摘要:本文介紹了道路橋梁設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀,對(duì)道路橋梁的設(shè)計(jì)原則及平縱線形組合以及銜接設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析探討,針對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)所存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入得分析研究。
關(guān)鍵詞:道路橋梁,設(shè)計(jì),問(wèn)題,分析研究
一、我國(guó)道路橋梁設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
橋梁設(shè)計(jì)是直接決定橋梁工程質(zhì)量的靈魂,近年來(lái),我國(guó)許多橋梁設(shè)計(jì)表面上大都達(dá)到了設(shè)計(jì)規(guī)范強(qiáng)度指標(biāo),但實(shí)際使用過(guò)程中部分橋梁僅僅幾年時(shí)間就不同程度地出現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)安全問(wèn)題。因此,在道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該綜合考慮構(gòu)造、材料等因素,采取切實(shí)措施加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)。
二、道路橋梁的設(shè)計(jì)原則及分析
1.道路、橋梁的設(shè)計(jì)原則
設(shè)計(jì)中資源利用是否經(jīng)濟(jì)合理,尊重實(shí)際,技術(shù)先進(jìn),實(shí)事求是,是否科學(xué),完全取決于設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。具體而言,在設(shè)計(jì)中應(yīng)
堅(jiān)持以下原則:
(一)、在道路橋梁設(shè)計(jì)中,嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)范和國(guó)家批準(zhǔn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
(二)、設(shè)計(jì)中盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),積極推廣應(yīng)用“可靠性設(shè)計(jì)方法”、“結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法”等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。
(三)、設(shè)計(jì)中注意把握因地制宜,就地取材,節(jié)省建設(shè)資金的設(shè)計(jì)原則。在滿足建設(shè)功能要求的同時(shí),利用一切可能地節(jié)約投資、節(jié)
約多種資源,縮短建設(shè)工期。
(四)、道路橋梁設(shè)計(jì)中積極采用技術(shù)更加先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上更加合理的新結(jié)構(gòu)、新材料。道路橋梁的設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的水文、地質(zhì)、氣象、河道等基本狀況做到熟悉、了解,對(duì)施工中存在疑問(wèn)之處應(yīng)重新調(diào)查或是勘察。從而能有效避免由于基礎(chǔ)資料原因造成的安全問(wèn)題。
2.設(shè)計(jì)中注意橋梁的線形安全
在過(guò)去的道路橋梁的設(shè)計(jì)中,為了方便現(xiàn)場(chǎng)施工,橋梁無(wú)論長(zhǎng)短,往往布置成直線在橋梁的布線設(shè)計(jì)中,造成了超長(zhǎng)的直線橋梁在大規(guī)模的橋梁設(shè)計(jì)中,而超短的直線急彎橋梁卻成了小河以及山區(qū)的橋梁設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,增加了事故發(fā)生的概率性。
3.設(shè)計(jì)橋梁平曲線
根據(jù)實(shí)際調(diào)查分析的結(jié)果可知,就平曲線半徑與事故關(guān)系的研究說(shuō)明,小半徑曲線段所發(fā)生的事故的可能性更大。時(shí)速為100km/h的道路橋梁,當(dāng)橋梁的平曲線半徑小于20Q0m,發(fā)生事故的概率明顯提高,由此可作為曲線半徑的安全下限。其他道路則以設(shè)計(jì)時(shí)速按照相應(yīng)的比例進(jìn)行取值。與此同時(shí),緩和曲線的設(shè)置對(duì)圓曲線上的安全特性
4.設(shè)計(jì)橋梁的安全掌控
根據(jù)交通心理學(xué)的研究成果橋梁的直線長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)以車輛計(jì)算形成速度7O秒的長(zhǎng)度距離 在橋梁的平面設(shè)計(jì)中橋梁的直線段長(zhǎng)度,中長(zhǎng)直線的橋梁使駕車者的反應(yīng)敏感度降低,車速較高,從而引發(fā)了交通安全事故。同向平曲線之間以短直線相連,形成了所謂的“斷背曲線”,相應(yīng)的車輛在行駛經(jīng)過(guò)這樣的線路時(shí),往往將直線段看做兩端曲線相反的彎曲,線形并不連接在一起。由此,同向曲線之間的最小直線長(zhǎng)度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)車速(以Km/h)的6倍(長(zhǎng)度以m)。綜合上述研究成果,道路橋梁的直線長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)和過(guò)短都將影響行車的安全,根據(jù)交通安全的理論分析,可通過(guò)計(jì)算得出道路橋梁適宜長(zhǎng)度的數(shù)值。
三、平縱線形組合以及銜接設(shè)計(jì)
1.彎坡疊加橋梁的設(shè)計(jì)
根據(jù)直觀狀況分析,這樣的設(shè)計(jì)形式并不利于行車。平面曲線階段有縱坡存在,形成了彎坡疊加狀況,是高速公路橋梁設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)的形式。可通過(guò)對(duì)坡和彎的組合進(jìn)行安全特性的研究和設(shè)計(jì),利用設(shè)計(jì)指標(biāo)求的DC 的值,并利用經(jīng)驗(yàn)公式得到預(yù)測(cè)事故的值。同時(shí)對(duì)于預(yù)測(cè)事故值相對(duì)較大的區(qū)域,可采用工程改造,以增加標(biāo)志等措施減少交
