淺談道路橋梁設(shè)計存在的問題

吳肖翔

中國市政工程東北設(shè)計研究總院有限公司，福建福州 353000

1 工程概況

本橋梁工程中橋梁全橋長210.2m，總投資在600萬左右，上部構(gòu)造為1×13+9×20+1×13m預(yù)制安裝鋼筋混凝土空心板橋和預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，下部構(gòu)造為柱式橋臺，雙Y型橋墩，鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。項(xiàng)目自從建成通車之后，隨著交通流量的不斷攀升影響了公路整體的服務(wù)質(zhì)量，已經(jīng)無法滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。本項(xiàng)目中主要出現(xiàn)的關(guān)于橋面、匝道等共有面積較大的路面病害一共有65處，路面病害表現(xiàn)為橫縱向裂縫，蓋梁立柱病害表現(xiàn)為裂縫、脫落和鋼筋銹蝕等現(xiàn)象，另外，下沉、塌陷、鋼筋混凝土脫落和水漬等也是主要病害表現(xiàn)。

2 道路橋梁工程的病害分析和橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計常見的問題

2.1 道路橋梁工程常見的病害分析

2.1.1 高填土下沉

在道路橋梁實(shí)際施工中可能會出現(xiàn)高填土、半填土超厚、使用大型機(jī)械夯實(shí)等問題，或者在深挖或半挖的過程中出現(xiàn)施工失誤。這樣類似的問題將導(dǎo)致道路橋梁在后期使用中出現(xiàn)道路橋梁下沉、崩塌等現(xiàn)象，不但影響工程的使用壽命，而且還可能會產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。為避免此類問題重復(fù)發(fā)生，必須在施工中注意高填土下沉問題，同時采取有效的措施預(yù)防下沉，如在對隱蔽工程進(jìn)行處理時可以以小型機(jī)械代替大型機(jī)械，避免高填土或半填土超厚等。

2.1.2 氣泡、蜂窩和裂縫

道路橋梁出現(xiàn)氣泡、蜂窩或者裂縫的問題比較常見，比如經(jīng)常會在橋梁表面出現(xiàn)蜂窩凸起或者凹陷，在道路路面出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫甚至是斷裂。類似的質(zhì)量問題不僅影響道路橋梁工程的美觀性和使用效果，而且裂縫一旦擴(kuò)大則可能出現(xiàn)斷裂，從而導(dǎo)致整個道路橋梁質(zhì)量下降，并為后期使用埋下安全隱患。針對這類問題，一般需要先進(jìn)行專業(yè)的檢測分析，然后根據(jù)分析結(jié)果采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)救措施，比如可以對道路橋梁進(jìn)行修復(fù)，開展二次補(bǔ)修工程。

2.1.3 承載力和穩(wěn)定性不足

道路橋梁出現(xiàn)承載力和穩(wěn)定性不足的原因有很多，有的和施工材料質(zhì)量有關(guān)，有的和施工工藝有關(guān)，而一旦承載力和穩(wěn)定性不足，就會對整個道路橋梁工程的安全使用構(gòu)成威脅，可能會引發(fā)嚴(yán)重的交通安全事故。尤其當(dāng)該段工程的車流量變大時，由于其承載力和穩(wěn)定性問題，可能會出現(xiàn)橋梁斷流、斷裂等嚴(yán)重現(xiàn)象，威脅交通運(yùn)行安全。

2.2 道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計常見的問題

經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展使得我國城市道路交通問題也越來越明顯和突出，目前我國也加大了對于道路橋梁建設(shè)方面的重視程度，并加大對橋梁設(shè)計施工的投入，但是現(xiàn)階段道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的常見問題依然存在。

2.2.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)問題

首先，在關(guān)于道路橋梁設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)上，由于橋梁工程施工復(fù)雜，受到環(huán)境影響大，所以對于橋梁設(shè)計的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求不高。因?yàn)樵O(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不高的問題，一方面橋梁施工的質(zhì)量會受到影響，給交通運(yùn)行帶來不便或產(chǎn)生安全隱患；另一方面設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系著橋梁的景觀美學(xué)，標(biāo)準(zhǔn)不高自然會對橋型的美觀造成不利影響。因此，在橋梁設(shè)計時應(yīng)該要充分考慮設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)問題，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際的環(huán)境既要滿足橋梁工程的實(shí)用性功能，又能體現(xiàn)出美學(xué)要求。具體設(shè)計時一般為了便于以后的施工，會在橋梁的主梁和梁側(cè)部位留出一定的空間。

