道路橋梁設計隱患及完善措施

鐘 海

（中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075）

道路橋梁工程建設是交通行業發展中重要的組成部分，道路橋梁工程的設計質量不但會影響道路工程整體質量，還會對我國未來的道路發展造成直接影響。想要提高道路橋梁工程建設的設計質量，就需要不斷完善道路橋梁工程的設計問題，提升道路橋梁的安全性和穩定性，促使橋梁的整個建設經濟效益得到有效提升。

1 道路橋梁現狀及發展

1.1 道路橋梁現狀

改革開放以來，隨著我國綜合國力的提高，橋梁工程技術得到了迅速發展。經過60多年的發展，我國從—落后狀態，一躍成為建橋強國。新中國成立前最具代表性的橋梁—錢塘江大橋，為主跨67m的鋼桁架公鐵兩用橋梁。如今已竣工的具有代表性的大型項目有蘇通長江大橋，主跨長1088m，為世界第二大跨徑斜拉橋，于2008年6月30日通車；重慶朝天門大橋，主跨長552m，為世界最大跨徑拱橋，于2009年4月29日通車；武漢鸚鵡洲長江大橋，世界上跨度最大的三塔四跨懸索橋，于2014年12月28日通車；杭州灣跨海大橋，上跨杭州灣海域，橋梁全長35.7km，于2008年5月1日通車；膠州灣大橋，上跨膠州灣，橋梁全長25.881km，于2011年6月30日通車；超級工程港珠澳大橋，橋梁全長55km，于2018年10月24日通車。綜合來看，我國道路橋梁已形成橋梁結構類型多樣化、橋梁跨徑能力不斷提升、橋墩和索塔高度不斷增高的發展態勢。

但在良好的發展態勢下也存在諸多問題，已建橋梁坍塌屢見不鮮，主要病害有大跨徑梁橋的開裂下撓、獨柱墩箱梁橋的傾覆、混凝土碳化剝落等，還存在一些設計上的隱患和問題，需要解決與完善，促進道路橋梁工程的健康穩定發展。

1.2 道路橋梁的發展趨勢

未來隨著高新材料的研發，現狀鋼筋、鋼絞線、混凝土等低等級原材料將被取代，高強度材料的使用可使橋梁進一步向輕量化發展，橋梁跨度將進一步提升。

橋梁建造方式目前大多以現澆為主，尤其是下部結構裝配化比例低，未來橋梁結構將往裝配化、標準化發展，有利于節約資源能源、減少施工污染、提升勞動生產率和質量安全水平。

2 道路橋梁設計改進方向

隨著建設技術的不斷發展，不但提高了橋梁的施工標準，也對橋梁設計提出了“美學”的設計要求。設計人員在設計時不但要考慮橋梁的安全、經濟、適用、耐久，還需要格外注意美觀性的要求。以此為基礎總結了三條設計改進內容。

2.1 設計結構

在保證施工質量、結構力流傳遞順暢的前提下，實現橋梁設計的結構新穎性，結合當地的風俗文化和景觀特點，讓道路橋梁的施工設計和區域特色結合，不但要體現區域城市的文化傳承，還需要提高人與自然的和諧，促進環境友好型發展。

2.2 設計內容

提高橋梁設計人員的知識面、感知力，在橋梁工程展開設計時候，不但要充分考慮周邊的影響因素，還需要考慮設計內容的新穎性，可以結合國外的新型設計文化知識，在傳承文化思想的同時體現現代化的設計，有效提升設計質量。

2.3 技術理念

先進的設計技術理念是橋梁工程不斷發展的源泉，也是我國橋梁工程走向世界，被世界認可的基礎條件。在展開橋梁設計時，需要不斷引用先進的設計技術和設計理念，進行自我意識的創新設計，不斷提升技術水平。

3 當前道路橋梁設計中存在的隱患與問題

3.1 設計安全性不足

當前國家經濟依然保持高速發展態勢，交通運輸行業運輸能力不斷提升，而設計規范更新周期長，60多年來公路橋梁行業規范共更新過7次，分別為1956版、1961版、1975版、1978版、1985版、2004版、2018版，最新版2018版距上一版規范跨度長達14年。行業規范是橋梁設計的引領性文件，是行業技術質量管控的重要依據，是橋梁建設技術質量的基本要求，是約束自身健康發展的重要保證。當規范更新周期過長，無法滿足交通運輸的需求時，容易出現設計安全性不足，造成巨大的安全隱患。

3.2 設計耐久性不足

部分工程設計往往只注重結構受力的可靠性，控制橋梁結構內力、應力滿足規范要求，卻忽略結構的耐久性設計。主要原因是部分設計人員的設計理念老套，未有足夠的意識。例如，當前就有很多的設計人員單純地認為道路施工質量的好壞就是道路的耐久性。事實上耐久性除了和道路橋梁施工質量有關之外，還和橋梁設計結構承載力、養護、維護等有很大的關系。

