公路橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究

劉富海

(新疆維吾爾自治區(qū)交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

1 公路橋梁設(shè)計(jì)中存在的主要問題

1.1 公路橋梁耐久性的問題

高速公路和橋梁日常承載著巨大的出行及運(yùn)輸壓力，隨著使用年限的不斷增加，公路橋梁也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的磨損情況，其功能性也會(huì)逐漸減弱，這就導(dǎo)致公路橋梁的結(jié)構(gòu)性可能出現(xiàn)一定的變化，影響了公路橋梁的使用壽命，并且埋下了一定的安全隱患。在公路橋梁的設(shè)計(jì)當(dāng)中，設(shè)計(jì)單位需要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范進(jìn)行公路橋梁的設(shè)計(jì)和其運(yùn)載及相關(guān)性能的分析計(jì)算，但公路橋梁的耐久性問題是隨著時(shí)間的推移而逐步發(fā)生的，因此存在著一定的不可控因素，加上很多設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路橋梁的設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其使用壽命的考慮相對(duì)較少，或缺乏實(shí)際的使用數(shù)據(jù)分析，這就有可能導(dǎo)致對(duì)公路橋梁截面設(shè)計(jì)的尺寸不足，保護(hù)層較薄或鋼筋的分布不夠合理等情況，這些原因都有可能會(huì)影響公路橋梁的使用壽命，增加各類磨損和變形情況出現(xiàn)的幾率，縮短公路橋梁的使用年限。

1.2 超負(fù)荷運(yùn)載的問題

超負(fù)荷運(yùn)載的問題幾乎是目前我國公路橋梁使用過程中最為顯著的問題，也是公路橋梁在設(shè)計(jì)當(dāng)中需要重點(diǎn)考慮的問題之一。一方面，公路橋梁在使用的過程中一般都存在著行車數(shù)量超過設(shè)計(jì)之初所能夠承載的最大負(fù)荷的情況，且隨著時(shí)間的推移這一問題越來越凸顯，這就造成了公路橋梁所承載的負(fù)荷過大，交通壓力過重的情況；另一方面，公路橋梁在實(shí)際的使用過程中，部分車輛也會(huì)出現(xiàn)超載或非法運(yùn)輸?shù)膯栴}，這些超載或非法運(yùn)輸?shù)能囕v也會(huì)增加公路橋梁的負(fù)荷，當(dāng)公路橋梁長(zhǎng)期處于超負(fù)荷使用的狀態(tài)之中時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響其性能，導(dǎo)致公路橋梁的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，影響公路橋梁的使用壽命，甚至埋下一定的安全隱患。

1.3 安全性的問題

安全問題是公路橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中最為關(guān)鍵的問題，安全性的問題直接關(guān)系著使用者的生命安全，一旦公路橋梁在設(shè)計(jì)和建設(shè)的過程中存在質(zhì)量問題，埋下安全隱患，在長(zhǎng)期的使用過程中很容易引起事故，造成不可估算的嚴(yán)重后果。因此，公路橋梁的設(shè)計(jì)和使用必須重視安全問題。在實(shí)際的公路橋梁設(shè)計(jì)工作中，由于多種方面的原因，造成了一些問題的出現(xiàn)，例如橋梁抗震設(shè)計(jì)不符合國家規(guī)定的抗震等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；公路橋梁設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)缺少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的深入勘察和數(shù)據(jù)分析；缺少對(duì)容易造成事故路段的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和評(píng)估等問題，都有可能給道路橋梁的建設(shè)和后期的使用埋下安全隱患，帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。

2 公路橋梁設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)探究

2.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)為依托的設(shè)計(jì)方法在公路橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，發(fā)揮了十分重要的作用。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行公路橋梁的設(shè)計(jì)，可以對(duì)公路橋梁的造價(jià)、成本、性能、風(fēng)險(xiǎn)等進(jìn)行綜合的數(shù)據(jù)分析和管理，并快速整合公路橋梁設(shè)計(jì)工程當(dāng)中所需要使用的各類機(jī)械設(shè)備、建材、物料及技術(shù)等，通過將各類數(shù)據(jù)導(dǎo)入至數(shù)據(jù)庫中，便于設(shè)計(jì)人員隨時(shí)調(diào)取和參考數(shù)據(jù)，從而借助科學(xué)的數(shù)據(jù)分析和管理提升公路橋梁設(shè)計(jì)的水平，減少各類誤差的發(fā)生，提高設(shè)計(jì)與管理效率，有效控制成本，減少各類資源的浪費(fèi)，提升設(shè)計(jì)水平。

