王飛
摘 要:我國經濟飛速發展,對于城市的道路和橋梁的等基礎設施工程的建設有較快的增長。城市道路和橋梁的建設是城市發展經濟的重要因素,同時也是保障人民正常的出行的重要條件。隨著科學的不斷推動,科學技術帶動了生活的變革,但是對于當前的市政路橋設計過程中仍然存在這設計方案陳舊,缺乏新的技術的融入等問題。本文從實際的工程案例出發,從經濟性、技術性和適用性的設計原則出發,分析對市政路橋設計的影響因素進行分析,實現對于設計方案的進一步的優化、深化和改進。
關鍵詞:市政路橋;設計;影響因素
我國經濟在持續不斷的增長過程中,根據中華人民共和國國家統計局公布的數據,2017年第二季度國內生產總值達200807.2億元,國內生產總值環比增長速度1.7%。據統計截止2015年年底從事勘察設計機構單位數20480個,從業人數3042570,市政公用工程從業人數達52163人。市政行業作為城市的建設者在在城市的發展過程中起著至關重要的作用。如何制定科學合理的市政路橋設計方案,建設出安全性、美觀性、舒適性、經濟性的路橋設施,成為了研究工作重點的問題。
1.市政路橋設計的原則和特點
1.1 市政路橋的基本設計原則
市政路橋設計工作要滿足經濟性、技術性和適用性的原則。經濟性:在設計的過程中需要考慮整體的成本,選擇的施工的技術、材料、機械等多方面的綜合的考慮,尤其是如果要在設計方案中將加入新的施工技術或者材料的時候,需要綜合考慮所帶來的經濟的效益和成本之間的關系,雖然在設計階段,設計人員對于整體的成本不能夠做到精確的測算,但是可以有一個大致的判斷;技術性原則[1],一方面是指設計技術,即設計的工具,如今的設計工具已經從傳統的手工繪圖到有限元等工具進行受力計算,到三維可視化的設計軟件模擬施工過程,設計技術的選擇也是提高設計效率的重要途徑。另外一當面是施工技術,施工技術的選擇上不能受到固有思維的局限性的影響,應該結合先進的施工技術,選擇合適的設計施工方案,不斷的對設計方案進行優化,但是同時也要注意不能夠過度的追求新的結構、新的施工技術,給施工增加難度并且沒有辦法保證施工的質量;適應性原則[2],路橋的設計是為了滿足人的通行的能力,在此基礎之上進行適當的美化的處理,在設計的過程中首要考慮是否需要和需要多大規模的問題,防止過度建設。
1.2 我國市政路橋設計的基本現狀
改革開放以來,我國對于基礎設施的事業不斷的發展,在橋梁建設的過程中有很多先進的經驗,在長江兩岸架起了一座座大橋,最近落成的港珠澳大橋更是實現了跨海大橋的愿望,無論從數量和工程的規模上來看,我國的路橋發展及其迅猛。但是在這種粗狂的發展過程中,在設計的過程中也存在很多問題。首先,行業的快速發展導致從業人員數量猛增,對于人員的素質良莠不齊,不能夠保證設計的合規性。同時,在路橋的運營過程中,使用和維護不到位大大的縮短了使用的壽命,有的路橋存在超載的現象,導致整體結構不可逆的破壞,嚴重的還有可能直接出現安全事故[3];其次,在設計的過程中還存在“套圖”的現象,對于優秀的設計方案是值得學習和參考,但是盲目的進行生搬硬套則會造成更多的問題,不利于路橋設計發證的整體的推動。
1.3 市政路橋設計的常見問題
路橋設計過程中主要存在如下幾個方面的問題。
(1)因為施工周期短,對于設計速度要求高,則設計方案很有可能就直接照搬成熟的設計方案,不利于對于橋梁理論的研究和創新設計方案的發展,很容易造成橋梁設計理論研究的停止不前。
(2)設計方案不選的修改,在施工的過程中受到業主和施工單位兩方面的要求,不斷的進行設計變更,很容易就造成了邊設計邊施工的情況。
