道路橋梁工程設計中存在的安全隱患及對策

王洪燕

（聊城華鑫公路勘察設計有限責任公司，山東 聊城 252000）

0 引言

道路橋梁工程是交通運輸網絡的重要構成，影響因素較多。因此，越來越多的人關注道路橋梁工程的質量問題。改進施工管理方式是施工單位增強發展能力的必要手段。為了保障道路橋梁工程的建設效果，要從施工前的準備階段注重設計方案的完善，以科學、合理的工程設計指導建設施工，為施工質量的全面提升奠定基礎。

1 道路橋梁工程設計方案的選擇

選擇道路橋梁工程設計方案時，需要重點分析方案的技術性、適用性等性能。相關人員必須分析方案內容的技術性，堅持與時俱進，注重引入新技術、新材料，謹慎對待施工階段的技術應用，充分發揮技術的優勢。適用性就是道路橋梁工程的綜合效益，以工程設計、施工建設適應當地環境為基礎，拉動當地經濟。否則，只會成為當地經濟發展的阻礙和隱患，需要投入更多的資源，道路橋梁工程的使用效果也無法保障。

2 道路橋梁工程設計的重要性

設計是衡量道路橋梁工程優劣的重要指標，對工程造價和質量、施工技術和工期等方面具有決定作用。但是前期的設計勘察往往因經費少，而限定規劃內容于資料分析上，不能全面展開建設環境和經濟性的分析研究，地質勘測資料缺乏系統性，導致設計方案所采用的技術、材料、工藝表現出明顯的滯后性，進而影響道路橋梁工程的質量。設計周期短、中標價低等因素，都會影響設計和施工的質量。工作周期和費用成本有限會阻礙創新激勵機制的落實情況，過分注重單項技術指標，造成設計方案的不合理，進而對道路橋梁工程產生不利影響[1]。

3 道路橋梁工程設計的安全隱患

3.1 橋梁橋頭跳車與伸縮縫

橋梁橋臺、橋頭沉降存在差異，伸縮縫的出現和搭板施工中的問題，是橋梁橋臺位置形成類似臺階結構的重要原因，造成在此處出現車輛行駛過程中的跳車現象，沖擊整個橋梁，對其產生極大的破壞力。填料固結、施工操作有誤時常出現，如果橋臺臺背的加固處理不及時，橋頭跳車問題很難徹底解決。所以，橋臺臺背需要選用透水性好的材料，如石灰土或砂性土。

3.2 鋼筋腐蝕

鋼筋在道路橋梁建設中不可缺少，屬于重要的結構材料和承載構件，在工程結構中起著重要的支撐作用。鋼筋結構長期裸露，時常發生腐蝕情況，導致鋼筋材料的承載作用降低，甚至失去作用。鋼筋外裹一層混凝土，有效增強整個鋼筋的抗拉強度。如果養護處理不到位，會增大混凝土結構開裂的可能性，造成鋼筋裸露出來，在充分接觸氧氣、空氣中的水分后發生氧化反應。鋼筋結構因此逐漸發生腐蝕，降低了原有的安全穩定性，甚至在一定條件下發生斷裂。外部硫化也會引發鋼筋腐蝕，使鋼筋結構不再具有原本的承載作用，工程結構的穩定性因此受到影響，后期的耐久性和使用期間的安全性也就無法保障。

3.3 橋面裂縫

橋面裂縫在道路橋梁工程中較為常見，與車輛磨損、施工質量不達標直接相關。施工質量不達標，是指施工單位不能嚴格遵循道路橋梁工程的規范化標準，受施工環境、建設材料、機械設備、人力等因素的制約，最終的施工質量不符合預期目標。例如，材料配置不達標，使混凝土的強度明顯降低，進而影響施工的質量，造成橋面開裂。車輛磨損，是指每日私家車、貨車等車輛行駛帶來的承載量，以及行駛過程中的急剎車和超載情況，都會不同程度地對路面造成磨損，引發橋面裂縫問題。同時，軟土地基的穩定性、堅固性較差，而且在施工中所用的瀝青、混凝土材料只有較低的穩定性，路面硬化更易發生，使道路橋梁工程的性能受到一定影響，極易造成工程內部的硬化、開裂。

3.4 橋梁基礎埋設淺

橋梁基礎埋設淺的前提下，部分地區的土層多處于封凍嚴實狀態或季節性凍土。長期處于封凍狀態的土層在外力作用下，承載能力會大幅度降低，性能也會發生很大變化。季節性差異帶來的氣候條件變化是引發基礎沉降、凍裂問題的重要因素，道路橋梁工程也因這種情況反復出現承載能力下降，破壞程度不斷延伸的現象。

