鐘 海

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075）

道路橋梁工程建設(shè)是交通行業(yè)發(fā)展中重要的組成部分，道路橋梁工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量不但會(huì)影響道路工程整體質(zhì)量，還會(huì)對(duì)我國(guó)未來(lái)的道路發(fā)展造成直接影響。想要提高道路橋梁工程建設(shè)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，就需要不斷完善道路橋梁工程的設(shè)計(jì)問(wèn)題，提升道路橋梁的安全性和穩(wěn)定性，促使橋梁的整個(gè)建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益得到有效提升。

1 道路橋梁現(xiàn)狀及發(fā)展

1.1 道路橋梁現(xiàn)狀

改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)綜合國(guó)力的提高，橋梁工程技術(shù)得到了迅速發(fā)展。經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，我國(guó)從—落后狀態(tài)，一躍成為建橋強(qiáng)國(guó)。新中國(guó)成立前最具代表性的橋梁—錢(qián)塘江大橋，為主跨67m的鋼桁架公鐵兩用橋梁。如今已竣工的具有代表性的大型項(xiàng)目有蘇通長(zhǎng)江大橋，主跨長(zhǎng)1088m，為世界第二大跨徑斜拉橋，于2008年6月30日通車(chē)；重慶朝天門(mén)大橋，主跨長(zhǎng)552m，為世界最大跨徑拱橋，于2009年4月29日通車(chē)；武漢鸚鵡洲長(zhǎng)江大橋，世界上跨度最大的三塔四跨懸索橋，于2014年12月28日通車(chē)；杭州灣跨海大橋，上跨杭州灣海域，橋梁全長(zhǎng)35.7km，于2008年5月1日通車(chē)；膠州灣大橋，上跨膠州灣，橋梁全長(zhǎng)25.881km，于2011年6月30日通車(chē)；超級(jí)工程港珠澳大橋，橋梁全長(zhǎng)55km，于2018年10月24日通車(chē)。綜合來(lái)看，我國(guó)道路橋梁已形成橋梁結(jié)構(gòu)類(lèi)型多樣化、橋梁跨徑能力不斷提升、橋墩和索塔高度不斷增高的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

但在良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)下也存在諸多問(wèn)題，已建橋梁坍塌屢見(jiàn)不鮮，主要病害有大跨徑梁橋的開(kāi)裂下?lián)?、?dú)柱墩箱梁橋的傾覆、混凝土碳化剝落等，還存在一些設(shè)計(jì)上的隱患和問(wèn)題，需要解決與完善，促進(jìn)道路橋梁工程的健康穩(wěn)定發(fā)展。

1.2 道路橋梁的發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)隨著高新材料的研發(fā)，現(xiàn)狀鋼筋、鋼絞線(xiàn)、混凝土等低等級(jí)原材料將被取代，高強(qiáng)度材料的使用可使橋梁進(jìn)一步向輕量化發(fā)展，橋梁跨度將進(jìn)一步提升。

橋梁建造方式目前大多以現(xiàn)澆為主，尤其是下部結(jié)構(gòu)裝配化比例低，未來(lái)橋梁結(jié)構(gòu)將往裝配化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，有利于節(jié)約資源能源、減少施工污染、提升勞動(dòng)生產(chǎn)率和質(zhì)量安全水平。

2 道路橋梁設(shè)計(jì)改進(jìn)方向

隨著建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，不但提高了橋梁的施工標(biāo)準(zhǔn)，也對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提出了“美學(xué)”的設(shè)計(jì)要求。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮橋梁的安全、經(jīng)濟(jì)、適用、耐久，還需要格外注意美觀性的要求。以此為基礎(chǔ)總結(jié)了三條設(shè)計(jì)改進(jìn)內(nèi)容。

