城市道路橋梁設計研究

徐敏、劉奕

（聊城華鑫公路勘察設計有限責任公司，山東 聊城 252000）

0 引言

城市道路橋梁質量直接影響到城市的發(fā)展，因此正確、科學的設計能夠促進建設有序發(fā)展，滿足人們對道路橋梁安全需求的目標。近年來，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，道路橋梁的建設日益增多，城市道路已經(jīng)成為一個重要的地區(qū)發(fā)展指標，因此道路橋梁的設計就顯得尤為重要。

1 城市道路橋梁設計要求

1.1 安全性

在我國任何一個行業(yè)領域，都不能忽視安全問題，因此在城市道路橋梁設計中，工作人員也必須不斷加強對安全的認識，進而促使城市道路橋梁設計達到一個合理、安全的目的，為構建和諧、穩(wěn)定的社會奠定基礎。另外，車輛行駛的車速也能客觀地反映出公路和交通的管理水平，在保證行車安全、順暢的前提下，工作人員必須對路口進行科學設計，明確道路橋梁中路口設計的性質，并采取立體交叉方式進行合理的路口設計[1]。

1.2 環(huán)保性

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，人們的生活水平明顯提高，汽車的數(shù)量越來越多，但這也是造成許多城市越來越嚴重的環(huán)境質量下降和交通堵塞的主要原因。因此，在城市道路的設計中，應采取一些比較合適、行之有效的環(huán)保措施，如在公路橋梁上安裝隔音屏、在道路兩旁增設綠化等。

1.3 經(jīng)濟性

經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展一定程度上改變了人們的觀念，城市道路橋梁建設不僅要確保施工的質量，而且還要盡可能地減少工程的成本。道路橋梁設計要綜合考慮道路中的交通流量、交通特點、道路現(xiàn)狀、道路規(guī)劃和市政設施布局等因素，合理選擇設計形式，保證較高車速的同時確保具有較大交通量的主干路通行順暢。另外，有些路段依據(jù)其對交通的影響，可以降低一定的標準，從而大大節(jié)省道路橋梁的建設費用。

2 城市道路橋梁設計工作中存在的不足

2.1 未按照市場發(fā)展設計

從我國城市道路橋梁設計的觀點來看，一些道路橋梁未按照城市發(fā)展規(guī)劃進行設計，不能達到市場化，阻礙了道路橋梁設計工作的有效開展。隨著我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展以及城市化進程的加快，道路橋梁的需求量越來越大，國內一些城市道路橋梁的設計工作受多種因素的制約，在設計時不能保證其科學性，進而導致不能與市場需要相適應[2]。

2.2 設計理念陳舊

在城市道路橋梁的設計中，必須保證其結構體系和設計思想的合理，從而達到較好的設計效果，進而為今后的建設起到一定的指導作用。從目前的道路橋梁應用和設計的觀點來看，隨著汽車數(shù)量的增多，路面荷載進一步加大，造成更為嚴重的磨損，同時這也對路面的養(yǎng)護工作提出了更高的要求。在一些較為偏遠的路段，由于不能在第一時間內對道理橋梁上的病害進行修補，造成了一定的交通安全隱患，影響了人們的出行安全。因此，在進行道路橋梁設計時，設計人員應根據(jù)實際施工要求和施工條件，對現(xiàn)行的設計思想進行更新，以達到較好的設計效果。

2.3 過于追求經(jīng)濟效益

在某些城市，有的開發(fā)商忽視了項目的實際需要，一味地追求項目的經(jīng)濟效益，以次充好，偷工減料；為了達到更高的經(jīng)濟效益，大大縮短項目的工期，實際進度遠遠超過了項目的預期進度，由此帶來了各種安全隱患。在實際道路橋梁設計中，存在許多影響因素，既要保證工期的縮短，又要節(jié)省造價，還要考慮到施工過程中的各種缺陷，并且施工單位發(fā)現(xiàn)問題后又不愿意進行整改。另外，在施工過程中還會出現(xiàn)結構不合理、設計不規(guī)范、參數(shù)不達標等問題，進而對今后道路橋梁的投入使用帶來安全隱患。

2.4 設計缺乏監(jiān)督

盡管我國已制定了許多有關道路橋梁設計的審查制度和標準，以規(guī)范道路橋梁的設計，降低安全隱患的發(fā)生，但在實際實施中仍然有一定的不足之處，無法完全貫徹執(zhí)行，就無法發(fā)揮其應有的作用。而造成這些問題的根本原因在于，沒有對道路橋梁的設計進行有效監(jiān)控，使其設計的質量難以保證。另外，在我國道路橋梁設計領域，由于缺乏有效的競爭機制，使得監(jiān)理與審計的實際作用不大，進而導致在監(jiān)管水平上不能真正推動道路橋梁設計的標準化、科學化。

