試談道路與橋梁的設計方案及技術要點

陳旻章

（中國瑞林工程技術股份有限公司，江西 南昌 330031）

0 引言

該橋梁總長25m，橋面的寬度為6m，抗震設防烈度為Ⅷ度。道路橋梁的橋面以瀝青混凝土結構為主，最大的行車速度為80km/h。為提升道路橋梁工程的施工質量，保障行車安全，主要采用的波紋管為70mm、80mm 穿孔的鋼筋。

1 道路與橋梁設計要點

1.1 耐久性

道路與橋梁（圖1）在設計過程中，耐久性是設計的重點要素之一。提高道路與橋梁的耐久性有助于降低后續發生隱患的概率，最大程度減少安全事故發生的可能性。結構整體性偏差、延伸性等都是影響耐久性的重要因素，除此之外，混凝土質量以及工程項目目標制定等都能影響到道路與橋梁的耐久性。為避免上述因素對行車以及駕駛人員造成人身威脅，作為設計人員應對道路與橋梁設計的可行性展開綜合分析，做好前期的調研工作，考慮結構的合理性與協調性。在確保工程結構安全性的基礎上，提升道路與橋梁的耐久性[1]。

圖1 道路橋梁施工

1.2 堅固性

在地基加固時，道路與橋梁設計人員應深入現場，充分了解現場地質條件，設計符合施工要求的圖紙，針對可能產生的不良問題予以重點關注。在圖紙中明確標注沉降位置，科學把控道路與橋梁表層結構設計的合理性、有效性。明確車輛的自重、載重問題，防止因車輛荷載過高導致橋面發生裂縫或斷裂問題。一旦橋面出現裂縫，應第一時間與道路管理部門溝通，積極尋找產生裂縫的原因并提出可行性對策。做好伸縮縫的加固工作，當道路與橋梁的兩端出現安全隱患問題時，在設計環節就要提高重視程度，對施工材料與施工技術進行全面檢查，如果上述內容無任何問題的情況下，還需要結合當地的氣候變化情況，調整結構設計方案，保證道路與橋梁的堅固性。某道路橋梁裂縫如圖2 所示。

圖2 某道路橋梁裂縫

1.3 美觀性

隨著道路橋梁施工工藝水平的提升，人們對道路與橋梁的要求隨之提高，道路橋梁美觀性亦如此。意味著道路與橋梁建設不僅需要重視質量，還需要兼顧美觀性，才能滿足人們對道路與橋梁建設的需求。為此，作為設計人員應做好調研工作，在充分了解人們對道路與橋梁具體需求的基礎上，將其與當地的建筑風格相結合，深入挖掘建筑物的特點，將道路橋梁工程融入整體環境中，展現城市整體的美觀性。

2 道路與橋梁設計方案分析

2.1 橫縱斷面設計

道路與橋梁設計中的橫、縱斷面環節，一方面應注重橋梁跨徑的設計，在盡量延長道路與橋梁使用壽命的基礎上，滿足通航、泄洪等要求，防止因河床被過度壓縮導致河岸出現變遷問題。在進行基礎深埋時，設計應綜合考量逐步增加沖刷等級，減少總跨徑。由于平原地區相對穩定的河段漂流物相對較少且流速較為平緩，因此可對淺水流段區采取適當壓縮的方式，保證設計的合理性、有效性、但同時，設計人員應全面考量在壓縮后是否會對路堤以及周邊農田產生不良影響。另一方面，以橋梁分孔的方式進行設計，依據設計需求對結構造價予以科學把控，達到成本控制的要求。為實現通航，可在變遷性河流位置的設計要根據實際要求適度增加相應的通航孔。對于水流湍急、處于山區深谷的河流，則一般選擇大跨徑的設計方案，選擇大跨徑單孔跨越技術。除此之外，在橋面高程設計上，設計人員需要根據流水凈空、水位計算具體的高程值，最小橋面標高設計公式為水位+結構高度+橋下凈空安全值。為確保安全通航，需要在通航孔垮橋結構的下方位置計算凈空高度。橫斷面要依據相關規范標準進行設計，對各級公路行車寬度、路肩寬度和中間帶寬度展開詳細分析，確保橋梁的寬度以及雙面坡的坡度為1.5%~2%。結合水位標高設計的橋梁立面如圖3 所示。

圖3 結合水位標高設計的橋梁立面

2.2 平面設計

在平面設計環節，設計的重點在于橋位、橋梁以及涵洞（圖4）位置的考量，在明確道路具體走向的基礎上，使其最大限度滿足路線彎道以及水文設計要求。對于公路大型和中型橋梁來說，設計人員需要在綜合考慮路線的基礎上，盡量選擇河道順直和水流穩定的區域進行設計施工。橋梁平曲面半徑和平曲線加高的設計應滿足標準等級規范要求[2]。

圖4 橋梁涵洞

2.3 荷載設計

道路與橋梁設計中，作為重要設計內容，荷載的設計重點體現在行車道寬度橋梁設計上。設計人員的車輛荷載設計需要重視車輛參數的設計。人行道板設計前應將其看作一個板塊計算標準的荷載值。