2.2.2 綠化帶專項(xiàng)防水設(shè)計缺陷

隨著人們對于城市品質(zhì)要求的提高，對于橋梁工程設(shè)計和施工也提出了更高的要求，所以橋梁設(shè)計不僅要滿足橋梁跨越、交通運(yùn)行等實(shí)用性功能，還要具有一定的美觀性，因此關(guān)于橋梁綠化帶的專項(xiàng)防水設(shè)計也成為橋梁設(shè)計中的重點(diǎn)部分。在進(jìn)行橋梁整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計施工中，關(guān)于橋梁的景觀綠化必須要納入到設(shè)計方案中，在考慮各種因素之后保證橋梁結(jié)構(gòu)同時具有實(shí)用性和觀賞性的功能。但是目前在關(guān)于橋梁綠化帶專項(xiàng)防水設(shè)計中還存在不足，提高綠化景觀設(shè)計水平是當(dāng)前橋梁設(shè)計師需要重點(diǎn)考慮的問題。

2.2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計選型問題

橋梁結(jié)構(gòu)選型一方面要滿足視距和凈空的要求，另一方面也要使結(jié)構(gòu)具有美觀的外形和科學(xué)合理的布局。但是在具體橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時，往往會忽略結(jié)構(gòu)的選型問題，常常會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)選型不合理、結(jié)構(gòu)外觀布局不科學(xué)的問題。

3 道路橋梁設(shè)計施工主要技術(shù)措施和管理策略

3.1 道路橋梁設(shè)計管理

3.1.1 加強(qiáng)混凝土施工管理

公路橋梁工程施工中最主要的材料是混凝土，所以必須加強(qiáng)對混凝土的質(zhì)量管理。一方面要確保混凝土原材料的性能、質(zhì)量和來源都符合施工要求；另一方面在施工中要對混凝土的配比制作、水熱化的程度進(jìn)行嚴(yán)格管理，觀察水泥有無變質(zhì)，砂石的性能是否符合質(zhì)量要求等。比如在配比問題上，根據(jù)混凝土配比要求，砂、石的實(shí)際含水率應(yīng)該將實(shí)驗(yàn)室的配比換成施工現(xiàn)場的配比。如果混凝土配比不符合要求必須嚴(yán)禁其進(jìn)場使用，并要找出具體的原因。此外，還要注意施工中的模板質(zhì)量和澆筑體的質(zhì)量管理，避免出現(xiàn)空洞、裂縫等問題。

3.1.2 加強(qiáng)公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計施工管理

加強(qiáng)公路橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量管理，按照施工圖紙，根據(jù)施工規(guī)范進(jìn)行施工，保證公路橋梁結(jié)構(gòu)有穩(wěn)定的承載力。一方面在施工之前要做好測量和放樣工作，并且確保這兩項(xiàng)工作的精準(zhǔn)無誤；另一方面要保證公路橋梁結(jié)構(gòu)表面的美觀性和平滑性，避免結(jié)構(gòu)外觀的質(zhì)量問題。具體來說，首先，要重視道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐用性，也就是在充分考慮橋梁投入使用后可能出現(xiàn)的種種不利因素之后，確保施工材料的質(zhì)量，同時保證施工技術(shù)，這樣才能保證橋梁工程的質(zhì)量。其次，要重視橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的附屬工程設(shè)計，比如在大橋或者特大橋的設(shè)計結(jié)構(gòu)中要首先規(guī)劃出應(yīng)對緊急狀況的附屬工程設(shè)計，通過設(shè)置隔離護(hù)欄、緊急停車帶等便于在出現(xiàn)緊急情況時可以從容應(yīng)對；也可以通過設(shè)置警示牌警示，從而避免橋梁在使用中出現(xiàn)其他意外情況。此外，還要加強(qiáng)道路橋梁承載力結(jié)構(gòu)的設(shè)計，考慮超負(fù)荷運(yùn)載情況。道路橋梁在使用中會受到各種因素的干擾，可能會產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)老化甚至坍塌現(xiàn)象，所以在設(shè)計中必須要保證橋梁施工材料的質(zhì)量，在對下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時要保證結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，對各個部位的受力進(jìn)行檢查，保證橋梁受力均勻，這樣才能避免由于超載或其他因素而出現(xiàn)不均勻沉降問題。在支座的制作上要使用高質(zhì)量的混凝土澆灌，保證支座的強(qiáng)度和蓋梁強(qiáng)度相當(dāng)，從而保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性。

