王 海

(新疆應(yīng)用職業(yè)技術(shù)學(xué)院,新疆 奎屯 833200)

1 概 述

“要致富先修路”，在經(jīng)濟發(fā)展中道路建設(shè)的意義是不言而喻的，而橋梁建設(shè)作為道路工程中的重要內(nèi)容，是項目建設(shè)的靈魂，是將施工技術(shù)轉(zhuǎn)化為實際工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國縣鄉(xiāng)之間的公路建設(shè)事業(yè)得到快速發(fā)展，根據(jù)2019年交通運輸部《交通運輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報》顯示，當(dāng)年我國公路總里程達到501.25萬km，密度和增量都處于世界領(lǐng)先位置。其中公路橋梁相對于2018年共增加了2.68萬座，而中小型橋梁共增加了2.12萬座，約占新增加橋梁數(shù)的77.94%?？梢姀臄?shù)量上看，中小型橋梁是公路橋梁的主力，尤其是省級、縣級道路建設(shè)以及村村通工程的實施，也極大地推動了中小型橋梁建設(shè)數(shù)量的快速增長。

在橋梁建設(shè)穩(wěn)步推進的同時，需要重視發(fā)展過程中存在的一些質(zhì)量問題。尤其是農(nóng)村公路中小型橋梁設(shè)計與建設(shè)中，由于對未來使用情況的估計不足，因此，在設(shè)計時往往采用較低的標(biāo)準(zhǔn)，參照標(biāo)準(zhǔn)圖進行規(guī)范化設(shè)計和施工，結(jié)構(gòu)相對比較簡單。尤其是在西部地區(qū)，投入到基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的資金較為緊張，后期維護預(yù)算不足。因此，正確認(rèn)識橋梁設(shè)計階段對整個工程具有重要意義，并通過技術(shù)管理等讓橋梁設(shè)計更加安全、經(jīng)濟、耐久成為每個設(shè)計者都需要面對的問題。

2 中小跨徑橋梁

2.1 中小型跨徑橋梁的分類

橋梁是指跨越障礙、能供車輛及行人等通過的構(gòu)筑物。根據(jù)我國《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01—2014)規(guī)定內(nèi)容，將橋梁規(guī)格進行了以下劃分。如表1所示。

表1 基于跨徑總長的橋梁劃分標(biāo)準(zhǔn)

從表1數(shù)據(jù)可知，相對于特大與大橋，中小型橋梁多是孔跨徑總長在100 m以下，8 m以上；單孔跨徑在40 m以下5 m以上。中小橋是我國整個公路橋梁建設(shè)的最普遍、最基本的工程。建設(shè)好中小跨徑橋梁是公路建設(shè)可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)好資源節(jié)約型公路交通的基本突破點。中小跨徑橋梁的設(shè)計質(zhì)量控制水平反映了我國公路設(shè)計整體技術(shù)水平和行業(yè)技術(shù)管理水平。

2.2 中小型跨徑橋梁常見病害

中小型跨徑橋梁設(shè)計施工中一般都選擇混凝土澆筑形式，伴隨著我國公路里程的增加和村村通的推進，中小型跨徑橋梁的分布越來越廣泛。但是由于橋梁設(shè)計載荷等級不足、使用壓力的增加，許多橋梁出現(xiàn)性能和耐久性下降的現(xiàn)象，對橋梁使用安全等產(chǎn)生很大的隱患。中小型混凝土橋梁常見病害見表2。

表2 中小型混凝土橋梁常見病害

在中小型橋梁使用過程中所出現(xiàn)的問題，幾乎覆蓋了所有設(shè)施。這些問題的出現(xiàn)除了施工質(zhì)量不佳之外，在設(shè)計中沒有嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行；沒有綜合考慮實際使用情況等也是導(dǎo)致出現(xiàn)耐久性和橋梁使用壽命縮短的重要因素。