3 道路與橋梁設計優化措施

3.1 強化重點部位設計

為進一步提升道路與橋梁設計的質量和水平，一方面應確保道路與橋梁設計目標的有效性，做好施工工藝、材料采購、運輸以及存儲的質量檢查工作。在開展工程加固設計時，由專業人員深入施工現場進行地質條件、氣候環境的審核，在充分掌握上述內容的基礎上，積極探究深層次的設計要點，并與工程的實際情況相結合，對可能發生沉降位置予以全面分析和研究，提出合理的施工方案和預防措施。利用科學現代化的技術最大程度避免因地基不均勻而出現的沉降問題。保障行程安全，防止交通事故的發生。另一方面，相關管理部門應對施工設備以及運輸車輛的承載能力提出合理的限定要求，避免在施工過程中發生高強度的碾壓操作，降低裂縫發生的概率。除此之外，劣質材料的應用也是造成裂縫的主要原因之一，所以，需要禁止劣質材料、不符合施工標準的材料進場，在控制成本的同時選擇質量高的施工材料。施工中應做好混凝土配比、水泥材料維護工作，提高道路與橋梁工程的耐久性，在相關規范要求以及法律允許范圍內展開施工和作業[3]。

3.2 重視連接位置設計

3.2.1 回填

回填部位的施工一般選擇的工藝也存在一定的差異性，在具體選擇上要依據工程項目的實際要求制定相應的施工方案。較為常見的材料主要包括砂性土、透水性材料等，確?；靥詈鬂M足設計的要求。對于挖出的路堤和臺背位置及時進行松土，并使其形成臺階狀，填筑的過程中注重各層厚度的控制，將其保持在25cm 以下，土層厚度具有一定的均勻性、密實性，確保小型夯機設備能夠正常通過，避免對路面造成不良影響。

3.2.2 安裝橋頭搭板

道路與橋梁在實際施工中極易出現連接位置的跳車與沉降問題，所以，設計人員應對該類問題做好提前預防工作。依據工況選擇合適的橋頭搭板工藝，將橋梁和大型道路的搭接長度控制在10m 以內。小型道路與橋梁連接位置的搭接長度一般在5m 以內。暗桿連接位置密實度的設計，一般要在連接處增加性能良好的鋼筋混凝土搭板。并將其放置在路基和橋臺上，枕梁設置完成后，確保連接位置形成平順過渡帶后，減少跳車問題。橋梁搭板結構設計如圖5 所示。

圖5 橋梁搭板結構設計

3.2.3 合理設計臺背

對于臺背設計來說，在設計過程中應注意以下3 個方面：①作為設計人員應充分了解道路與橋梁連接處的地質、樁基結構的實際情況。具體設計中，盡量選擇砂礫等透水性強、強度大的材料，使其在應用過程中能夠滿足回填需求。依據路基結構的特點，以現有結構為基礎，增加水泥穩定層有利于提高路基的剛度和強度。設置相應的斜坡，防止豎向變形、質量突變問題的出現。完成臺背回填工作后，對橋梁、路面高度進行有效控制，使得橋梁和路面之間能夠得到良好的銜接。②選擇合適的施工工藝，避免連接部位性能、穩定性受到影響，保證施工質量。臺背回填材料一般要進行壓實處理，由于壓力機在施工、距離控制方面存在一定的難度，因此，需要做好施工工藝的選擇，以分層施工為主，厚度控制在15~20cm。保證回填材料的強度、透水性，當小型設備無法在臺背位置工作時，一般需要人工回填。③做好回填施工質量的評估工作，利用超聲技術充分了解巖石部位后，選擇承載力較高的土層，依據施工要求不斷優化補樁工藝。有助于降低發生沉降的可能性，保障整體結構質量。臺背后填方階段則應注重加固的處理，一方面施工人員對連接位置的施工工作提高重視程度，基礎施工中加強排水固結，合理安排降水措施。另一方面，當條件允許時，則要在橋臺部位增加一定量的攪拌樁構建過渡段，在此過程中應用的主要材料有輸漿膠管用于連接攪拌機、貯料泵，改善和優化結構物理性能，提高施工工藝水平[4]。臺背設計如圖6 所示。

圖6 臺背設計

3.3 完善整體設計方案

為確保道路與橋梁工程滿足實際需求，相關設計人員應從整體設計的角度出發，與實際情況相結合，完善設計方案。開展正式設計前做好各項數據的收集和整理工作，在完成現場勘察后綜合考量各種因素，針對不確定因素開展科學分析和研究，使得方案設計更加科學、合理。作為相關建設部門則應積極引入現代化的技術手段和創新理念，在設計中融入新技術、新方法，對道路與橋梁設計的整體質量予以把控，滿足社會對道路與橋梁的使用需求。在完成方案設計后要及時上報相關部門審核，審核完成后進行技術交底，使得道路與橋梁工程設計方案能夠切實發揮自身的積極作用，展現自身價值[5]。

4 結語

總而言之，道路與橋梁設計工作的科學性、合理性有助于提升工程項目質量和水平，只有不斷提高設計水平，才能確保道路橋梁工程能夠滿足社會的實際需求。因此，對于設計人員來說，做好各環節的設計工作尤為重要，在提高工程項目施工質量的基礎上，運用現代化的科學技術創新設計方案，通過引入新方法、新設備等方式，逐步推動工程建設的可持續發展。