3 改善城市道路橋梁設計措施

3.1 強化道路橋梁工程結構設計

目前的道路橋梁工程往往會出現(xiàn)超載現(xiàn)象，再加上車輛的顛簸和地基的沉陷，會對路面和橋梁的內部結構產(chǎn)生一定損傷。因此，在進行相關的結構設計時，設計人員一定要遵循科學的設計原則，根據(jù)力學的受力特點，進行相應的設計和計算，并逐步提高其穩(wěn)定性，以最大限度地降低因設計不合理而引起的安全風險。在借鑒有關設計規(guī)范時，應加強跨徑的質量準備，提高施工質量；在對有關設計資料進行科學的計算時，要遵循“實事求是”的原則，并參照同時期較高的設計內容，從而達到目前的設計水準，進而通過有效設計減少工程的施工難度，加快工程施工進度。針對某些常見的工程結構設計問題，采取相應的緊急措施，并完善相應的設計程序，減少工程質量問題。同時，通過制訂一整套應急方案，采取相應的對策，提高施工期間的安保體系。

此外，在整個設計階段，都要考慮到工程使用的壽命周期，從而提升相應的結構設計水平。在設計過程中，可能出現(xiàn)局部的設計問題，針對這些問題，設計人員應進行相關數(shù)據(jù)的搜集與研究，將所收集到的材料及內容與施工人員進行有效溝通，并作詳盡地回答。

3.2 注意過渡段的設計，提高道路和橋梁的承載力

在橋梁工程設計中，道路橋梁的承載力是有關設計中的關鍵問題，目前在國內部分過渡段施工設計不合理的情況下，后續(xù)會很容易出現(xiàn)一些交通事故。在實際設計中，不均勻沉降和結構剛度是造成事故的主要原因，所以在設計中設計內容和施工質量都是主要的表現(xiàn)形式。在工程實踐中，鋼結構的剛度系數(shù)必須符合有關的設計規(guī)范。同時，各主要鋼結構的節(jié)點必須達到設計強度，并在相應的承載力計算中，確保特定的強度，特別是某些特殊地區(qū)的建筑施工環(huán)境，其會對設計內容造成影響，進而可能導致了在設計中的內容與實際的施工情況并不相符。這主要是由于設計者不熟悉施工場地和周圍的環(huán)境，并且在同一類型的建筑物中照搬相同的結構，造成相應的結構設計不合理，從而使道路橋梁的承載力下降。

因此，設計人員應通過對有關地形的認識，結合周圍的建筑狀況，使設計內容更精確、更靈活、更科學，同時還要與施工單位進行技術溝通，進一步提高有關的結構強度，這對道路橋梁工程關鍵部位的承載力和使用需求都是有益的。承載力的設計直接關系到道路橋梁的安全性，所以在設計過程中必須對其進行重視，并采取相應的措施來改善和提升城市道路橋梁的承載力。

3.3 提高設計人員專業(yè)能力

設計者的專業(yè)素質對道路橋梁的設計水平有很大的影響，其中最重要的是設計者的責任感。因此，在進行城市道路橋梁的設計時，應選用專業(yè)水平高、責任心強、經(jīng)驗豐富的專業(yè)設計人才。在設計前，設計者必須全面分析所設計的區(qū)域氣候、地質條件、特殊的功能要求等，根據(jù)所需的資料進行詳細調查，并對其進行合理設計，以達到更好的設計效果。此外，作為一名專業(yè)的設計者，還必須具有敏銳的洞察力，在設計時能夠充分挖掘出其中不同的矛盾，制定相應的對策，從而保證工程施工順利進行，同時還可以降低各種潛在的風險。

3.4 提高附屬工程設計水平

大型的道路橋梁建設項目都會有相應的附屬工程，這樣才能更好地發(fā)揮道路橋梁的作用，在進行道路橋梁設計時設計人員一定要注意到這些附屬工程。提升附屬工程的設計水平可以提高后期道路橋梁在運行中的性能和耐用性，從而防止存在的安全隱患。比如：在超大道路橋梁設計中，設計人員需要根據(jù)具體的情況，設計出幾個應急?？繀^(qū)，以此更好地應付突發(fā)事件；高架橋項目，因為橋下有車輛，可以在橋頭的位置設計一些活動門，以此更好地適應高架橋的需要；有些大型的道路橋梁，為了排水需要，會設計蒸發(fā)池，但與此同時蒸發(fā)池的設計需要增加鐵絲網(wǎng)等設施，并設置警示牌，以防止事故的發(fā)生。