2.1 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

在保證施工質(zhì)量、結(jié)構(gòu)力流傳遞順暢的前提下，實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)新穎性，結(jié)合當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗文化和景觀特點(diǎn)，讓道路橋梁的施工設(shè)計(jì)和區(qū)域特色結(jié)合，不但要體現(xiàn)區(qū)域城市的文化傳承，還需要提高人與自然的和諧，促進(jìn)環(huán)境友好型發(fā)展。

2.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

提高橋梁設(shè)計(jì)人員的知識(shí)面、感知力，在橋梁工程展開(kāi)設(shè)計(jì)時(shí)候，不但要充分考慮周邊的影響因素，還需要考慮設(shè)計(jì)內(nèi)容的新穎性，可以結(jié)合國(guó)外的新型設(shè)計(jì)文化知識(shí)，在傳承文化思想的同時(shí)體現(xiàn)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)，有效提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.3 技術(shù)理念

先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)理念是橋梁工程不斷發(fā)展的源泉，也是我國(guó)橋梁工程走向世界，被世界認(rèn)可的基礎(chǔ)條件。在展開(kāi)橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，需要不斷引用先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)理念，進(jìn)行自我意識(shí)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不斷提升技術(shù)水平。

3 當(dāng)前道路橋梁設(shè)計(jì)中存在的隱患與問(wèn)題

3.1 設(shè)計(jì)安全性不足

當(dāng)前國(guó)家經(jīng)濟(jì)依然保持高速發(fā)展態(tài)勢(shì)，交通運(yùn)輸行業(yè)運(yùn)輸能力不斷提升，而設(shè)計(jì)規(guī)范更新周期長(zhǎng)，60多年來(lái)公路橋梁行業(yè)規(guī)范共更新過(guò)7次，分別為1956版、1961版、1975版、1978版、1985版、2004版、2018版，最新版2018版距上一版規(guī)范跨度長(zhǎng)達(dá)14年。行業(yè)規(guī)范是橋梁設(shè)計(jì)的引領(lǐng)性文件，是行業(yè)技術(shù)質(zhì)量管控的重要依據(jù)，是橋梁建設(shè)技術(shù)質(zhì)量的基本要求，是約束自身健康發(fā)展的重要保證。當(dāng)規(guī)范更新周期過(guò)長(zhǎng)，無(wú)法滿(mǎn)足交通運(yùn)輸?shù)男枨髸r(shí)，容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)安全性不足，造成巨大的安全隱患。

3.2 設(shè)計(jì)耐久性不足

部分工程設(shè)計(jì)往往只注重結(jié)構(gòu)受力的可靠性，控制橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應(yīng)力滿(mǎn)足規(guī)范要求，卻忽略結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)。主要原因是部分設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念老套，未有足夠的意識(shí)。例如，當(dāng)前就有很多的設(shè)計(jì)人員單純地認(rèn)為道路施工質(zhì)量的好壞就是道路的耐久性。事實(shí)上耐久性除了和道路橋梁施工質(zhì)量有關(guān)之外，還和橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)承載力、養(yǎng)護(hù)、維護(hù)等有很大的關(guān)系。

3.3 結(jié)構(gòu)承載力不足

結(jié)構(gòu)承載力是道路橋梁耐久性的重要原因，結(jié)構(gòu)的合理性、科學(xué)性，能否均勻分散道路上行駛汽車(chē)帶來(lái)的壓力，是道路橋梁工程運(yùn)營(yíng)時(shí)間長(zhǎng)短的重要保障。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的汽車(chē)總量也在不斷增加，車(chē)輛通行數(shù)量越來(lái)越多，橋梁承載的壓力也越來(lái)越大，在道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮這些不斷增加的荷載力，保證橋梁結(jié)構(gòu)具備一定的富余量，避免后續(xù)使用出現(xiàn)安全質(zhì)量問(wèn)題。