3.5 路基路面沉降

道路橋梁施工主要是在基礎坑敞開狀態下展開，利用夏季強烈陽光的照射逐漸提高凍土的溫度。在基礎混凝土澆筑水熱反應的過程中產生很多熱量，工程周邊的植被會受到不同程度的破壞，在熱傳導的作用下更會對地基產生影響，進而對凍土的穩定性造成破壞，使其使用質量明顯下降。道路橋梁竣工一段時間后，凍土熱融現象逐漸消失，地基下沉問題由此產生。路基受外部環境和外力、雨水或其他因素的影響，增大了含水量，內部材料因水的侵蝕而降低了穩定性，在自身承受力和外部力量的作用下逐漸發生變形。可能發生在前期不穩定階段，造成地面承載力明顯下降，進而引發路基路面沉降、開裂等問題。在路基建設中要注意預防材料質量的缺陷，如以細粒土代替填筑所用的卵石土、碎石土、硬石塊等材料，路基承載力會明顯降低。道路橋梁軟土層發生地下水長時間沖刷過渡帶問題時，地基水土會因此大量流失，導致軟土地基的整體強度明顯降低，出現不均勻沉降現象。路面沉降與路面運營中的安全、穩定直接相關，進而影響到日常的行車安全，甚至出現路面斷裂問題。

3.6 剝蝕

剝蝕，即道路橋梁工程表面起皮、剝落、露石、麻面等。在剝蝕問題發生后，道路橋梁工程所用的各類構件會因此縮小截面面積，應力也會在此作用下有所增大，在有害物、空氣的作用下發生侵蝕。風化、水質、凍融等都是剝蝕現象出現的主要原因。

4 道路橋梁工程設計的安全隱患成因

4.1 欠缺綜合考慮

在道路橋梁設計階段，問題較多，設計人員很難做到綜合考慮，造成工程質量的重大隱患。設計人員為了快速完成設計，對耐久、耐腐蝕等性能往往有所忽視。甚至存在設計人員未仔細勘察施工現場，就開始設計道路橋梁，盲目性很大，是在工程使用過程中斷裂、垮塌問題出現的主要成因，威脅行車安全。

4.2 創新理念缺失

設計人員在全面了解傳統設計思路的同時，堅決貫徹創新理念，不斷適應時代發展的新變化，以提升設計方案的品質，保障工程的質量。道路橋梁工程設計的工程量大，時間短，導致設計人員不能全面考慮各項安全參數，使橋梁結構壓力強度與工程使用安全之間存在一定差距。在傳統設計方案下，理念落后、長遠規劃不足等缺陷明顯，導致道路橋梁工程質量不符合實際需求，成為安全隱患。

4.3 設計不合理

道橋基礎設計主要利用了明挖擴大的施工方法，基礎結構由漿砌石、混凝土等材料構成。這些材料的強度較弱，增大了施工階段和使用過程中各類病害的發生幾率。道橋設計也會存在一些特殊情況，如工程實際荷載量超出設計標準，板的陰角位置在高溫狀態下收縮變形，逐漸產生裂縫。橋梁設計中的鋼筋使用量的不合理，只利用軟件計算得出配筋，也會造成板面陰角的裂縫問題。

4.4 結構承載力不足

近年來，人們購買私家車的數量大幅度增加，密切了各地區的聯系。不同地區大量往來的車輛，成為道路橋梁工程必須承載的重量。道路橋梁設計一般會在承載力設計中留有富余，但是施工單位對承載力問題認識不充分，富余量設置不足，導致施工狀況不符合實際需求，使不斷增加的通行車輛數量成為安全事故發生的直接因素，威脅行車安全。

4.5 項目工期過短

設計人員為了趕工期只能加快設計進度，造成道路橋梁工程使用階段的安全隱患。施工單位為擴大企業利潤，出現偷工減料、轉包分包問題。監督部門管理不到位，也會影響到工程質量安全。

5 道路橋梁工程設計的優化對策

5.1 保障結構的安全性與耐久性

道路橋梁結構安全、耐久性，與道路橋梁工程的質量、后期養護成本直接相關。在方案設計中充分體現維護、保養道橋工程的重要性，以便快速解決問題，避免影響道路橋梁的使用質量。道路橋梁結構合理是外觀合理、承載力達標的綜合要求，確保道路橋梁工程能夠承擔車輛荷載，安全、順暢地通行。施工材料的選擇和使用都要符合設計要求，做好修復工作，盡可能降低質量隱患，避免因情況惡化而增大維修難度，投入更大的維修成本。

5.2 綜合考慮各種影響因素

基于工程使用階段的眾多影響因素，使用效果總是會不同程度地發生偏離，也是方案設計必須考慮的因素。道路橋梁結構一般會在交通量驟增、地質災害、自然腐蝕的沖擊下，出現老化、裂縫等病害，明顯增大了安全事故的發生概率。所以，綜合考慮工程建設目的、特點，是針對性分析施工現場狀況的必要準備，更好地提升方案設計的效果，保障工程的使用性能。