3.5 合理選擇設計方案

城市道路橋梁設計時，除了要充分考慮各種相關的因素之外，還要大膽運用新的技術，把它與傳統(tǒng)的工藝相融合，從而達到最合理的效果。而要使設計方案得到最優(yōu)，就必須給予設計者足夠的時間。與此同時，所采取的新技術必須是經(jīng)過實踐驗證的，但在應用新技術時也要考慮它的安全性。在進行橋梁結構形式和材料選用時，設計人員也應充分考慮到有關因素，采取新穎、合理的構造方式和合適的結構材料。道路橋梁的規(guī)劃要綜合考慮各種因素，既要對技術進行評估，又要考慮所選的道路橋梁的種類以及經(jīng)濟費用是否在規(guī)定的限度之內。比如，預制構件的結構，其具有設計簡便、施工方便、施工成本低廉等優(yōu)點，在城市道路橋梁中使用最為廣泛。設計人員在進行這樣的結構設計時，必須要做好相關的工作，將各個方面的因素都考慮進去。

此外，對于柔性橋墩的設計，由于它可以減少工程造價，所以受到了設計者的青睞。在實際工程中，采用整體剛性方法對柔性橋墩進行結構計算是必要的，采用這種方法可以求出一組橋墩的整體抗推剛力及各墩的剛度，并按其剛度與總剛度之比來分配制動力和溫度力，進而分別求出各墩在水平力及墩臺上的彎矩，并進行配筋與裂縫校核，最終完成設計。

3.6 及時更新設計理念

道路橋梁的規(guī)劃設計既要適應目前的發(fā)展要求，又要與城市的發(fā)展保持同步，這就要求設計者具有遠見的眼光來預測未來的發(fā)展趨勢。在此基礎上，還要進一步明確設計的方向和具體的設計，保證所提出的方案既能滿足實際需要又能滿足今后發(fā)展需要，為經(jīng)濟發(fā)展和人們的日常出行創(chuàng)造方便，從而徹底解決城市交通擁堵問題。

因此，廣大的道路橋梁規(guī)劃設計工作者應不斷提升自己的學習能力和創(chuàng)造力，在實際設計中多借鑒國內外優(yōu)秀的設計實例，深入挖掘設計師的設計潛力，提煉其設計精髓，并根據(jù)項目的設計需要和城市發(fā)展需要，對原有的設計方案進行改進和創(chuàng)新，從而形成一套具有實際應用價值和發(fā)展?jié)摿Φ淖灾髟O計方案。

3.7 強化計算機技術的設計應用

隨著科學技術的飛速發(fā)展，在工程設計中運用計算機技術已取得很好的成效。在城市道路橋梁的設計中，運用計算機技術可以提升工程項目的精確性和有效性，利用3D 建筑模型來構造相應的道路橋梁模型。結合BIM 施工技術的運用，通過有效分析道路橋梁的設計方案，工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，并對其進行針對性解決。

此外，利用計算機技術還可以對設計過程中有關數(shù)據(jù)進行快速計算，從而提高設計效率和質量。在這段時間里，設計者要加強自己的信息觀念，正確理解BIM 技術的作用和使用價值，并通過可視化的方法對其進行可視化分析，獲得有較大參考價值的設計成果，從而為我國現(xiàn)代城市基礎設施的不斷完善和路橋工程的可持續(xù)發(fā)展打下了堅實的基礎。

4 城市道路橋梁設計中的注意事項

為適應城市長期發(fā)展的需要，有效完成道路橋梁設計工作，設計人員必須在設計過程中確定應注意的問題。一是對道路橋梁設計的控制機制進行審核，明確精細化、創(chuàng)新的應用狀況，為有效完成具體的設計工作提供科學指導，進而保證道路橋梁的設計質量，避免影響后續(xù)的施工計劃實施效果。二是對設計方法和工作思路進行分析，保證道路橋梁設計工作的質量，提高道路橋梁的施工效率和施工質量。三是對設計者的職業(yè)素養(yǎng)狀況進行全面界定，探索在設計過程中控制體系的構建、執(zhí)行情況，減少設計問題的發(fā)生概率，進而提高道路橋梁的建設效率。另外，設計者還要不斷更新設計觀念，選擇合適的設計方法，促使具體設計工作取得預期結果，產(chǎn)生一定參考和使用價值，推動我國城市道路橋梁工程的發(fā)展。

5 結語

隨著我國城市道路網(wǎng)的快速發(fā)展，道路橋梁在為人們日常生活提供便利的同時也對道路橋梁提出了更高要求。從規(guī)劃、施工到投產(chǎn)，各個環(huán)節(jié)都要受到監(jiān)管機構的監(jiān)管。在橋梁設計中，設計者要根據(jù)具體情況，合理選擇設計方案，以促使設計方案達到科學合理的目的，并且還要確保道路橋梁施工的原材料是可靠和安全的，嚴格控制質量，杜絕“豆腐渣工程”發(fā)生。在道路橋梁投入運營后，再對其進行定期維修，以確保在使用過程中的安全狀況，并從根本上消除安全隱患。