高速公路道路橋梁設計中存在的問題及應對措施

吳軍

摘 要：近年來，我國高速公路交通行業中，道路橋梁是十分重要的基礎設施，居民對橋梁建設的需求也越來越高。只有真正做好了道路橋梁的設計工作，才能保證道路橋梁工程的施工質量。但目前，高速公路道路橋梁設計中仍存在諸多問題，例如，高速公路道路橋梁設計與實際施工相脫節，高速公路道路橋梁設計所依托的理論體系不完善，高速公路道路橋梁設計中建筑和結構設計協調不充分，輕視工程耐久度及承載能力。為了解決這些問題，設計單位在設計時要考慮施工的可行性;加強理論體系更新，有效滿足實際設計工作需要;加強高速公路道路橋梁設計工程中建筑專業與結構專業的協調;重視工程耐久性及安全性設計。

關鍵詞：高速公路;道路橋梁設計;安全隱患;應對措施

中圖分類號：U412;U442.5文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）15-0101-03

Abstract： In recent years， in China's expressway transportation industry， roads and bridges are very important infrastructure， and residents' demand for bridge construction is becoming higher and higher. Only by doing a good job in the design of roads and bridges can we ensure the construction quality of roads and bridges. However， at present， there are still many problems in the design of Expressway roads and bridges. For example， the design of Expressway roads and bridges is divorced from the actual construction， the theoretical system relied on in the design of Expressway roads and bridges is imperfect， the coordination between architectural and structural design in the design of Expressway roads and bridges is insufficient， and the engineering durability and bearing capacity are despised. In order to solve these problems， the design unit should consider the feasibility of construction in the design; Strengthen the renewal of theoretical system to effectively meet the needs of actual design work; Strengthen the coordination between architecture specialty and structure specialty in Expressway road and bridge design engineering; Pay attention to engineering durability and safety design.

Keywords： expressway;road and bridge design;potential safety hazard;countermeasures

1 我國高速公路道路橋梁設計發展現狀

隨著我國經濟的不斷發展，我國高速公路道路橋梁逐漸由木質結構、石質結構發展為鋼筋混凝土結構、鋼結構等。鋼材和混凝土結構強度高、抗壓能力強、承受荷載能力強，但是混凝土和瀝青路面抗折、抗剪能力差，再加上多數暴露于外部環境中，車輛數量增加迅速且超載現象多發，以及混凝土配合比控制不嚴格，施工不規范、驗收不合格等，容易出現道路橋面開裂的問題，大大增加了維護成本。目前，我國高速公路仍在不斷發展，今后十幾年，中國將投入4.7萬億元，到2030年建成總規模為40.1萬km的國家公路網。該路網由普通國道和國家高速公路兩個路網構成[1]。2013—2030年國家高速公路網規劃方案如表1所示。

2 高速公路道路橋梁設計存在的問題

2.1 高速公路道路橋梁設計與實際施工相脫節

高速公路建設需要建設單位、勘察單位、設計單位、施工單位、監理單位等共同參與，而在道路橋梁設計時，只有建設單位、勘察單位和設計單位參與，與工程質量緊密相關的施工單位并未參與其中，導致存在圖紙設計與現場施工脫節的問題。在高速公路設計過程中，多數設計人員并未參與施工，在設計圖紙時只是紙上談兵，導致現場施工時變更圖紙，嚴重影響施工進度及工程質量。此外，還有部分設計人員只考慮設計產品，對設計的產品缺乏準確認知，只具備二維圖紙知識而缺乏三維立體認知，導致設計出來的圖紙缺乏一定的可操作性。同時，設計單位和勘察單位溝通交流不充分，信息傳遞不完善，導致設計出來的圖紙和現場地質地貌情況有偏差[2]。

2.2 高速公路道路橋梁設計所依托的理論體系不完善

道路和橋梁建設必須以相應的理論體系為導向和基礎，但目前，道路橋梁設計理論體系仍存在諸多缺陷。例如，道路和橋梁施工的規范多以下限為準，即通過規定最低合格標準來控制工程施工質量，由此導致一些細部結構的穩定性和安全性容易被忽視，產生該類問題的主要原因是缺乏完善和科學的理論體系。而高速公路道路橋梁的方案設計需要依托一定的理論體系，且設計方案是道路橋梁施工的基礎，如果設計方案所依托的理論體系不夠完善、科學，那將會直接影響高速公路道路橋梁施工時的質量把控和工程結構的安全性、穩定性。

2.3 高速公路道路橋梁設計中建筑和結構設計協調不充分

建筑設計的基礎思路以功能為主，在滿足基礎功能的基礎上，糅合美學元素，增加工程的美觀性和藝術性。結構設計是在滿足建筑使用功能的基礎上，保證工程結構的安全性、穩定性、耐久性，確定各種材料的種類、用量和用法，并同時保證承重體系和穩定體系的可靠性。土木工程具有較長的發展歷史，幾百年來，建筑與結構各司其職，分工明確，分別取得了巨大的進步，并各自發展為相對獨立的學科。在幾百年來的發展過程中，建筑和結構之間也產生過不少沖突，當建筑和結構產生沖突時，輕者影響工程的美觀，重則影響工程的安全性和穩定性。這是由于設計人員割裂了建筑設計和結構設計的關系，導致沒有較好地解決二者的沖突[3]。