3.3 結構承載力不足

結構承載力是道路橋梁耐久性的重要原因，結構的合理性、科學性，能否均勻分散道路上行駛汽車帶來的壓力，是道路橋梁工程運營時間長短的重要保障。隨著經濟的不斷發展，我國的汽車總量也在不斷增加，車輛通行數量越來越多，橋梁承載的壓力也越來越大，在道路橋梁設計時需要考慮這些不斷增加的荷載力，保證橋梁結構具備一定的富余量，避免后續使用出現安全質量問題。

4 道路橋梁設計隱患出現的原因

4.1 不斷增加的交通量

國民經濟水平的提高科技的發展進步讓汽車不再是一種高端產品，大部分人都能購買一輛汽車。這種不斷增加的汽車數量和頻繁的經濟活動，讓各地的交通運輸量不斷增加。尤其是一些載貨車輛，為了能夠獲取更高的經濟效益常常超載運輸，這樣不但加大了自身的風險，也增加了道路的承載壓力，極大程度上會導致道路橋梁的結構沉陷，如果得不到及時的養護維修，還會出現道路坍塌的危險。

4.2 設計工作不到位

道路橋梁工程的設計工作是道路橋梁施工的方向指導和質量保障，一個好的設計方案能夠提高道路橋梁的使用質量、實用性能、使用價值、經濟價值等。道路橋梁工程的設計工作質量與橋梁設計人員的個人設計知識、專業性知識積累、專業技能掌握程度、綜合職業素質有關，如果設計人員的專業水平不足、設計工作不到位，將直接影響道路橋梁施工的質量。這就需要安排相應的管理監督人員，完善相關的道路橋梁設計管理制度，加強設計方案的審核和監督，對每一套方案的優化改進都需要進行嚴密的設計審核和考查，最好是通過三維模式建模模擬，對設計方案的數據進行合理驗證。

4.3 過分追求經濟利益

在目前建設市場不斷擴大發展的過程中，提高工程效率、增加經濟收益是每個施工企業的基礎追求和發展目標。節約成本、提高設計優化、合理的配備原材料，這些都是提高經濟效益的方法。不過很多施工設計單位都過于追求經濟利益，在進行方案選擇時往往選擇成本支出最低、經濟效益最高而質量卻不是最好的一個，不但影響道路橋梁工程的質量，還加大了養護維修難度，給工程后續運行和車輛安全順利通行帶來不利的影響。

5 道路橋梁設計隱患的應對措施

5.1 因地制宜設計方案

想要減少道路橋梁設計的隱患，應首要考慮當地的環境問題，結合環境和地域特點進行設計。這是因為很多道路橋梁設計方案在制定時，都只考慮如何提高質量，將邊界設定在設計人員自身的技術水平之內，忽略了地域特點和環境因素。在設計時要積極面對道路橋梁使用過程中可能出現的各種問題，對當地的車流量、未來發展變化、未來幾年內的車流量變化進行預測，并按照預測的數據進行道路橋梁設計，這樣既能夠為道路橋梁質量提供上升的空間，也能更好地應對道路超載、未來城市發展問題，有效降低地區原因帶來的各種影響。

5.2 注重耐久性設計

道路橋梁工程設計的隱患，很大程度上是道路橋梁工程項目的耐久性設計出現缺陷和漏洞。道路橋梁工程的耐久性設計本身就屬于道路橋梁工程質量中的一環，而設計方案中的施工數據，不僅會受到施工過程中的技術問題、環境影響、人為影響等多種情況造成細微變更，還會受到地質災害、風侵雨蝕的影響，讓道路、橋梁的材料出現老化，產生裂縫，進一步縮短道路橋梁的使用壽命，降低耐久性。在耐久性的設計上可以參考趙州橋，不但要在設計的時候考慮現代設計中的建設工期、運營階段管理、養護維修、構件更換等方面的長期綜合成本費用，還需要建立參與、監督橋梁運營管理和日常檢測、養護部門，注重道路橋梁的可更換性。

5.3 借鑒傳統設計理念

很多設計都要應用國外先進的設計理念，讓很多人誤以為傳統設計理念是糟粕，實則不然，傳統的道路橋梁設計理念才是符合我國生產發展的核心所在。以趙州橋為例（見圖1），趙州橋的設計有百年以上的歷史，但到現在為止，依然屹立不倒的堅持在自己的位置上，在當前道路橋梁動不動就“十年保質，九年一換”的道路橋梁設計中成為質量和耐久的雙重設計經典。所以，在使用新的設計理念知識的時候，也需要結合傳統的設計經驗，合理地采用高新科技技術，減少設計隱患。

圖1 趙州橋現狀

5.4 完善設計管理審核

完善道路橋梁設計的審核制度和組織結構，建立完整的獎罰機制，對道路橋梁設計方案進行多次的審核和反復核對，借用高科技技術進行數據分析，以提升設計隱患的發現能力。同時，建立道路橋梁設計方案檔案，進行分期總結、觀測記錄、經驗分享和隱患分析解決，讓道路橋梁設計符合“安全、實用、經濟、美觀”四大設計要求標準。

6 結束語

道路橋梁工程只有經過實際的應用，經歷過時間和自然的雙重考驗，才能證明其設計的合理價值。只有深刻地考慮到結構適應能力、細節處理能力，完美地填補每一個設計隱患，才能夠建出拍案叫絕的好工程。