4 道路橋梁設(shè)計(jì)隱患出現(xiàn)的原因

4.1 不斷增加的交通量

國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高科技的發(fā)展進(jìn)步讓汽車(chē)不再是一種高端產(chǎn)品，大部分人都能購(gòu)買(mǎi)一輛汽車(chē)。這種不斷增加的汽車(chē)數(shù)量和頻繁的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，讓各地的交通運(yùn)輸量不斷增加。尤其是一些載貨車(chē)輛，為了能夠獲取更高的經(jīng)濟(jì)效益常常超載運(yùn)輸，這樣不但加大了自身的風(fēng)險(xiǎn)，也增加了道路的承載壓力，極大程度上會(huì)導(dǎo)致道路橋梁的結(jié)構(gòu)沉陷，如果得不到及時(shí)的養(yǎng)護(hù)維修，還會(huì)出現(xiàn)道路坍塌的危險(xiǎn)。

4.2 設(shè)計(jì)工作不到位

道路橋梁工程的設(shè)計(jì)工作是道路橋梁施工的方向指導(dǎo)和質(zhì)量保障，一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案能夠提高道路橋梁的使用質(zhì)量、實(shí)用性能、使用價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值等。道路橋梁工程的設(shè)計(jì)工作質(zhì)量與橋梁設(shè)計(jì)人員的個(gè)人設(shè)計(jì)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)性知識(shí)積累、專(zhuān)業(yè)技能掌握程度、綜合職業(yè)素質(zhì)有關(guān)，如果設(shè)計(jì)人員的專(zhuān)業(yè)水平不足、設(shè)計(jì)工作不到位，將直接影響道路橋梁施工的質(zhì)量。這就需要安排相應(yīng)的管理監(jiān)督人員，完善相關(guān)的道路橋梁設(shè)計(jì)管理制度，加強(qiáng)設(shè)計(jì)方案的審核和監(jiān)督，對(duì)每一套方案的優(yōu)化改進(jìn)都需要進(jìn)行嚴(yán)密的設(shè)計(jì)審核和考查，最好是通過(guò)三維模式建模模擬，對(duì)設(shè)計(jì)方案的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理驗(yàn)證。

4.3 過(guò)分追求經(jīng)濟(jì)利益

在目前建設(shè)市場(chǎng)不斷擴(kuò)大發(fā)展的過(guò)程中，提高工程效率、增加經(jīng)濟(jì)收益是每個(gè)施工企業(yè)的基礎(chǔ)追求和發(fā)展目標(biāo)。節(jié)約成本、提高設(shè)計(jì)優(yōu)化、合理的配備原材料，這些都是提高經(jīng)濟(jì)效益的方法。不過(guò)很多施工設(shè)計(jì)單位都過(guò)于追求經(jīng)濟(jì)利益，在進(jìn)行方案選擇時(shí)往往選擇成本支出最低、經(jīng)濟(jì)效益最高而質(zhì)量卻不是最好的一個(gè)，不但影響道路橋梁工程的質(zhì)量，還加大了養(yǎng)護(hù)維修難度，給工程后續(xù)運(yùn)行和車(chē)輛安全順利通行帶來(lái)不利的影響。

5 道路橋梁設(shè)計(jì)隱患的應(yīng)對(duì)措施

5.1 因地制宜設(shè)計(jì)方案

想要減少道路橋梁設(shè)計(jì)的隱患，應(yīng)首要考慮當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境問(wèn)題，結(jié)合環(huán)境和地域特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。這是因?yàn)楹芏嗟缆窐蛄涸O(shè)計(jì)方案在制定時(shí)，都只考慮如何提高質(zhì)量，將邊界設(shè)定在設(shè)計(jì)人員自身的技術(shù)水平之內(nèi)，忽略了地域特點(diǎn)和環(huán)境因素。在設(shè)計(jì)時(shí)要積極面對(duì)道路橋梁使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題，對(duì)當(dāng)?shù)氐能?chē)流量、未來(lái)發(fā)展變化、未來(lái)幾年內(nèi)的車(chē)流量變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，并按照預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行道路橋梁設(shè)計(jì)，這樣既能夠?yàn)榈缆窐蛄嘿|(zhì)量提供上升的空間，也能更好地應(yīng)對(duì)道路超載、未來(lái)城市發(fā)展問(wèn)題，有效降低地區(qū)原因帶來(lái)的各種影響。