2.4 輕視工程耐久度及承載能力

工程結構耐久度是影響工程整體運行性能的重要評判標準，決定道路橋梁工程的安全性和運營效率。影響道路橋梁耐久性的因素涉及方方面面，如材料、工藝、施工技術、設計等，其中，設計的作用尤為重要。我國多數高速公路存在路面開裂、梁體開裂的問題，嚴重影響行車體驗和工程美觀，同時增加了高速公路管理和維修成本。在設計高速公路過程中，多數設計者在計算耐久度時，重點關注橋梁結構模擬計算，忽視道路結構模擬計算，造成道路設計深度不足，結構可靠性不足，路橋連接處構造脆弱，大大降低了道路橋梁的耐久性。混凝土結構性能與時間相關性如圖1所示。從圖1可知，混凝土的耐久性嚴重影響工程的結構性能，因此，在設計時，必須注重混凝土的耐久性問題。

3 解決高速公路道路橋梁設計中存在的問題的措施

3.1 在設計時要考慮施工的可行性

高速公路道路橋梁設計圖紙的主要作用是為施工提供指導和方向，因此，在設計過程中，設計人員應當充分考慮施工的可行性和穩定性。高速公路設計單位應組織集體學習活動，引導相關工作人員掌握一定的施工知識，使其在開展設計工作時能考慮到工程設計和工程施工中可能存在的沖突，并提前避免沖突，提高工程可行性。高速公路相關設計單位也可以聘請具備施工經驗的人員作為審圖人員。在設計方案編撰之初，具備施工經驗的人員要向有關設計人員進行交底，指出設計中可能與施工存在沖突的地方，使設計人員提前規避沖突。同時，也可以在設計圖初步完成后，協助設計人員進行圖紙檢查，發現可能存在的問題，對圖紙進行調整。設計單位也可以與施工單位進行長久合作，相互交流，相互借鑒，在提高設計單位對施工可行性重視的同時，提高施工單位對設計圖紙中項目意圖的理解度[4]。

3.2 加強理論體系更新，有效滿足實際設計工作需要

設計理論體系對道路橋梁的設計工作具有重要意義，在科學、合理、完善的理論體系指導下，有利于選擇合適的橋梁材料和結構，以確保道路橋梁施工的安全性。通過建立起完善的理論設計體系，重視道路橋梁設計過程中的各個因素，綜合考慮道路橋梁設計的各種細節，能確保工程設計質量，從而更好地延長道路橋梁的使用壽命。對于理論體系，工作人員應當差缺補漏，進一步完善，提高理論體系的適用性。同時，還應該保證理論體系與時俱進，提高更新換代速率，讓理論體系能夠更好地發揮在工程設計工作中的指導作用。

3.3 加強高速公路道路橋梁設計工程中建筑專業與結構專業的協調

高速公路道路橋梁設計的基本目標之一是保證建筑的安全穩定使用，因此，在設計時，必須把安全第一作為主要原則，通過優化設計，提高安全性。同時，由于道路橋梁對美學要求相對偏低，因此，不能一味地追求所謂的“標志性建筑”而輕視結構的安全穩定，更不能因為建筑設計過于偏頗而導致在結構設計時“有心無力”。

建筑設計應當在實現建筑基本功能的基礎上，提高行車舒適性，提高工程利用率，增加美學元素等。結構設計應當在保證結構物安全性及耐久性的基礎上，節省材料和空間。建筑設計和結構設計應相得益彰。為此，要加強設計過程中建筑專業和結構專業的合作深度，共同進行整體優化設計，以實現結構物安全耐用的目標[5]。

3.4 重視工程耐久性及安全性設計

道路橋梁中安全性以及耐久性是較為關鍵的內容，直接影響道路橋梁使用壽命。為了提升道路橋梁的安全性以及耐久性，需要從以下幾方面入手。

第一，應該更加重視結構的耐久性問題。施工單位要重視提高道路橋梁的耐久性并將其作為重要的設計原則，統一考慮合理的結構布局和構造細節，使結構易于檢查、維修，以保證橋梁的安全使用，盡可能地減少維修費用。

第二，改善橋梁的超載問題。超載會使橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇，甚至會出現一些超載引發的結構破壞事故。因此，交管部門要加強對道路橋梁的管理，嚴禁超載車輛上橋。

第三，適度擴大道路寬度，根據道路不均勻系數合理增加車道數量，合理設置道路標志標線，規范車輛通行管理。

4 結語

道路橋梁是整個高速公路系統的重要組成部分，因此，確保其安全性尤為重要。為確保高速公路道路橋梁的安全性，要進行全過程控制，從設計之初就要嚴把質量關，提高整體道路通行的安全性;完善高速公路道路橋梁設計的理論體系;加強高速公路道路橋梁設計時建筑與結構的協調性;重視工程耐久性及安全性設計，避免因工程質量不達標而造成安全隱患。

參考文獻：

[1]吳云.試論高速公路橋梁施工過程中的安全管理[J].黑龍江交通科技，2019（7）：201-203.

[2]崔文海.高速公路橋梁設計中的安全隱患及應對措施分析[J].中國新技術新產品，2019（20）：140-141.

[3]劉旭莉，薛鴻儒.市政道路橋梁工程的施工管理策略解析[J].中國新技術新產品，2018（1）：141-142.

[4]李建文.探討道路橋梁工程施工管理中的問題與優化對策[J].江西建材，2018（2）：138，141.

[5]楊杰.淺談市政道路橋梁工程的施工管理策略[J].江西建材，2018（3）：100，103.