3 導(dǎo)致設(shè)計質(zhì)量問題出現(xiàn)的因素

3.1 現(xiàn)場勘察

現(xiàn)場勘察是指對橋梁使用環(huán)境、橋位大氣環(huán)境等進行勘察，包括建橋區(qū)域的歷史大氣溫度和凍融循環(huán)情況；橋梁所屬地質(zhì)條件和水文條件，是否會受到河水沖刷等。實施耐久性等細(xì)節(jié)設(shè)計。例如高寒地區(qū)要選擇防凍混凝土；空氣中腐蝕氣體含量高則要選擇耐腐蝕混凝土，環(huán)氧涂層鋼筋等。在構(gòu)造設(shè)計上，則要提高混凝土保護層厚度；根據(jù)實際調(diào)查與使用情況設(shè)計合理的伸縮縫等。

但實際勘查中，地質(zhì)勘查與設(shè)計有些是分離的或者是不到位的。一般是勘察單位進行現(xiàn)場勘查并出具勘察結(jié)果，為地基處理方案和橋梁設(shè)計等提供參考，設(shè)計單位根據(jù)所形成的勘察報告進行橋梁設(shè)計。例如勘探孔位置需要根據(jù)橋梁設(shè)計方案進行選擇，遇到不良地質(zhì)時需要增加鉆孔。但勘察單位為了節(jié)省工作量，很少會按部就班地進行，導(dǎo)致設(shè)計出現(xiàn)偏差。

3.2 設(shè) 計

雖然許多橋梁出現(xiàn)質(zhì)量問題，大多與施工質(zhì)量控制不佳有關(guān)。但是在橋梁設(shè)計質(zhì)量控制中依然有許多可改進的地方。例如設(shè)計人員為滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，忽視結(jié)構(gòu)構(gòu)造的設(shè)計；滿足結(jié)構(gòu)強度的計算而忽視材料選擇設(shè)計和結(jié)構(gòu)維護問題。具體來說，設(shè)計方面的影響因素主要如下。

1)中小型橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的偏低主要是設(shè)計過程中過于關(guān)注結(jié)構(gòu)的安全性，不重視環(huán)境作用下橋梁耐久性、適用性的設(shè)計。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，對于耐久性設(shè)計沒有明確的要求，許多標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)并不是硬性規(guī)定，對于細(xì)部構(gòu)造等也沒有明確。許多橋梁設(shè)計中就會忽略這方面的設(shè)計質(zhì)量，只需要滿足當(dāng)下需求就可以。如隨著交通量的增多，舊有的載荷標(biāo)準(zhǔn)不適宜現(xiàn)代設(shè)計的需要，難以滿足當(dāng)前汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)的要求，橋梁在長期的超載負(fù)荷狀態(tài)下，耐久性將快速降低。

2)設(shè)計過程中橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計細(xì)節(jié)不科學(xué)。在橋梁設(shè)計與橋型選擇過程中，需要根據(jù)橋梁建設(shè)的實際建設(shè)場地、地方經(jīng)濟指標(biāo)以及所達到的建設(shè)目標(biāo)等進行對比選擇。卻很少去考慮橋梁設(shè)計的耐久性。如在8 cm與12 cm鋪裝層進行對比后，后者混凝土拉應(yīng)力能夠提升20%。而且較薄鋪裝會與主梁混凝土產(chǎn)生不同步收縮的現(xiàn)象，出現(xiàn)更大安全隱患。

3)設(shè)計過程計算的因素。橋梁設(shè)計過程中，需要綜合各種數(shù)據(jù)進行測量、運算、設(shè)計進而確保橋梁設(shè)計符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在具體實施過程中，設(shè)計者如果不能周全考慮各種影響因素，就會導(dǎo)致橋梁設(shè)計質(zhì)量不達標(biāo)。例如混凝土收縮、徐變等?；蛘邩蛄航Y(jié)構(gòu)分析時過于關(guān)注局部設(shè)計的精細(xì)化，而對橋梁構(gòu)件邊界、銜接條件等細(xì)節(jié)設(shè)計不足，也會導(dǎo)致設(shè)計出現(xiàn)問題。

4 橋梁設(shè)計質(zhì)量控制

4.1 設(shè)計準(zhǔn)備階段與質(zhì)量控制

1)設(shè)計準(zhǔn)備。首先是編制設(shè)計任務(wù)書，根據(jù)橋梁設(shè)計相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，將橋梁的目的和技術(shù)要求以文字圖表形式寫出的文件。設(shè)計任務(wù)書編寫是業(yè)主設(shè)計監(jiān)管過程中一個重要內(nèi)容。在設(shè)計準(zhǔn)備階段必須做好設(shè)計任務(wù)書的編制工作，為后續(xù)設(shè)計的順利進行奠定基礎(chǔ)。

