1.2 坚固性

在地基加固时，道路与桥梁设计人员应深入现场，充分了解现场地质条件，设计符合施工要求的图纸，针对可能产生的不良问题予以重点关注。在图纸中明确标注沉降位置，科学把控道路与桥梁表层结构设计的合理性、有效性。明确车辆的自重、载重问题，防止因车辆荷载过高导致桥面发生裂缝或断裂问题。一旦桥面出现裂缝，应第一时间与道路管理部门沟通，积极寻找产生裂缝的原因并提出可行性对策。做好伸缩缝的加固工作，当道路与桥梁的两端出现安全隐患问题时，在设计环节就要提高重视程度，对施工材料与施工技术进行全面检查，如果上述内容无任何问题的情况下，还需要结合当地的气候变化情况，调整结构设计方案，保证道路与桥梁的坚固性。某道路桥梁裂缝如图2 所示。

图2 某道路桥梁裂缝

1.3 美观性

随着道路桥梁施工工艺水平的提升，人们对道路与桥梁的要求随之提高，道路桥梁美观性亦如此。意味着道路与桥梁建设不仅需要重视质量，还需要兼顾美观性，才能满足人们对道路与桥梁建设的需求。为此，作为设计人员应做好调研工作，在充分了解人们对道路与桥梁具体需求的基础上，将其与当地的建筑风格相结合，深入挖掘建筑物的特点，将道路桥梁工程融入整体环境中，展现城市整体的美观性。

2 道路与桥梁设计方案分析

2.1 横纵断面设计

道路与桥梁设计中的横、纵断面环节，一方面应注重桥梁跨径的设计，在尽量延长道路与桥梁使用寿命的基础上，满足通航、泄洪等要求，防止因河床被过度压缩导致河岸出现变迁问题。在进行基础深埋时，设计应综合考量逐步增加冲刷等级，减少总跨径。由于平原地区相对稳定的河段漂流物相对较少且流速较为平缓，因此可对浅水流段区采取适当压缩的方式，保证设计的合理性、有效性、但同时，设计人员应全面考量在压缩后是否会对路堤以及周边农田产生不良影响。另一方面，以桥梁分孔的方式进行设计，依据设计需求对结构造价予以科学把控，达到成本控制的要求。为实现通航，可在变迁性河流位置的设计要根据实际要求适度增加相应的通航孔。对于水流湍急、处于山区深谷的河流，则一般选择大跨径的设计方案，选择大跨径单孔跨越技术。除此之外，在桥面高程设计上，设计人员需要根据流水净空、水位计算具体的高程值，最小桥面标高设计公式为水位+结构高度+桥下净空安全值。为确保安全通航，需要在通航孔垮桥结构的下方位置计算净空高度。横断面要依据相关规范标准进行设计，对各级公路行车宽度、路肩宽度和中间带宽度展开详细分析，确保桥梁的宽度以及双面坡的坡度为1.5%~2%。结合水位标高设计的桥梁立面如图3 所示。

图3 结合水位标高设计的桥梁立面

2.2 平面设计

在平面设计环节，设计的重点在于桥位、桥梁以及涵洞（图4）位置的考量，在明确道路具体走向的基础上，使其最大限度满足路线弯道以及水文设计要求。对于公路大型和中型桥梁来说，设计人员需要在综合考虑路线的基础上，尽量选择河道顺直和水流稳定的区域进行设计施工。桥梁平曲面半径和平曲线加高的设计应满足标准等级规范要求[2]。

图4 桥梁涵洞

2.3 荷载设计

道路与桥梁设计中，作为重要设计内容，荷载的设计重点体现在行车道宽度桥梁设计上。设计人员的车辆荷载设计需要重视车辆参数的设计。人行道板设计前应将其看作一个板块计算标准的荷载值。

3 道路与桥梁设计优化措施

3.1 强化重点部位设计

为进一步提升道路与桥梁设计的质量和水平，一方面应确保道路与桥梁设计目标的有效性，做好施工工艺、材料采购、运输以及存储的质量检查工作。在开展工程加固设计时，由专业人员深入施工现场进行地质条件、气候环境的审核，在充分掌握上述内容的基础上，积极探究深层次的设计要点，并与工程的实际情况相结合，对可能发生沉降位置予以全面分析和研究，提出合理的施工方案和预防措施。利用科学现代化的技术最大程度避免因地基不均匀而出现的沉降问题。保障行程安全，防止交通事故的发生。另一方面，相关管理部门应对施工设备以及运输车辆的承载能力提出合理的限定要求，避免在施工过程中发生高强度的碾压操作，降低裂缝发生的概率。除此之外，劣质材料的应用也是造成裂缝的主要原因之一，所以，需要禁止劣质材料、不符合施工标准的材料进场，在控制成本的同时选择质量高的施工材料。施工中应做好混凝土配比、水泥材料维护工作，提高道路与桥梁工程的耐久性，在相关规范要求以及法律允许范围内展开施工和作业[3]。

