道路橋梁設(shè)計(jì)中的隱患及解決措施研究

曾堅(jiān)堅(jiān)

（華維設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江西南昌330000）

0 引言

俗話說“要想富，先修路”，這句話在一定程度上揭示了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與商品流通之間的關(guān)聯(lián)——只有解決交通運(yùn)輸方面的問題，才能提高商品流通效率，與此同時(shí)還能夠有效控制運(yùn)輸成本，從而帶動(dòng)交通沿線地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平。在現(xiàn)代社會(huì)，交通運(yùn)輸?shù)闹匾潭日谌找嫣嵘Ｒ虼耍缆窐蛄旱恼w質(zhì)量便成為決定交通運(yùn)輸水平的核心因素。在道路橋梁設(shè)計(jì)階段，受多種因素的影響，容易遺留諸多隱患，必須重點(diǎn)解決。

1 道路橋梁設(shè)計(jì)中常見的隱患

1.1 道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件存在的隱患

1.1.1 文件扉頁(yè)的問題

扉頁(yè)是指書籍、文件翻開后的第一頁(yè)（整個(gè)文件的第二頁(yè)），在襯紙下面應(yīng)該按照有關(guān)規(guī)定清晰標(biāo)注相關(guān)單位、作者的信息。總體而言，扉頁(yè)是書籍、文件本冊(cè)中必不可少的“兩頁(yè)面”，必須嚴(yán)格編制。但在道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件編制過程中，常見的問題主要集中在以下兩個(gè)方面：其一，扉頁(yè)整體設(shè)計(jì)不達(dá)標(biāo)、不規(guī)范，簽字頁(yè)的設(shè)計(jì)不符合要求。其二，設(shè)計(jì)人員沒有按照有關(guān)單位質(zhì)量管理手冊(cè)作業(yè)文件中給出的條款，嚴(yán)格開展扉頁(yè)編制工作，導(dǎo)致道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件在“剛剛翻開”處便出現(xiàn)諸多不合理因素，令查閱人員產(chǎn)生閱讀障礙[1]。

1.1.2 文件目錄的問題

道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件的目錄應(yīng)該能夠清晰顯示文件中包含的重要信息，且不同單元之間存在較為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系，以便查閱人員在最短時(shí)間內(nèi)迅速跳轉(zhuǎn)至有關(guān)信息對(duì)應(yīng)的頁(yè)碼。但現(xiàn)實(shí)為：其一，一些道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件的編排順序較為混亂，圖名無法有效對(duì)應(yīng)，甚至沒有目錄。其二，作為道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件的重要組成部分，目錄編排順序的合理程度不高，使查閱人員產(chǎn)生閱讀障礙。其三，目錄的規(guī)范程度不高，導(dǎo)致文件設(shè)計(jì)質(zhì)量受到了嚴(yán)重的影響[2]。

1.1.3 設(shè)計(jì)方案文件說明的問題

（1）遵照的標(biāo)準(zhǔn)

按照有關(guān)規(guī)定，道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件的設(shè)計(jì)說明必須嚴(yán)格按照我國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布的《市政公用工程設(shè)計(jì)文件編制深度規(guī)定》（簡(jiǎn)稱《規(guī)定》）的相關(guān)要求進(jìn)行編寫。對(duì)一些大、中規(guī)模的道路橋梁設(shè)計(jì)工程而言，上述規(guī)定可得到嚴(yán)格執(zhí)行。但在一些小規(guī)模道路橋梁設(shè)計(jì)工程中，有關(guān)規(guī)定的執(zhí)行并不到位。比如，《規(guī)定》中提到：大橋及復(fù)雜橋型要求明確主要設(shè)計(jì)參數(shù)選取，并詳細(xì)進(jìn)行橋梁耐久性及養(yǎng)護(hù)維修設(shè)計(jì)，編制施工質(zhì)量專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。盡管《規(guī)定》在“施工質(zhì)量專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)”中有“常規(guī)橋梁略去”的說法，但這并不意味著設(shè)計(jì)人員“無須圍繞施工質(zhì)量專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)定”。令人遺憾的是，在一些小規(guī)模道路橋梁工程中，上述情況確實(shí)存在，即明知應(yīng)遵照標(biāo)準(zhǔn)的情況下，對(duì)內(nèi)容的理解不到位，導(dǎo)致道路橋梁設(shè)計(jì)存在隱患[3]。

（2）設(shè)計(jì)的依據(jù)

《規(guī)定》中明確提出，道路橋梁設(shè)計(jì)階段的必備內(nèi)容為：其一，所有依據(jù)都應(yīng)一一列出，即進(jìn)行某項(xiàng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員參考了哪些規(guī)定，某些施工質(zhì)量專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定基于哪些考量而設(shè)定。相關(guān)內(nèi)容的制定必須十分嚴(yán)謹(jǐn)，必須有對(duì)照條目。現(xiàn)實(shí)隱患在于，部分設(shè)計(jì)人員存在“想當(dāng)然”的情況，對(duì)設(shè)計(jì)依據(jù)的把控能力較低。其二，各種批復(fù)應(yīng)該作為設(shè)計(jì)依據(jù)的附件同時(shí)提供，如果對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，則應(yīng)在附件中給出明確的說法、理由，在此基礎(chǔ)上，還需對(duì)調(diào)整的內(nèi)容進(jìn)一步說明。但在有關(guān)附件的編制方面，某些道路橋梁工程中的設(shè)計(jì)人員并沒有嚴(yán)格遵照規(guī)定執(zhí)行，導(dǎo)致附件的綜合水平偏低。