5.3 優化設計方案的可行性

一是堅持以道路橋梁工程單位、施工單位的良好溝通為基礎，全面、準確地了解彼此的期望目標，是方案設計之初的必要準備。條款在達成協議后，要形成法律合同，作為方案設計的重要依據。二是設計人員要堅持在設計之前進行實地勘察，完整記錄施工所在地的地質地形、人文習慣、水文氣候等地理條件，作為方案設計的重要參考資料。同時做好與當地政府的溝通協調工作，避免因意見分歧而延誤施工、引發爭端。三是設計方案初稿要及時上交技術和施工部門，由相關部門完成復審，及時整改其中的問題和漏洞。

5.4 提升相關人員的專業素養

為了保障施工質量達到預定的規范化要求，提升相關人員的專業技能是必要的措施。要求管理人員有較好的專業素養和工作態度；確保設計人員具備足夠的專業技術水平，制定更加完善的設計方案；施工人員能夠了解和掌握施工中應有的理論知識和技術能力。從建立專業化意識出發，推動工程項目相關人員專業素養的全面提升。施工人員在嚴格遵循施工質量標準的前提下，規范施工工序、優化施工技能、保障施工進度。道路橋梁工程的地理位置、地質構造、外部環境都是重要的勘察內容。在發現不利因素時，設計人員依據施工的客觀狀況，積極引入先進的設計技術，最大程度地降低安全隱患。設計單位要注重人員的專業培訓，以設計倫理作為重點培訓內容，加強隊伍思想建設，堅持將經濟指標、設計目標、工程質量安全納入人員評價體系，引導設計人員在具體工作中建立起良好的責任心和積極性。

5.5 積極應用BIM技術

5.5.1 設計研究階段

確定設計的可行性，關系到后期工作開展的順利程度。道路橋梁工程設計與BIM技術的結合應用，有利于充分發揮技術的優勢，不斷提升設計方案的科學合理性，作為制定后期工序流程的數據參考。BIM技術應用于工程設計研究，是充分發揮工程使用功能和全面提升質量效果的重要保障，使設計方案內容更為可行。通過構建道路橋梁工程信息模型的方式，實現道路橋梁工程設計的目標需求，推動設計方案的進一步優化。

5.5.2 具體設計階段

在道路橋梁工程設計過程中，BIM技術應用范圍最廣。傳統的道路橋梁工程設計一般采用二維技術呈現圖紙信息，但是信息表達效果往往存在很大缺陷，影響設計過程的連接性，不利于設計人員掌握其中的數據信息以及交通建設行業的革新發展。而BIM技術的應用，使道路橋梁工程結構以數字化模型進行三維技術呈現，提高了方案設計過程的精準性與合理性；以信息共享優勢，便于協調工程項目的相關部門，使其保持更為密切的交流、合作關系；增強整個工程設計的個性化特點，降低設計過程中的失誤率，實現了工程設計質量的全面提升。

6 道路橋梁設計改進的效果

設計人員必須依據工程的實際需求，在技術規范標準的約束下，盡可能地避免安全隱患，全面提升設計方案的科學性、可行性。

6.1 有效預防安全隱患

設計人員在技術標準的指導下完成設計，可以在施工過程中提供科學指導，提升了工程結構的穩定性，對各類安全隱患做好防控，更好地保障了道路橋梁工程的安全、穩定運行。

6.2 保障工程質量

竣工之后，需進行質量檢測和工程驗收。只有確定各項性能參數達標，才能滿足工程的使用需求。有效防控裂縫、沉陷等隱患，是確保工程使用階段行車安全的基礎。

6.3 綜合效益良好

良好的方案設計，可以有效防控安全隱患，增強工程結構的安全性與可靠性；有利于在養護維修環節進一步縮減成本，保證行車的安全、舒適，提高使用效果，贏得駕駛員的普遍認可，實現經濟、社會效益更大化。

7 結語

道路橋梁工程的施工特點決定了在施工過程中各類質量問題和病害問題時常發生，關系到工程項目的質量和安全穩定性。工程設計是道路橋梁工程施工的前期準備工作，是施工及運營的指導性資料，意義重大。在道路橋梁施工過程，常受到各種因素的影響，導致出現病害，使后期施工階段的人員安全得不到保障。工程設計要堅持以實地勘察施工現場為基礎，充分了解當地的水文、地質、氣候等環境因素，嚴格落實設計標準，堅持引入新技術和新材料，保障道路橋梁工程的安全性、耐久性，以便后期的維修保養，全面提升使用效果，保障行車的安全。