淺議道路橋梁工程設計關鍵技術

胡迎新

（1.中南大學，湖南長沙 410075；2.湖南中大設計院有限公司，湖南長沙 410075）

0 引言

道路橋梁設計方案的合理性對實際施工產生直接影響，在快速發展的當下，一個好的施工設計可以保障人們的交通和出行安全，如果一個不好的施工設計，不僅無法達到促進經濟發展的目的，反而會造成巨大的社會安全問題。所以如果想要使道路橋梁工作的安全和質量得到保障，必須從源頭抓起，從開始設計的環節就需要關注，層層把控、層層分析可能存在的問題。及時發現可能存在的隱患，分析隱患形成的原因，找尋解決方案各個擊破，為道路橋梁的質量保駕護航。

1 關于設計過程中的方案的重要性

1.1 從哪些方面選擇方案

在進行設計方案的選擇時，需要從幾個大的方面進行挑選。

首先，需要結合工程預算，使選擇的方案能夠在更優等的情況下，更具經濟性。例如，如果兩種設計方案都很符合項目需求，但是其中一種相較于另外一種更具經濟性，靈活性也更加強，很明顯，在選擇時，一定是選擇前者。

其次，在經濟實惠的前提下，已經確定了幾種方案，縮小了選擇范圍，這時需要去看哪些方案的施工技術更容易實施[1]，抑或是更加智能，更加符合實際項目的需要。

最后，考慮其他條件確認最終方案，如建設的適用性、建設的周期、建設材料的獲取難易程度等來幫助鎖定最終的設計方案。

因此，在道路橋梁設計方案的選擇中，可以看到，選擇設計方案的宗旨依然不外乎人力、財力和物力。圍繞著這3 個大點，再結合設計領域新興的科學技術，在一份相對完善的設計模板上進行簡單的改進，就可以獲得一份能夠最大程度上滿足各種條件的設計方案，在基礎上保證了設計方案的科學性。

1.2 如何選擇方案

前文提到的方案選擇只是對最基礎方案的確認。但是在實際道路橋梁的施工過程中，影響施工的因素非常多，所以在探討道路橋梁的具體施工方案時，需要結合實際的施工特點進行選擇。這就要求設計人員擁有豐富的設計知識儲備和設計經驗，通過知識儲備和積累的經驗判定合適的方案，保證最終確認的方案符合實際需求。擁有這樣的基本素質，設計人員才可以在選擇方案時分析方案的不足。還要求設計人員可以對設計方案進行綜合的分析，注重客觀和科學，選擇最為合理的施工方案[2]。設計人員必須層層分析，層層把關，從最終的質量結果入手，為道路橋梁的施工工作選擇最為上乘的施工設計方案。

2 關于設計過程中的關鍵技術

2.1 各關鍵節點下存在的安全隱患

道路橋梁與其他的道路設計存在差異，由于本身是橋梁，所以相對于一般的道路來說，橋體本身就存在很多道路不存在的問題。所以，首先來看下橋體本身存在哪些安全隱患？從橋體開始說起，橋梁是一個拼接式的結構，存在很多縫隙之間的連接工藝。而與一般的道路不同，橋梁的縫隙連接工藝一旦出現問題，就會直接導致橋梁的不規整，進而發展成為階梯式的坎，而形成這種坎的主要原因是橋梁在各個階段存在一定的沉降，沉降的幅度不同直接導致了階梯的出現[3]。車輛在這樣的階梯橋梁上行駛，非常容易出現安全隱患，如翻車、跳車等，出現隱患也是對橋梁的二次傷害。因此，在進行橋梁材料的選擇時，應選擇透水性更好的材料，并且考慮加固處理的周期和出現沉降時的補救方案，可以很好地預防這種問題的出現。