（3）設(shè)計(jì)規(guī)范的引用

道路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)引用方面的相關(guān)要求見表1、表2。現(xiàn)實(shí)情況是：在一些道路橋梁工程中，設(shè)計(jì)階段的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選取、引用并沒有嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，埋下事故隱患。

表1 道路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范引用相關(guān)要求

表2 道路橋梁設(shè)計(jì)階段主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)選取方面的要求

1.2 道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)存在的隱患

除了在選取標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中存在安全隱患之外，在道路橋梁具體設(shè)計(jì)中，還存在以下問題。

1.2.1 道路橋梁工程設(shè)計(jì)理論以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系的問題

道路橋梁設(shè)計(jì)除了需要考慮技術(shù)層面的因素之外，還需考慮經(jīng)濟(jì)成本方面的因素。總體而言，在設(shè)計(jì)期間，首要任務(wù)為：必須選擇一套經(jīng)濟(jì)性較高、實(shí)用性較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)體系。在此基礎(chǔ)上，還需進(jìn)一步確認(rèn)不同結(jié)構(gòu)連接處的具體工藝。但在設(shè)計(jì)階段，上述問題的受重視程度并不高，有關(guān)工藝的選擇與實(shí)際情況之間很可能無法一一對(duì)應(yīng)。

1.2.2 設(shè)計(jì)過程中對(duì)強(qiáng)度因素的考慮勝于對(duì)耐久性的考慮

在很多道路橋梁工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員對(duì)道路橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度極限狀態(tài)的重視程度雖然較高，但會(huì)忽視“極限狀態(tài)”所承受載荷的具體應(yīng)用態(tài)勢(shì)的分析。由此導(dǎo)致的結(jié)果是：橋梁結(jié)構(gòu)是橋梁整個(gè)生命周期中最為重要的使用性能，經(jīng)常出現(xiàn)重視結(jié)構(gòu)建造，卻忽視結(jié)構(gòu)維護(hù)的問題。到了后續(xù)實(shí)際施工階段，由于道路橋梁耐久性的設(shè)計(jì)往往限于表面概念，質(zhì)量安全（使用年限、耐久性等）的設(shè)計(jì)無法達(dá)到相關(guān)要求[4]。

1.2.3 設(shè)計(jì)人員沒能掌控道路橋梁設(shè)計(jì)的全面情況

設(shè)計(jì)人員能否全面掌握道路橋梁的設(shè)計(jì)需求，在很大程度上影響道路橋梁的最終質(zhì)量。現(xiàn)代道路橋梁工程具有工程量大的特點(diǎn)，特別是在一些地形較為復(fù)雜的區(qū)域，構(gòu)筑物重量及規(guī)模均較大，整體結(jié)構(gòu)受力點(diǎn)多、內(nèi)外應(yīng)力大，很容易便受到外界因素干擾。現(xiàn)實(shí)情況是：一些設(shè)計(jì)人員并沒能全面掌握道路橋梁的設(shè)計(jì)需求，對(duì)初期勘測(cè)結(jié)果的分析水平不到位，導(dǎo)致隱患叢生。

2 解決道路橋梁設(shè)計(jì)中常見隱患的有效措施

2.1 全面提升道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件編制過程的規(guī)范程度

為解決道路橋梁設(shè)計(jì)階段的常見隱患，首先需要全面提升道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件編制過程的規(guī)范程度。在此基礎(chǔ)上，對(duì)于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選用同樣需要予以重視。具體的情況見表3。總體而言，在道路橋梁設(shè)計(jì)階段，只有首先明確相關(guān)要求，確定依據(jù)來源，才能使設(shè)計(jì)方案文件的編制水平得到提升。

2.2 嚴(yán)格道路橋梁工程構(gòu)造設(shè)計(jì)

