淺談道路與橋梁的設計優化及其施工技術

李宏安

（吉林省交通規劃設計院，吉林長春 130021）

1 道路橋梁設計原則

應嚴格遵守國家及行業的相關技術標準及設計規范，在進行道路橋梁設計前，必須了解和掌握工程施工的整體環境，先對工程中的各個環節進行設計，不可根據自己的憑空想象來設計。對工程的具體情況進行實地勘查，結合工程及施工地的實際情況，對眾多的細節之處還應當備注說明;同時還應考慮到經濟性，因地制宜地使用新技術、新材料，以降低成本，盡可能地在保證設計符合實際和相關規范的前提下，節省建設資金。

2 道路橋梁施工的重要性及其存在的問題

2.1 施工的重要性

施工與設計不可分離，必須給予高度的重視和關注。道路橋梁的建設包括無數個環節，在我國的經濟發展中，道路橋梁是我國經濟建設中不可或缺的一部分有著不可替代的作用。在工程施工中必須要注意每一個細節，方可順利地完成其建設。

道路橋梁的施工與設計應該結合實際情況，工程設計師在設計工程時必須要基于實際情況，對現場進行勘察，項目的施工監管、討論研究等每個環節都具有非常重要的意義。從實際現場出發進行設計，設計道路橋梁時還必須對細節做一些備注進行說明;尊重實際情況，現實中有很多設計的內容在具體的施工中絲毫沒有體現，在完工后或者根本無法體現其作用。對于工期會造成很大的影響，這讓經濟負擔變得繁重。

2.2 在施工中存在的問題

（1）一些施工人員對于施工過程都是憑借自身的經驗在施工，橋梁和道路在施工的過程中沒有嚴格地依照設計的方案來施工。導致的結果便是橋梁道路的施工程序混亂，在具體施工中，沒有按照具體的施工方案的步驟進行，沒有一步步有序地進行。

（2）施工的工藝問題。目前，很多的施工人員沒有很清晰地了解新方法和新工藝，盡管在施工的過程中會加入一些新的方法和新的工藝能夠大大提升道路橋梁的質量水平，可是在實際施工中，難以將這些新方法和新工藝巧妙地融入到實際施工過程當中。有的甚至是聞所未聞。這樣的情況往往會導致新方法和新工藝錯誤地應用在實際施工中。

（3）存在材料問題。如今的橋梁道路施工的工期普遍都比較短，很難保證其安全性和耐久性。利益方太多，所承包的價位也比較低，一些以次充好、偷工減料的現象層出不窮，成本到包工頭這一環節就己經很少了，導致工程在竣工后難以通過審查，無法交付，但是又硬性規定這些工程必須完成。所以最后無法正常地投入使用，只能是重新檢修。

3 新型橋梁的設計構思

3.1 從平面二維向空間三維轉變

20世紀70至80年代，在計算機技術及結構分析技術的巨大推動之下，成為橋梁設計從平面二維向空間三維轉變的重要時期。原來經常以平面二維方式展現的橋梁設計圖形能夠以空間三維結構的形式展現。這種設計構思有利于橋梁與周圍的景觀達成更好的協調。這些部位不僅構成了該橋的主要空間結構，既是其重要的傳力機制，又賦予了橋梁更加美觀的外型。空間構架是該橋承載重量的主要部位，例如法國巴黎的一些橋梁就能很好地表現出空間三維設計構思的特色，吊桿又會將構架承載的力傳給兩頂點相交而成的主拱圈。

3.2 從簡單向多樣化轉變

將橋梁的構型由傳統簡單化向著更加多樣化的方向發展就成了新型橋梁設計中不可或缺的構思，從而與其周圍的環境協調得更為合理。傳統橋梁的簡單構型已經不能滿足新時代人們對美的需求。構造多樣化的新型橋梁不但會使人們眼前一亮，在這里可以提一下荷蘭鹿特丹伊拉斯穆斯大橋，一個典型工程實例。在設計時，由于這座橋梁位于島嶼的一端，人們就將其設計成了不對稱的形式，令其與自身所處的特殊位置相協調。設計師則運用扇形的方式布置了由折線形橋塔所引出的拉索。這座構型奇特的橋梁不僅賦予人們一種別樣的建筑之美，還減小了縱向的彎曲應力。

