路橋設(shè)計中的安全性和耐久性分析

胡建國

引言

交通設(shè)施建設(shè)不但為經(jīng)濟發(fā)展增速，也為人們的出行帶來了便捷，而道路橋梁工程是交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)戰(zhàn)略中的重要組成部分，在各級管理部門高度重視下得到了快速發(fā)展。與此同時，道路橋梁設(shè)計中的安全性與耐久性受到了廣泛關(guān)注，原因在于部分道路橋梁在使用過程中存在安全隱患，路面斷裂、橋梁垮塌等不幸事件見諸報端，究竟是人為因素還是質(zhì)量不過關(guān)，這是當下亟待論證的問題，應(yīng)當站在設(shè)計角度來對路橋安全性重新評估。

1 當前我國城市路橋現(xiàn)狀

1.1 路橋設(shè)計體系

路橋設(shè)計體系對安全性和耐久性的干預(yù)力度不言而喻，特別是對路橋施工和使用期限的設(shè)計，可以直接影響到安全性，設(shè)計體系在這方面仍然存在提升的空間。路橋設(shè)計體系首要任務(wù)并非節(jié)約工程造價或者進行成本控制，而是應(yīng)從經(jīng)濟角度去分析路橋結(jié)構(gòu)方案的安全性和耐久性，各部分構(gòu)件連接能否讓路橋發(fā)揮應(yīng)有性能，規(guī)范內(nèi)的安全系數(shù)用什么辦法來實現(xiàn)，可靠性指標在設(shè)計中的依據(jù)是什么，一旦路橋發(fā)生安全問題，誰應(yīng)當對此負責。所以，路橋設(shè)計體系不同于一般建設(shè)工程，它必須考慮更多的結(jié)構(gòu)組件安排以及施工工藝，但是當前某些設(shè)計人員明顯沒有對安全性和耐久性進行全面考慮，設(shè)計思維片面，橋梁結(jié)構(gòu)整體延續(xù)性不足，或者冗余度過低；道路長寬計算模式以及受力路線模糊，造成道路容易被壓出坑洼，抗壓強度無法發(fā)揮。設(shè)計人員責任心不足，導(dǎo)致了路橋整體耐久性不佳，而專業(yè)水平則直接與安全性掛鉤，必須謹慎應(yīng)對。單說道路設(shè)計方面，常常道路使用不到2年時間，就已經(jīng)發(fā)生了各種各樣的問題，反復(fù)維修造成交通擁堵，出行不便，這是道路橋梁耐久性所面對的現(xiàn)實問題。究其原因，在道路橋梁設(shè)計階段沒有將構(gòu)造與材料相結(jié)合，看待問題的角度過于短淺，理論上的結(jié)構(gòu)耐久性無法滿足顯示需求，設(shè)計人員的僵化思維難以和不斷發(fā)展技術(shù)進行對接，道路橋梁的使用效果在不同環(huán)境下反差較大，設(shè)計體系所給出的構(gòu)造與布局對施工工藝和施工材料的兼容能力低。當前路橋設(shè)計單位雖然可以讓預(yù)案符合相關(guān)規(guī)范，但僅僅是大體無誤，對細節(jié)的追求缺乏進取精神，再周密的設(shè)計規(guī)范也不可能代替現(xiàn)實應(yīng)用，難以應(yīng)對道路橋梁所面臨的實際問題，因為理論基礎(chǔ)的更新速度遠不及材料和工藝的發(fā)展，以及車流量與車載重的動態(tài)變化等。

1.2 設(shè)計單位自身問題

當前的路橋設(shè)計主要停留在靜態(tài)階段，其現(xiàn)狀表現(xiàn)為數(shù)值計算精確、符合設(shè)計標準、應(yīng)用效果一般、耐久性嚴重不足。設(shè)計人員的服務(wù)能力仍然沒有形成共識，招標方與設(shè)計單位的裙帶關(guān)系明顯，實際性能表現(xiàn)與使用期限經(jīng)常不符合約定要求，但對于設(shè)計單位的責任追求案例卻極為罕見，這說明其中可能存有不恰當?shù)暮献麝P(guān)系。從經(jīng)濟角度來說，對于成本控制力度過深，導(dǎo)致了維修成本的增加與使用壽命縮短，得不償失，所以真正行之有效的路橋設(shè)計除了符合規(guī)范要求之外，還必須強調(diào)設(shè)計人員具有堅實的專業(yè)素質(zhì)和創(chuàng)新意識，讓經(jīng)驗豐富的路橋設(shè)計工作者參與其中，將設(shè)計理念和設(shè)計思想傳達給其他設(shè)計人員，從而提高路橋設(shè)計整體水平，提高安全性與耐久性。

1.3 路橋設(shè)計監(jiān)管

之所以我國經(jīng)常出現(xiàn)路橋安全性差、耐久性低的案例，這通常與設(shè)計階段和施工階段有關(guān)，而這兩方面所折射出的另一個現(xiàn)狀，則是監(jiān)管體系腐敗現(xiàn)象嚴重，這是無法回避現(xiàn)實，幾乎到了人盡皆知的地步。所以，監(jiān)管體系腐敗程度可能沒有外界推測的那樣嚴重，但絕對存在一些不正規(guī)操作，拿橋梁垮塌舉例，任何設(shè)計都不可能會出現(xiàn)垮塌效果，必然是施工質(zhì)量存在不足，但究竟是誰放縱了施工隊伍，或者說施工隊伍得到了誰的授意，在野蠻施工、豆腐渣工程的背后，監(jiān)管體系墮落是不言而喻的現(xiàn)狀。