(3)因為施工工期緊,不能夠對方案進行整體的評估和優化,造成了很多設計的冗余和施工過程中的矛盾和沖突,不利于項目整體的經濟性的原則。
2.工程案例
2.1 工程簡介
瀘州市納溪區上馬鎮真金灘渡改橋工程,上馬鎮真金灘渡改橋工程區地貌上總體屬于構造剝蝕淺丘陵地貌。橋梁軸線橫跨永寧河,小樁號橋臺位于平壩內,大樁號橋臺位于山丘前緣斜坡地帶,自然坡度25°~40°。
項目區屬亞熱帶濕潤氣候區,氣溫較高,日照充足,雨量充沛,四季分明,無霜期長,溫、光、水同季,季風氣候明顯,春秋季暖和,夏季炎熱,冬季不太冷。但受四川盆地地形影響,項目區夏季多雷雨,冬季多為連綿陰雨、輕霧天氣,而全年少有大風,多為0~2米/秒的微風。年平均氣溫17.5~18.0℃,年際之間的變化為16.8~18.6℃,高低年間相差值為1.8℃;無霜期長在300天以上,降雪甚少,個別年份終年無霜雪,適宜作物生長期長。
工程區內構造簡單,在區域構造上隸屬巨型新華夏構造體系的第三沉降帶之四川沉降褶帶南部,構造線展布方向多異,主要為東西向、南北向、北東向、北西向,還有弧形展布者,在次級構造帶上位于“筠連—赤水東西帶”。
2.2 市政路橋設計的影響因素分析
綜合考慮橋位處的自然地理條件和水文條件、施工條件及經濟性等諸多因素對橋涵構造物的布置和結構方案進行了設計。現有設計方案如下,設計車速:20公里/小時、設計荷載:公路-Ⅰ級、橋面寬度: 0.25m(欄桿)+2m(人行道)+7.5m(行車道)+2m(人行道)+ 0.25m(欄桿)=12m、橋面鋪裝:采用8~14cm厚C40防水砼。
設計過程中主要影響設計因素分析:
(1)橋所出的地理位置
在設計之初需要考慮橋的地理位置,對于不同區域的橋進行不同的設計進行處理。本項目的橋位于瀘州市納溪區上馬鎮真金灘渡渡改橋工程,主要的目的是為了方便行車,具有重要的通行的意義,因此設計的目的主要是為了保證通行能力。所以在橋梁設計的過程中,確定了橋的整體的走向和主要的長度。
(2)橋結構的選型
在確定的橋的位置和長度信息后,根據所處地理位置的天氣、地址、水文情況,以及通過測算橋的通行能力,橋的結構重要性等級等因素后,綜合考慮確定了橋梁設計方案。此方案充分的考慮了橋的位置和修建的目的,結合周圍的地形地貌的限制條件所得出的設計方案。設計的橋梁結構主要為T型梁式橋結構,具有良好的受力性能,能夠充分的利用橋墩的重量,把橋面的所受到的荷載通過橋墩傳遞到基礎中。
(3)橋墩的設計
在橋的形狀走向和結構確定之后需要進行橋墩的設計,設計的過程中需要考慮橋面的荷載的作用和橋的整體的受力分析,本橋采用采用平面桿系結構計算軟件橋梁博士3.03計算,根據計算的情況進行橋墩的材料和配筋的整體計算。
3.結論與展望
對于橋梁設計而言,設計的過程受到諸多的因素的影響,微小地質、水文等環境的變化都會影響公路橋梁的整體走向,為了更好的設計出滿意的方案,這就要求在前期的勘察過程中進行詳細的勘探,得出完整的結論,在設計的過程中需要根據實際的情況選擇科學的計算工具進行設計計算。尤其是在設計的過程中需要重視設計優化的過程,設計的方案是不斷進行修正的過程,優化能夠有效的提高設計方案的設計質量,能夠保證設計方案的經濟性、適用性和可行性。
參考文獻:
[1] 付強. 影響市政路橋設計的因素分析[J]. 黑龍江科技信息, 2017(11): 180.
[2] 施群鋒. 探討影響市政路橋設計的因素及控制措施[J]. 建材與裝飾, 2017(37):234-235.
[3] 吳迪. 市政路橋加固改造設計的要點分析[J]. 城市建筑, 2014(30):55-55.