除此之外，橋面的裂縫也是道路橋梁工程中常見的問題。除了本身材料磨損，設計和施工標準不達標也是產生裂縫的原因之一。如，在設計橋面時，施工標準一般沿用道路的施工標準，自然無法滿足橋面對于硬度和承受能力的需求。因此在設計時，需要選擇適合的施工標準，精確到使用什么樣的材料，使用哪種機械設備，如何進行加工等。除此之外，也要考慮實際應用。如，道路橋梁設計時應考慮通行車輛的類型、車載量等，從而計算磨損的程度，換算應該增加的厚度。

橋體和橋面本身存在的問題，還受橋柱埋設深淺的影響。在不同的環境條件下，橋柱的埋設深淺是不同的。這時就要求設計人員進行現場勘察，明確現場是否存在長期性凍土、沙土等不穩定的結構，明確現場的季節變化等。在明晰這些之后，才能夠對橋柱埋設的深淺進行最為合理的設計。

在了解橋體本身可能存在的安全隱患后，也要考慮道路施工存在的各種問題。

地基路面沉降是施工過程中普遍存在的問題，露天的狀態下進行道路施工是地基路面沉降發生的主要原因。在實際的施工過程中，產生的各種水熱反應影響了工程周邊植被的生長，植被生長一旦遭到破壞，就會對地基造成影響，地基不穩，路面沉降的問題自然就隨之出現。因此，在進行施工設計的時候，需重點考慮施工的方式。露天環境下，施工材料的含水量會出現非常大的變化，可能無法應對外部帶來的壓力，隨著時間的流逝，就會陸續出現路面變形的情況，雨水的沖刷也會導致地基水土流失，進而導致路面的硬度下降，路面的沉降由此發生。以上提到的這些點，都是在施工設計中需要重點關注和考察的關鍵節點，簡言之，需要實地考察，明確施工地的降水量、植被情況、土壤情況，針對性地設計應對方案，就可以在很大程度上避免問題的發生。

除了地基，施工建設的各類工件也是設計中不可忽視的一個部分。工件的受腐蝕程度會直接影響道路橋梁的質量。在道路橋梁的施工過程中，鋼筋是最重要的工件之一，在整個工程中起著非常重要的支撐作用，但鋼筋腐蝕又是非常常見的問題。因此，在工程設計的過程中如果沒有考慮鋼筋的保護問題，長期將鋼筋結構裸露在外面，就會直接導致鋼筋受到雨水腐蝕和空氣氧化，漸漸失去了本身的承載作用。設計中可以考慮用混凝土包裹鋼筋，有效地防止鋼筋接觸氧氣和水分，避免鋼筋腐蝕后斷裂，保證道路橋梁內部結構的穩定性。

2.2 關鍵技術中安全隱患形成的原因分析

在上文歸納分析安全隱患時，就暴露出了關鍵技術出現問題的原因：設計時思考不全面以及涉及理念的缺乏。

在實際道路橋梁的設計階段，問題多而繁雜，設計人員很難考慮得面面俱到，很多細節點的交互容易被忽略，加上利益導向和時間的要求，設計圖紙需要在短時間內輸出，因此很多隱性的問題就會被忽視，，例如鋼筋腐蝕[4]。更有甚者，套用其他項目的設計模板，不經過實際的現場勘驗，直接設計，導致很多地方不符合實際需求，但是施工人員又需要按照設計方案進行施工，最終導致橋體沉陷、橋面斷裂等問題。

同時，社會的發展日新月異，道路橋梁的設計需求也在不斷地發生變化，但是很少有設計人員能夠與時俱進，通過最新的技術和理念考慮項目設計方案。如今能夠擁有扎實的設計基礎，且愿意不斷學習和創新的設計人員少之又少，一味地根據經驗，墨守成規，設計理念落后，沒有長遠合理的規劃，導致安全隱患的發生。另外，設計量巨大，要求的設計工時非常短，一旦出現這種“趕工時”的情況，必然以犧牲質量為代價。例如，強壓之下，設計人員很難在設計的時候考慮到各項參數，以及每個模塊之間的耦合邏輯，設計的橋頭、橋柱和橋面從單個角度來看是可以符合設計需求的，但這3 個模塊有非常強的耦合性，需要大量的數據驗證這3 個模塊的數據結合是否合理，時間的壓迫會直接導致驗證過程被忽略，也很難被發現。除此之外，需要考慮到在實際的施工環境中，各類病害發生的概率，要求在設計時通過加權的方式彌補病害帶來的缺陷，從而達到一個平衡。