2 國外城市路橋設(shè)計經(jīng)驗

國內(nèi)路橋設(shè)計普遍存在一些問題，半數(shù)問題都與設(shè)計單位有關(guān)，這證明了許多設(shè)計人員水平不足以及管理能力低下，所制作的圖紙無法適應(yīng)施工條件，因為許多細節(jié)都沒有注明，而施工隊伍竟然還能按照不全面的圖紙來施工，實在令人膛目結(jié)舌，這種情況下竣工的項目如何能有出色安全性和耐久性。鑒于國情，許多問題很難在短時間內(nèi)完全解決，為了讓設(shè)計和施工雙方領(lǐng)會路橋工程主旨，可以借鑒一些國外的先進經(jīng)驗，多學習其中行之有效的設(shè)計辦法，在完善設(shè)計水平的同時，也能夠讓路橋性能得到提升。一些歐洲發(fā)達國家，比如丹麥、德國等，對于橋梁結(jié)構(gòu)性能設(shè)計十分重視，在設(shè)計過程中可以把握結(jié)構(gòu)內(nèi)容中的各項細節(jié)，例如結(jié)構(gòu)裂縫、變形、振動、美觀、耐久性、抗壓能力等，甚至對戰(zhàn)爭期間的橋梁堅固程度都會做出一定假設(shè)，所以在歐洲，橋梁設(shè)計安全性是設(shè)計工作當中的基礎(chǔ)，幾乎不用單獨強調(diào)，讓橋梁符合安全指標，這是最起碼的設(shè)計要素。除了卓越的結(jié)構(gòu)設(shè)計，橋梁耐久性和使用效果也有很高的要求，由于丹麥地處北歐，氣候十分寒冷，所以特別注重橋梁質(zhì)量控制，包括橋梁使用壽命、高寒地帶應(yīng)用效果、外形藝術(shù)美感等。歸根結(jié)底，歐洲發(fā)達國家的路橋設(shè)計與我國存在本質(zhì)的不同，而且服務(wù)太多和設(shè)計態(tài)度差別更為明顯，國外設(shè)計人員要利用大量時間來分析路橋性能弱化原因所在，如何避免這些規(guī)律一再應(yīng)驗，不斷探求新的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法與概念，所以國外路橋設(shè)計理論基礎(chǔ)相比我國，更加貼合耐久性與安全性等特點，甚至能分神來構(gòu)思橋梁外觀，讓建筑藝術(shù)融入其中。

但這并不說明國外路橋設(shè)計在各方面都優(yōu)于我國，原因在于中國是世界最大的發(fā)展中國家，包括路橋在內(nèi)的交通基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，拿丹麥來說，二戰(zhàn)期間丹麥在遭受德國軍隊進攻的第一天便被迫投降，期間也未經(jīng)戰(zhàn)爭洗禮，基礎(chǔ)設(shè)施保存完好，發(fā)展起點比大多數(shù)國家要高。

3 完善路橋設(shè)計的途徑

道路橋梁在使用過程中，必然會受到環(huán)境影響，其中包括氣候影響和化學物質(zhì)的腐蝕，還有經(jīng)受自然災(zāi)害、超載、密集車流量及其它因素的考驗。完善路橋設(shè)計，必須將所有因素涵蓋在內(nèi)，做到事無巨細，形成一套設(shè)計思維，習慣性地將各種干預(yù)耐久性與安全性的因素綜合考慮，分析可能對橋梁或公路造成劣化或損傷的外部原因。盡管我國橋梁垮塌事件很少，但仍不能放松警惕，據(jù)資料顯示，現(xiàn)今存有記錄的橋梁垮塌事件，都造成了不同程度的人員傷亡，換而言之，除了自然災(zāi)害導(dǎo)致的橋梁垮塌，其余大部分都是車輛經(jīng)過時所發(fā)生，因此極易造成人員生命財產(chǎn)損失。大量的自然災(zāi)害案例也表明了，除材料和施工方面的原因，影響路橋安全性與耐久性的決定性因素，還是歸咎于結(jié)構(gòu)缺陷。需要特別注意的是，設(shè)計人員始終追求對結(jié)構(gòu)計算的研究，進而對細節(jié)把握不夠，忽視細節(jié)處理對結(jié)構(gòu)總體的干預(yù)能力，加強和完善細節(jié)處理能力，是完善路橋設(shè)計的關(guān)鍵途徑。

4 總結(jié)

完善路橋設(shè)計中的安全性與耐久性，應(yīng)當從實際角度出發(fā)，提升道路橋梁使用期限，嚴格監(jiān)督設(shè)計階段的細節(jié)問題。不能盲目追求道路橋梁工程的施工速度，進而忽視對路橋耐久性和安全性的相關(guān)測試，不能對配套檢測維護很好的落實。

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