3.2 重视连接位置设计

3.2.1 回填

回填部位的施工一般选择的工艺也存在一定的差异性，在具体选择上要依据工程项目的实际要求制定相应的施工方案。较为常见的材料主要包括砂性土、透水性材料等，确保回填后满足设计的要求。对于挖出的路堤和台背位置及时进行松土，并使其形成台阶状，填筑的过程中注重各层厚度的控制，将其保持在25cm 以下，土层厚度具有一定的均匀性、密实性，确保小型夯机设备能够正常通过，避免对路面造成不良影响。

3.2.2 安装桥头搭板

道路与桥梁在实际施工中极易出现连接位置的跳车与沉降问题，所以，设计人员应对该类问题做好提前预防工作。依据工况选择合适的桥头搭板工艺，将桥梁和大型道路的搭接长度控制在10m 以内。小型道路与桥梁连接位置的搭接长度一般在5m 以内。暗杆连接位置密实度的设计，一般要在连接处增加性能良好的钢筋混凝土搭板。并将其放置在路基和桥台上，枕梁设置完成后，确保连接位置形成平顺过渡带后，减少跳车问题。桥梁搭板结构设计如图5 所示。

图5 桥梁搭板结构设计

3.2.3 合理设计台背

对于台背设计来说，在设计过程中应注意以下3 个方面：①作为设计人员应充分了解道路与桥梁连接处的地质、桩基结构的实际情况。具体设计中，尽量选择砂砾等透水性强、强度大的材料，使其在应用过程中能够满足回填需求。依据路基结构的特点，以现有结构为基础，增加水泥稳定层有利于提高路基的刚度和强度。设置相应的斜坡，防止竖向变形、质量突变问题的出现。完成台背回填工作后，对桥梁、路面高度进行有效控制，使得桥梁和路面之间能够得到良好的衔接。②选择合适的施工工艺，避免连接部位性能、稳定性受到影响，保证施工质量。台背回填材料一般要进行压实处理，由于压力机在施工、距离控制方面存在一定的难度，因此，需要做好施工工艺的选择，以分层施工为主，厚度控制在15~20cm。保证回填材料的强度、透水性，当小型设备无法在台背位置工作时，一般需要人工回填。③做好回填施工质量的评估工作，利用超声技术充分了解岩石部位后，选择承载力较高的土层，依据施工要求不断优化补桩工艺。有助于降低发生沉降的可能性，保障整体结构质量。台背后填方阶段则应注重加固的处理，一方面施工人员对连接位置的施工工作提高重视程度，基础施工中加强排水固结，合理安排降水措施。另一方面，当条件允许时，则要在桥台部位增加一定量的搅拌桩构建过渡段，在此过程中应用的主要材料有输浆胶管用于连接搅拌机、贮料泵，改善和优化结构物理性能，提高施工工艺水平[4]。台背设计如图6 所示。

图6 台背设计

3.3 完善整体设计方案

为确保道路与桥梁工程满足实际需求，相关设计人员应从整体设计的角度出发，与实际情况相结合，完善设计方案。开展正式设计前做好各项数据的收集和整理工作，在完成现场勘察后综合考量各种因素，针对不确定因素开展科学分析和研究，使得方案设计更加科学、合理。作为相关建设部门则应积极引入现代化的技术手段和创新理念，在设计中融入新技术、新方法，对道路与桥梁设计的整体质量予以把控，满足社会对道路与桥梁的使用需求。在完成方案设计后要及时上报相关部门审核，审核完成后进行技术交底，使得道路与桥梁工程设计方案能够切实发挥自身的积极作用，展现自身价值[5]。

4 结语

总而言之，道路与桥梁设计工作的科学性、合理性有助于提升工程项目质量和水平，只有不断提高设计水平，才能确保道路桥梁工程能够满足社会的实际需求。因此，对于设计人员来说，做好各环节的设计工作尤为重要，在提高工程项目施工质量的基础上，运用现代化的科学技术创新设计方案，通过引入新方法、新设备等方式，逐步推动工程建设的可持续发展。