當然，也存在一些非主觀因素上的問題導致關鍵技術被忽略，道路橋梁的安全受到影響。最為明顯的就是，如今購買私家車的人數大幅度增加，車輛的往來頻率也大大增加，這些成為道路橋梁在實際施工過程中必須要承載的重力，但這一現象卻很容易成為道路橋梁施工設計中被忽視的一個要點，在設計時沒有留有富余的承載力，不斷增加的車輛成為壓垮橋梁道路的最后一根稻草，行車安全受到威脅。

整體來說，設計和施工為了趕工期，潦草進行，縮短施工周期，施工過程中偷工減料，項目外包等都會成最終質量影響的重錘。

2.3 針對安全隱患解決優化的方案

保障道路橋梁本身結構的安全合理性，是工程設計中的重中之重，這不僅影響著道路橋梁的質量，也對后期的養護造成直接的影響[5]。所以在方案設計中，不僅需要體現出道路橋梁的用料和施工技術的重要性，也要著重展示后期養護和維護的必要，才能在發現問題時快速解決問題，避免在使用的過程中出現異常。

從設計上思考周全，明確重點，盡可能地降低因為設計的欠缺而帶來的質量隱患，避免因為情況的惡化而投入更大的維修成本。因此在設計的過程中，需要綜合考慮工程建設的現場情況，無論是生態環境、地質變化，還是交通量的變化等，都會不同程度地增加橋梁的事故率。通過實際情況的勘察和調研，設計方案要考慮這些變化，輸出一份優質的設計方案是保障橋梁工程質量的基礎。

確保設計方案的可行性也是很重要的。通過積極與施工單位溝通，交談對實際情況的勘測，結合實際情況，輸出不僅符合期望也符合實際的設計方案，才是保證實際施工質量。首先，需要深入地與項目方交談，明確最終落地的期望，以及各項施工標準，結合各項條款要求，需大致勾勒基礎的設計方案，達成方向上的一致。其次，在明確方向之后，設計人員需要通過實際調研、實地考察，認真記錄和考慮實際情況對設計方案的影響。在輸出最終的設計方案之前，需要不斷與項目及施工方溝通細節，確保達成一致，降低在施工后期出現分歧的可能性。通過設計、改進和優化的方式，輸出最終的設計方案，并及時地將方案提交給各個相關部門審批，由各部門針對自己的專項提出更為合理的修改建議，及時整改設計人員沒有關注到的重點或者漏洞。

達到以上條件需要相關人員具備更為專業的素養。首先，需要確保相關人員擁有強硬的專業技能，專業技能才是必要條件。例如，要求管理人員擁有專業的素養和工作態度，能夠做到專業解惑的同時，也可以具備合理的管理能力。設計人員能要擁有專業的技術水平，這樣才能保證設計方案的合理和完善。從方方面面加強各模塊人員的專業水平，提升整體項目相關人員的專業素養。所以各單位也需要做好專業技能和專業知識的重點培訓，保證各相關方都可以在時代的發展下與時俱進，加強整個隊伍的思想建設，構建完善的人員評價體系，全方位地提升隊伍素養，打造一支擁有高責任心和積極性的強大的設計團隊。

3 結語

道路橋梁的建設是為了更好地滿足人們的出行需求，達到縮短兩地之間距離的目標，推動各地的貫通，加快經濟的發展。因此，在進行道路橋梁工程的建設過程中，首要關注設計，打好設計的基礎，更加合理、經濟、科學地完成道路橋梁的建設，降低維護成本，提升出行安全率，降低因為施工設計的不足而帶來的交通威脅。