3.3 從單一形式向組合形式轉變

進行科學合理的組合也是新型橋梁的設計構思之一。除了將橋梁的構型向著多樣化的方向發展，以組合形式設計出來的橋梁同樣能夠以更加美觀的造型而更好地與周圍的環境相融合。在新型橋梁設計中比較常見的組合形式有拱與拉索體系的有機組合、梁拱的有機組合等。日本美浦博物館步行橋就是組合形式的新型橋梁的突出代表之一，設計師采用的是拱索組合的形式。別出心裁的設計使得橋梁仿佛是山體的一部分般與周圍的環境和諧融洽。隧道近端的橋體則有許多固定在隧道附近的懸索構成，這種組合將橋體、橋前面的山谷及橋后面的隧道更好地協調在一起。

3.4 在橋梁的設計構思中更好地融入景觀理念

隨著新的橋梁建筑理念的產生，力求花最少的錢打造出更加貼近生活即實用性更強的造型優美的橋梁。脫離環境而存在的橋梁，必定會顯得與周圍景觀格格不人，新型橋梁的設計更加趨向于在達到安全使用的同時，諸如在橋梁中間設置一些別致的咖啡屋、便利店，在橋的兩側放置一些賞心悅目的畫作或者雕塑等，德國明登市威悉河上的人行橋就很好地突出了這一點。這就是新型橋梁將自身設計建設與景觀理念更好地結合的表現。由于河岸需要設計出滿足實際需求而與環境交相呼應的橋梁，滿足不平行，以及環境的特殊性，于是就有了現在這座橋面呈彎曲狀的外形優美的小橋。

4 對新型橋梁的施工技術優化的研究

新型橋梁的出現，滿足了時代發展對橋梁安全性、適用性及美觀度所提出的更高的要求。不僅離不開施工技術的優化。使得以往存在于橋梁施工中的一些困難問題得到了很好的解決，也與嶄新的建筑理念與設計構思的產生與發展密切相關。

在施工時使用最佳的吊桿張拉力對奉化橋與大沽橋來說就顯得尤為重要。在實際的橋梁工程施工中，多次調整吊索的話很可能與施工目標相差甚遠。例如天津的奉化橋與大沽橋結構的特殊性，若對吊索加以調整的話，那么會造成大量人力、物力與時間的浪費。為了創造出最大的社會效益與經濟效益，就要尋找最恰當的張拉順序。

在人們的大量研究之下，優化后的方法變得更加的科學合理，為包括奉化橋與大沽橋等在內的諸多橋梁的施工帶來了福音。施工人員只需對少部分的吊索實施拆分與反復張拉的操作，逐漸提出了一些吊索結構的索力施工技術的優化方法，相比于傳統的吊索張拉方法，這種方法可以直接應用于斜拉橋的施工當中。在此方法中大多數的吊索只需進行一次張拉就能達到施工目標。人們在這個施工技術方法的基礎之上，又進一步研究出了無應力索的施工技術方法。過去，人們往往十分不容易甚至是無法測量拱橋中吊索的延伸量，而現在，這種更為合理的技術就得以應用于拱橋的施工之中去了。所以，通過人們的不斷探究，將控制對象由不易或者不可測量的延伸量變為可以測量的索力。

施工的工藝和水平很大程度上是取決于工程設計水平的高低。所以，在設計過程中，應該嚴格遵守以下一些原則:按照國家審批的技術標準和設計規范來進行道路橋梁的設計。注意因地制宜地就地取材，節省施工的成本;在設計之前，設計師必須要到施工現場做好勘察工作。應該嚴格利用標準化的設計，采用通俗易懂的、現代化的設計方法尤其在設計過程中加入可行的新材料、新技術和新工藝。

5 結語

通過全文的敘述，橋梁不但是以便利通行的建筑設施而存在，而且，隨著人們對新時代的橋梁的安全性、適用性及美觀度提出了更高的要求，使工程技術人員知道了應適應時代發展，以及人們審美能力的提高，建造出經濟效益與社會效益都十分顯著的新型橋梁，這已成了人們的追求。無可置疑，在人們的不懈鉆研與努力之下，更多的橋梁設計與施工方面的新技術、新材料、新構想會不斷地涌現出來，在計算機等先進科學技術的應用中，更多的優秀設計構思與施工技術將推動橋梁建筑業走向更加美好的明天。

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