公路橋梁設計關鍵技術研究

劉富海

(新疆維吾爾自治區交通規劃勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000)

1 公路橋梁設計中存在的主要問題

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輸壓力，隨著使用年限的不斷增加，公路橋梁也會出現相應的磨損情況，其功能性也會逐漸減弱，這就導致公路橋梁的結構性可能出現一定的變化，影響了公路橋梁的使用壽命，并且埋下了一定的安全隱患。在公路橋梁的設計當中，設計單位需要嚴格按照國家標準和行業規范進行公路橋梁的設計和其運載及相關性能的分析計算，但公路橋梁的耐久性問題是隨著時間的推移而逐步發生的，因此存在著一定的不可控因素，加上很多設計人員在進行公路橋梁的設計時，對其使用壽命的考慮相對較少，或缺乏實際的使用數據分析，這就有可能導致對公路橋梁截面設計的尺寸不足，保護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影響公路橋梁的使用壽命，增加各類磨損和變形情況出現的幾率，縮短公路橋梁的使用年限。

1.2 超負荷運載的問題

超負荷運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，也是公路橋梁在設計當中需要重點考慮的問題之一。一方面，公路橋梁在使用的過程中一般都存在著行車數量超過設計之初所能夠承載的最大負荷的情況，且隨著時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荷過大，交通壓力過重的情況；另一方面，公路橋梁在實際的使用過程中，部分車輛也會出現超載或非法運輸的問題，這些超載或非法運輸的車輛也會增加公路橋梁的負荷，當公路橋梁長期處于超負荷使用的狀態之中時，就會嚴重影響其性能，導致公路橋梁的結構發生變形，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計當中最為關鍵的問題，安全性的問題直接關系著使用者的生命安全，一旦公路橋梁在設計和建設的過程中存在質量問題，埋下安全隱患，在長期的使用過程中很容易引起事故，造成不可估算的嚴重后果。因此，公路橋梁的設計和使用必須重視安全問題。在實際的公路橋梁設計工作中，由于多種方面的原因，造成了一些問題的出現，例如橋梁抗震設計不符合國家規定的抗震等級標準；公路橋梁設計人員在進行設計時缺少對現場的深入勘察和數據分析；缺少對容易造成事故路段的風險預測和評估等問題，都有可能給道路橋梁的建設和后期的使用埋下安全隱患，帶來一定的風險。

2 公路橋梁設計關鍵技術探究

2.1 計算機技術

隨著信息技術的快速發展，借助計算機技術為依托的設計方法在公路橋梁設計當中得到了廣泛的應用，發揮了十分重要的作用。借助計算機技術進行公路橋梁的設計，可以對公路橋梁的造價、成本、性能、風險等進行綜合的數據分析和管理，并快速整合公路橋梁設計工程當中所需要使用的各類機械設備、建材、物料及技術等，通過將各類數據導入至數據庫中，便于設計人員隨時調取和參考數據，從而借助科學的數據分析和管理提升公路橋梁設計的水平，減少各類誤差的發生，提高設計與管理效率，有效控制成本，減少各類資源的浪費，提升設計水平。

2.2 GIS技術

GIS技術也是目前廣泛應用于公路橋梁設計當中的技術手段之一，通過GIS技術，一方面可以準確的計算公路橋梁設計工程所在區域的地質的等值線，方便設計人員對施工現場的地質環境進行科學的勘察和數據分析，從而準確計算出該施工區域內土層的厚度和深度，通過對這些數據進行模擬計算，對公路橋梁工程設計方案的可行性進行評估；另一方面通過GIS技術對公路橋梁的地形信息進行有效的勘測，通過數據分析和信息傳輸手段，將公路橋梁區域的地勢圖片利用數字化的形式展示出來，從而有效幫助設計人員了解施工區域的道路路況，減少設計初期各項資源的浪費，提升設計效率。

3 針對公路橋梁設計問題的解決對策

3.1 加強對公路橋梁耐久性的設計

針對公路橋梁在使用過程中出現的磨損、變形等影響使用壽命的現象，設計人員在設計之初就應重視公路橋梁耐久性的問題，強化對于公路橋梁幾個安全指標的重視，例如車輛通行過程中的一些安全指標；容易造成公路橋梁使用磨損或變形的一些情況；雨水、大風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，并作出相應的設計整改，提升公路橋梁整體的耐久性。

3.2 增強路面強度，提升承載力

路面的強度直接關系到其承載能力，影響著路面的安全和使用壽命，在公路橋梁使用的過程中，由于長期處于高度的荷載狀態中，加上車輛超載和非法運輸等問題，很容易造成路面出現磨損、變形，甚至路面結構出現損壞，影響公路橋梁的使用壽命，埋下一定的安全隱患。因此，設計人員在進行公路橋梁的設計時，應當重點強調公路橋梁的承載能力，通過加強公路橋梁的強度，提高抗彎拉能力，增強其承載能力；同時，考慮公路橋梁在實際使用過程中容易出現的問題，例如如果路面經常出現裂縫，則應考慮混凝土質量和比例對于路面的影響，通過針對性的調整設計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當嚴格按照國家和行業相關的抗震等級標準來進行抗震設計，保障公路橋梁在實際的使用中能夠具備良好的抗震能力；同時，結合不同的路面地質結構，分析公路橋梁的受力特點，借助科學的現場勘查和數據分析，準確評估路面的抗震能力，結合實際的數據設計最為適宜的公路橋梁路面結構，從而有效提升抗震能力，保障公路橋梁的使用安全。

4 結 語

公路橋梁工程涉及的規模大、里程長、地質結構復雜，在設計和建設過程中需要面對的問題眾多，針對公路橋梁的設計和建設，要求相關單位應當結合施工現場的實際情況，科學分析各項數據，制定適宜的設計方案，并針對公路橋梁使用過程中常見的主要問題，針對性的優化設計方案，提高公路橋梁的使用壽命、承載能力和抗震能力，加強對工程設計的整體規劃和統籌能力，以質量及安全為核心，保障工程質量，提高設計水平。