在現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計(jì)過程中，最常見的問題是：對(duì)路面、橋面出現(xiàn)伸縮縫的預(yù)估相對(duì)不足，導(dǎo)致道路橋梁壽命無法達(dá)到預(yù)期。為排除道路橋梁設(shè)計(jì)階段遺留的裂縫隱患，需嚴(yán)格道路橋梁工程的構(gòu)造設(shè)計(jì)。比如，在一些工程中設(shè)置支座時(shí)，應(yīng)當(dāng)圍繞材料選擇進(jìn)行系統(tǒng)性核驗(yàn)。若不考慮實(shí)際情況，只設(shè)置普通橡膠支座，則一旦道路橋梁投入使用后，在一段時(shí)間內(nèi)連續(xù)承受過往車輛的重力荷載，道路橋梁的結(jié)構(gòu)安全性和耐久性都會(huì)下降。有研究表明，我國(guó)有相當(dāng)數(shù)量的道路橋梁工程并未對(duì)路面、橋面整體設(shè)置鋼筋網(wǎng)，且圍繞過往車輛荷載問題的考慮較少。造成此種現(xiàn)象的一個(gè)核心因素是：設(shè)計(jì)人員并沒對(duì)道路橋梁所在地區(qū)的交通運(yùn)輸相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，所使用的數(shù)據(jù)在不同程度上具備延后性。因此，所謂“嚴(yán)格道路橋梁工程構(gòu)造設(shè)計(jì)”的前提是：一方面，設(shè)計(jì)人員需要充分收集數(shù)據(jù)，確保即將建成的新道路、新橋梁能夠在一段時(shí)間內(nèi)滿足地方交通的需求；另一方面，設(shè)計(jì)需要具有前瞻性，即根據(jù)地方交通需求在一段時(shí)間內(nèi)的變化態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)估。比如，針對(duì)某個(gè)城市開發(fā)區(qū)進(jìn)行道路設(shè)計(jì)時(shí)，需明確該開發(fā)區(qū)在當(dāng)?shù)卣w戰(zhàn)略規(guī)劃中所處的地位，未來一段時(shí)間內(nèi)，該地區(qū)進(jìn)出車輛的類型、數(shù)量等可能朝著何種方向發(fā)展。只有明確此類因素，才能使道路橋梁工程構(gòu)造設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況[5]。

2.3 注重道路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

道路橋梁投入使用后，主體結(jié)構(gòu)幾乎長(zhǎng)年暴露在外，故特別容易受到環(huán)境因素的影響。因此，為了盡量延長(zhǎng)路橋的使用壽命，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)是必要的。具體而言，影響道路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的主要因素為：其一，結(jié)構(gòu)承受過往車輛產(chǎn)生的荷載；其二，應(yīng)對(duì)地震、車輛超載等相對(duì)罕見但也時(shí)常發(fā)生情況的能力；其三，所選用的材料在長(zhǎng)年暴露在野外環(huán)境下的性能退化情況。只有充分考慮上述因素，才能盡量延緩道路橋梁多個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷以及老化的時(shí)間。

2.4 充分考慮道路橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞損傷

在道路橋梁支撐結(jié)構(gòu)中，整體框架相當(dāng)于“骨骼”。很多時(shí)候，表面雖然沒有出現(xiàn)“傷痕”，但在經(jīng)年累月的使用之下，內(nèi)部結(jié)構(gòu)很有可能出現(xiàn)疲勞性損傷，必須予以重視。我國(guó)著名籃球運(yùn)動(dòng)員姚明在職業(yè)生涯的黃金年齡便提前退役，其中一項(xiàng)重要原因便是，在常年參加各類比賽且沒有得到良好恢復(fù)的情況下，姚明的腳踝、膝蓋處的骨骼、韌帶等已經(jīng)無法承受身體帶來的負(fù)荷，而多次疲勞性骨折導(dǎo)致身體難以繼續(xù)承受高水平賽事帶來的壓力。與此類似，道路橋梁承受來自路面的過往車輛重力載荷以及結(jié)構(gòu)本身內(nèi)應(yīng)力的影響，不僅會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)震動(dòng)，還會(huì)促進(jìn)結(jié)構(gòu)由于積累所出現(xiàn)的疲勞損失等問題。有研究發(fā)現(xiàn)，路橋工程使用的材料缺乏均勻性和連續(xù)性，加之各類材料都或多或少地存在比較微小的缺陷，日積月累，諸多缺陷會(huì)逐漸擴(kuò)大，進(jìn)而使道路橋梁結(jié)構(gòu)受到侵蝕。因此，只有在設(shè)計(jì)階段便注重上述因素，提前做好準(zhǔn)備，才能保證道路橋梁的安全[6]。

3 結(jié)語

道路橋梁在設(shè)計(jì)階段容易遺留的隱患主要集中在：其一，文件編制方面，扉頁(yè)、目錄、相關(guān)說明處的文字的指向性可能不足，容易使有關(guān)單位、個(gè)人在查閱期間產(chǎn)生歧義，引起不必要的麻煩；其二，在具體設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員考慮問題不夠嚴(yán)謹(jǐn)，在一定程度上忽視了重要因素，導(dǎo)致道路橋梁設(shè)計(jì)水平不高。為解決設(shè)計(jì)階段的隱患，首先需要全面提升道路橋梁設(shè)計(jì)方案文件編制過程的規(guī)范程度。在此基礎(chǔ)上，嚴(yán)格道路橋梁工程構(gòu)造設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、注重耐久性設(shè)計(jì)、考慮結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。整體來說，設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技術(shù)水平和職業(yè)素養(yǎng)不斷提升，道路橋梁質(zhì)量方可得到保障。