3.2 道路橋梁施工過程中的質(zhì)量控制措施

3.2.1 做好施工前期的質(zhì)量控制

在道路橋梁施工前，首先要嚴(yán)格審核施工單位和施工人員的資質(zhì)，要求所有上崗人員必須具備相關(guān)資格證件。同時為了避免在施工中出現(xiàn)互相推卸責(zé)任等問題，必須建立相應(yīng)的管理制度，明確劃分每個部門和相關(guān)人員的職責(zé)范圍，將責(zé)任落實(shí)到具體個人。其次，在施工前需要對所有的施工材料、施工器械等進(jìn)行質(zhì)量控制與管理，保證進(jìn)場的物料滿足施工要求。再次，對施工相關(guān)資料，比如設(shè)計圖紙、施工計劃方案等進(jìn)行有效保存，做好合理的施工規(guī)劃設(shè)計，在施工中不得隨意變更。此外，應(yīng)加強(qiáng)質(zhì)量宣傳工作，要求所有人員必須按照施工要求做好自己的工作，意識到質(zhì)量管理對于整個工程的重要作用。比如，采購人員在采購前必須對市場進(jìn)行全面詳細(xì)的了解，然后選擇優(yōu)質(zhì)的商家進(jìn)行合作；技術(shù)人員需不斷提升自己的施工技術(shù)，學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)知識并在實(shí)踐中總結(jié)和積累經(jīng)驗(yàn)，在施工中需要做好技術(shù)交底工作；管理人員在施工現(xiàn)場需要加強(qiáng)現(xiàn)場管理，做好一系列記錄并及時發(fā)現(xiàn)和輔助相關(guān)人員解決問題。

3.2.2 加強(qiáng)施工階段的質(zhì)量控制

施工階段的質(zhì)量控制包括施工技術(shù)、施工材料和機(jī)械設(shè)備以及施工人員方面的控制管理。比如，在施工技術(shù)控制上，要求施工人員在開展灌注樁設(shè)置、支架設(shè)置、沉井、地基和預(yù)留孔洞施工中應(yīng)嚴(yán)格按照施工要求和工藝開展作業(yè)，做好不同工序之間的銜接工作，避免施工步驟錯亂，避免使用單一的施工方法，不同工種之間需要進(jìn)行一定的配合。在施工材料控制上主要是嚴(yán)格把關(guān)進(jìn)場的材料，嚴(yán)禁任何不合格材料進(jìn)入施工場地。對于施工工人員，則可以開展相應(yīng)的培訓(xùn)教育工作，強(qiáng)調(diào)施工質(zhì)量控制的重要意義，引導(dǎo)技術(shù)人員學(xué)習(xí)先進(jìn)的施工技術(shù)理論，從而優(yōu)化施工建設(shè)隊(duì)伍，不斷完善和提升施工工藝。而對于施工機(jī)械的控制管理，主要是根據(jù)要求進(jìn)行妥善的保管和維護(hù)，在施工前需要做好狀態(tài)調(diào)試工作，在施工中要嚴(yán)格按照操作步驟和要求進(jìn)行，在施工結(jié)束后要及時清理和保養(yǎng)維護(hù)，一旦發(fā)現(xiàn)施工機(jī)械出現(xiàn)質(zhì)量問題則需要立即檢查并進(jìn)行維修，對于超過使用期限的機(jī)械應(yīng)予以淘汰，避免強(qiáng)制使用引起不必要的施工事故。

4 結(jié)語

綜上所述，道路橋梁工程不管是在設(shè)計過程中，在施工技術(shù)上，還是在施工質(zhì)量控制上都集中在對橋梁重點(diǎn)部位的處理，另外還要分別做好施工前的準(zhǔn)備工作，以及施工過程中的質(zhì)量管理。此外，針對橋梁路面裂縫、下沉和承載力不足等工程問題，也可采取相應(yīng)的老橋病害處理技術(shù)并對各個部位的受力情況進(jìn)行檢查，從而調(diào)整施工方案，使得各個部位都達(dá)到設(shè)計要求。同時，也要重點(diǎn)關(guān)注橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、綠化帶專項(xiàng)防水設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計選型的問題。