2.2 GIS技術(shù)

GIS技術(shù)也是目前廣泛應(yīng)用于公路橋梁設(shè)計(jì)當(dāng)中的技術(shù)手段之一，通過GIS技術(shù)，一方面可以準(zhǔn)確的計(jì)算公路橋梁設(shè)計(jì)工程所在區(qū)域的地質(zhì)的等值線，方便設(shè)計(jì)人員對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的勘察和數(shù)據(jù)分析，從而準(zhǔn)確計(jì)算出該施工區(qū)域內(nèi)土層的厚度和深度，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計(jì)算，對(duì)公路橋梁工程設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行評(píng)估；另一方面通過GIS技術(shù)對(duì)公路橋梁的地形信息進(jìn)行有效的勘測(cè)，通過數(shù)據(jù)分析和信息傳輸手段，將公路橋梁區(qū)域的地勢(shì)圖片利用數(shù)字化的形式展示出來，從而有效幫助設(shè)計(jì)人員了解施工區(qū)域的道路路況，減少設(shè)計(jì)初期各項(xiàng)資源的浪費(fèi)，提升設(shè)計(jì)效率。

3 針對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)問題的解決對(duì)策

3.1 加強(qiáng)對(duì)公路橋梁耐久性的設(shè)計(jì)

針對(duì)公路橋梁在使用過程中出現(xiàn)的磨損、變形等影響使用壽命的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)之初就應(yīng)重視公路橋梁耐久性的問題，強(qiáng)化對(duì)于公路橋梁幾個(gè)安全指標(biāo)的重視，例如車輛通行過程中的一些安全指標(biāo)；容易造成公路橋梁使用磨損或變形的一些情況；雨水、大風(fēng)等極端天氣給公路橋梁造成的腐蝕等因素，通過綜合考慮這些影響公路橋梁使用壽命的因素，并作出相應(yīng)的設(shè)計(jì)整改，提升公路橋梁整體的耐久性。

3.2 增強(qiáng)路面強(qiáng)度，提升承載力

路面的強(qiáng)度直接關(guān)系到其承載能力，影響著路面的安全和使用壽命，在公路橋梁使用的過程中，由于長(zhǎng)期處于高度的荷載狀態(tài)中，加上車輛超載和非法運(yùn)輸?shù)葐栴}，很容易造成路面出現(xiàn)磨損、變形，甚至路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，影響公路橋梁的使用壽命，埋下一定的安全隱患。因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行公路橋梁的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)公路橋梁的承載能力，通過加強(qiáng)公路橋梁的強(qiáng)度，提高抗彎拉能力，增強(qiáng)其承載能力；同時(shí)，考慮公路橋梁在實(shí)際使用過程中容易出現(xiàn)的問題，例如如果路面經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，則應(yīng)考慮混凝土質(zhì)量和比例對(duì)于路面的影響，通過針對(duì)性的調(diào)整設(shè)計(jì)方案提升公路橋梁的承載力。

3.3 提高公路橋梁的抗震能力

公路橋梁的抗震能力應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照國家和行業(yè)相關(guān)的抗震等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，保障公路橋梁在實(shí)際的使用中能夠具備良好的抗震能力；同時(shí)，結(jié)合不同的路面地質(zhì)結(jié)構(gòu)，分析公路橋梁的受力特點(diǎn)，借助科學(xué)的現(xiàn)場(chǎng)勘查和數(shù)據(jù)分析，準(zhǔn)確評(píng)估路面的抗震能力，結(jié)合實(shí)際的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)最為適宜的公路橋梁路面結(jié)構(gòu)，從而有效提升抗震能力，保障公路橋梁的使用安全。

4 結(jié) 語

公路橋梁工程涉及的規(guī)模大、里程長(zhǎng)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中需要面對(duì)的問題眾多，針對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)和建設(shè)，要求相關(guān)單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，科學(xué)分析各項(xiàng)數(shù)據(jù)，制定適宜的設(shè)計(jì)方案，并針對(duì)公路橋梁使用過程中常見的主要問題，針對(duì)性的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高公路橋梁的使用壽命、承載能力和抗震能力，加強(qiáng)對(duì)工程設(shè)計(jì)的整體規(guī)劃和統(tǒng)籌能力，以質(zhì)量及安全為核心，保障工程質(zhì)量，提高設(shè)計(jì)水平。