5.2 注重耐久性設(shè)計(jì)

道路橋梁工程設(shè)計(jì)的隱患，很大程度上是道路橋梁工程項(xiàng)目的耐久性設(shè)計(jì)出現(xiàn)缺陷和漏洞。道路橋梁工程的耐久性設(shè)計(jì)本身就屬于道路橋梁工程質(zhì)量中的一環(huán)，而設(shè)計(jì)方案中的施工數(shù)據(jù)，不僅會(huì)受到施工過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題、環(huán)境影響、人為影響等多種情況造成細(xì)微變更，還會(huì)受到地質(zhì)災(zāi)害、風(fēng)侵雨蝕的影響，讓道路、橋梁的材料出現(xiàn)老化，產(chǎn)生裂縫，進(jìn)一步縮短道路橋梁的使用壽命，降低耐久性。在耐久性的設(shè)計(jì)上可以參考趙州橋，不但要在設(shè)計(jì)的時(shí)候考慮現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的建設(shè)工期、運(yùn)營(yíng)階段管理、養(yǎng)護(hù)維修、構(gòu)件更換等方面的長(zhǎng)期綜合成本費(fèi)用，還需要建立參與、監(jiān)督橋梁運(yùn)營(yíng)管理和日常檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)部門(mén)，注重道路橋梁的可更換性。

5.3 借鑒傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念

很多設(shè)計(jì)都要應(yīng)用國(guó)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，讓很多人誤以為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念是糟粕，實(shí)則不然，傳統(tǒng)的道路橋梁設(shè)計(jì)理念才是符合我國(guó)生產(chǎn)發(fā)展的核心所在。以趙州橋?yàn)槔ㄒ?jiàn)圖1），趙州橋的設(shè)計(jì)有百年以上的歷史，但到現(xiàn)在為止，依然屹立不倒的堅(jiān)持在自己的位置上，在當(dāng)前道路橋梁動(dòng)不動(dòng)就“十年保質(zhì)，九年一換”的道路橋梁設(shè)計(jì)中成為質(zhì)量和耐久的雙重設(shè)計(jì)經(jīng)典。所以，在使用新的設(shè)計(jì)理念知識(shí)的時(shí)候，也需要結(jié)合傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，合理地采用高新科技技術(shù)，減少設(shè)計(jì)隱患。

圖1 趙州橋現(xiàn)狀

5.4 完善設(shè)計(jì)管理審核

完善道路橋梁設(shè)計(jì)的審核制度和組織結(jié)構(gòu)，建立完整的獎(jiǎng)罰機(jī)制，對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多次的審核和反復(fù)核對(duì)，借用高科技技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，以提升設(shè)計(jì)隱患的發(fā)現(xiàn)能力。同時(shí)，建立道路橋梁設(shè)計(jì)方案檔案，進(jìn)行分期總結(jié)、觀測(cè)記錄、經(jīng)驗(yàn)分享和隱患分析解決，讓道路橋梁設(shè)計(jì)符合“安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀”四大設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)束語(yǔ)

道路橋梁工程只有經(jīng)過(guò)實(shí)際的應(yīng)用，經(jīng)歷過(guò)時(shí)間和自然的雙重考驗(yàn)，才能證明其設(shè)計(jì)的合理價(jià)值。只有深刻地考慮到結(jié)構(gòu)適應(yīng)能力、細(xì)節(jié)處理能力，完美地填補(bǔ)每一個(gè)設(shè)計(jì)隱患，才能夠建出拍案叫絕的好工程。