2)設(shè)計準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制。設(shè)計任務(wù)書對中小型跨徑橋梁未來設(shè)計與建設(shè)都存在直接性的影響，所以在設(shè)計準(zhǔn)備階段必須進行嚴(yán)格檢查，達到對橋梁設(shè)計質(zhì)量進行控制的目的。在橋梁設(shè)計過程中，設(shè)計小組主要對設(shè)計任務(wù)書的可行性、全面性、耐久性進行考察。設(shè)計任務(wù)書的全面性是指內(nèi)容是否全面；技術(shù)、數(shù)據(jù)的文字表達是否齊備、清晰，只有在表述清晰的情況下才能更好地指導(dǎo)橋梁設(shè)計與施工，保障施工能夠保質(zhì)、有序地進行。如橋梁造型、附屬設(shè)施設(shè)計等的要求質(zhì)量是否滿足使用要求；是否滿足行業(yè)主管單位質(zhì)量要求；是否滿足設(shè)計規(guī)范要求等。耐久性的要求是基于道路橋梁施工特點的基礎(chǔ)上提出的，由于橋梁施工周期較長、設(shè)計壽命周期長，因此一旦建成就很難進行改變。

4.2 施工圖設(shè)計階段與質(zhì)量控制

1)施工圖設(shè)計階段工作內(nèi)容。施工圖設(shè)計應(yīng)該包括橋梁設(shè)計的總說明、布置圖；各個橋梁結(jié)構(gòu)件的立面、截面構(gòu)造圖、大樣圖等。

2)施工圖設(shè)計階段質(zhì)量控制。施工圖紙設(shè)計階段的質(zhì)量控制，需要對該環(huán)節(jié)的設(shè)計過程進行質(zhì)量控制活動。包括設(shè)計過程投入、轉(zhuǎn)化、設(shè)計產(chǎn)出的質(zhì)量控制。在設(shè)計投入環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制中，需要考察設(shè)計單位對施工圖設(shè)計中的人力、設(shè)施投入情況，能否根據(jù)橋梁設(shè)計目標(biāo)和質(zhì)量控制目標(biāo)投入各種滿足需要的人財物。例如設(shè)計中是否采用了先進的設(shè)計方式。設(shè)計轉(zhuǎn)化階段的質(zhì)量控制主要檢查設(shè)計人員的職責(zé)是否明確，參與設(shè)計的人員是否具有良好的創(chuàng)新設(shè)計理念和良好的設(shè)計質(zhì)量意識。在設(shè)計產(chǎn)出環(huán)節(jié)中進行質(zhì)量控制，是施工圖設(shè)計的最終階段。產(chǎn)出內(nèi)容包括橋梁結(jié)構(gòu)、各種建設(shè)材料的選擇、橋梁施工與結(jié)構(gòu)安裝等，是進行后續(xù)建設(shè)施工的直接依據(jù)。因此，產(chǎn)出階段的質(zhì)量控制要以滿足實踐建設(shè)需要為目標(biāo)。具體內(nèi)容包括橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)是否符合設(shè)計和國家技術(shù)要求；施工圖是否正確、完備、合理；各個設(shè)計細(xì)部的銜接是否精確、完整。最后是設(shè)計圖紙是否滿足施工實際的需要，是否盡量選擇了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計；各個層面的施工中是否預(yù)留了足夠的操作空間。

5 結(jié) 論

隨著我國在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投入的增加，公路工程已經(jīng)成為道路建設(shè)的主力。與之同步發(fā)展的是各種中小型跨徑橋梁的建設(shè)，數(shù)量均已居于世界首位。不能忽視道路橋梁設(shè)計質(zhì)量不高對橋梁使用壽命的影響，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低、設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單等因素導(dǎo)致橋梁耐久性不足，在遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達到橋梁設(shè)計使用壽命的情況就出現(xiàn)各種質(zhì)量問題，影響橋梁使用的耐久性，甚至對行車安全產(chǎn)生危害。造成社會資源的極大浪費。只有把控好設(shè)計各個流程的質(zhì)量，才能使安全、經(jīng)濟、耐久的中小橋梁更好地服務(wù)于大眾。

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