通安全隱患。
2.平面直線與曲線的聯(lián)接
具體恰當(dāng)?shù)闹本長(zhǎng)度以及銜接曲線的半徑取值,應(yīng)根據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)車速以及橋位的地形,確定道路安全的設(shè)計(jì)區(qū)間范圍。在以前的設(shè)計(jì)過(guò)程中,橋梁的設(shè)計(jì)為了適應(yīng)地形,從而造成了長(zhǎng)直線與小半徑的曲線相連,而根據(jù)道路行駛安全分析表明,長(zhǎng)直線與小半徑的曲線銜接處往往由于車輛高速行駛的慣性容易引發(fā)安全的隱患。
3.縱坡與平曲線的銜接設(shè)計(jì)
縱坡在于平曲線進(jìn)行銜接的過(guò)程中,坡長(zhǎng)越長(zhǎng)、坡度越大,其所銜接的平曲線半徑越小,發(fā)生事故的概率也將越大。根據(jù)相應(yīng)的規(guī)律,在橋梁設(shè)計(jì)中通過(guò)計(jì)算由相同銜接方式的區(qū)段,并進(jìn)行一定的改進(jìn)。道路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中,較長(zhǎng)的下坡接上下半曲線是具有危險(xiǎn)傾向的設(shè)計(jì),容易導(dǎo)致車輛在高速行駛狀況下駛?cè)肫角,從而造成事故隱患。
4.平衡橋梁上平面曲線與豎曲線
根據(jù)現(xiàn)有的研究結(jié)果表明,平豎曲線平衡的半徑推薦值的設(shè)置應(yīng)綜合考慮安全和成本等要素。橋梁位于小半徑如2000m 以下平曲線上并且豎曲線部分或全部重疊時(shí),應(yīng)充分考慮平曲線的半徑大小平衡狀況,從而有益于交通安全。
四、我國(guó)道路橋梁設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題
1.道路橋梁設(shè)計(jì)存在缺陷
在道路橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中,設(shè)計(jì)者很容易出現(xiàn)考慮不全面的問(wèn)題,從而出現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷。現(xiàn)實(shí)中,設(shè)計(jì)人員大多會(huì)認(rèn)真考慮道路橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)要滿足規(guī)范的要求,但在結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及橋梁設(shè)計(jì)、施工到使用整個(gè)過(guò)程中可能經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的各類人為因素等方面綜合性考慮不夠全面。
2. 道路橋梁設(shè)計(jì)方案過(guò)于陳舊
隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,道路橋梁建設(shè)規(guī)模日益加大,社會(huì)對(duì)道路橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高層次的要求。然而,在設(shè)計(jì)方面,許多城市仍在沿用過(guò)去的道路橋梁設(shè)計(jì)方案,自然無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)需求。面對(duì)交通事業(yè)的迅猛發(fā)展,原有的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)的交通狀況。設(shè)計(jì)是道路橋梁工程的靈魂,它在很大程度上決定了橋梁工程的質(zhì)量、造價(jià)、施工難易程度和工期長(zhǎng)短等。缺少創(chuàng)新意識(shí)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)跟不上以及設(shè)計(jì)觀念落后造成的資源浪費(fèi)、安全性問(wèn)題已經(jīng)對(duì)我國(guó)橋梁工程技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)許多負(fù)面影響。
3.道路橋梁施工存在隱患
如今的道路橋梁施工速度驚人,施工周期越來(lái)越短。然而,過(guò)短的設(shè)計(jì)周期和施工工期未必是一件好事,這其中也隨之留下了許多隱患問(wèn)題。如施工方由于承包價(jià)格過(guò)低,甚至只包工而不包料,還有的連施工設(shè)備都得由業(yè)主租賃和購(gòu)買,施工承包方僅剩下低于定額的工錢而已,他們?yōu)榱瞬恢劣谔澅荆荒鼙黄确职o資質(zhì)低、經(jīng)驗(yàn)少的工程隊(duì)施工。如此層層分包下去,降低成本、偷工減料、以次充好的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,結(jié)果造成工程質(zhì)量差,達(dá)不到規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)道路橋梁安全性造成嚴(yán)重威脅。此外,目前材料市場(chǎng)上還不同程度地存有假冒偽劣問(wèn)題,鋼材、水泥、器材、模板以及基礎(chǔ)工程材料都有不同程度的質(zhì)量問(wèn)題。施工過(guò)程中,雖然有施工監(jiān)理制度和質(zhì)監(jiān)制度,但漏洞加之不正之風(fēng)盛行,要想做到高度負(fù)責(zé)和嚴(yán)格把關(guān)難度較大。
五、道路橋梁設(shè)計(jì)的建議
1.提高道路橋梁設(shè)計(jì)水平
橋梁設(shè)計(jì)水平是決定道路橋梁工程成敗的關(guān)鍵所在,要給橋梁設(shè)計(jì)單位充足的時(shí)間,認(rèn)真地進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì),同時(shí)必須遵循采用成熟技術(shù)的設(shè)計(jì)原則,絕不允許拿工程成敗做試驗(yàn),全力杜絕工程質(zhì)量問(wèn)題出現(xiàn)。設(shè)計(jì)過(guò)程中,還要處理好采用成熟技術(shù)與技術(shù)創(chuàng)新之間的關(guān)系,既不能提倡為創(chuàng)新而冒險(xiǎn),又要在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。作為橋梁設(shè)計(jì)人員,要熟悉施工工作,盡量選擇施工風(fēng)險(xiǎn)較小、施工質(zhì)量易于檢查、控制的結(jié)構(gòu)和施工方法。對(duì)于重大工程和工程關(guān)鍵部分,一定要用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度,科學(xué)的精神認(rèn)真計(jì)算,杜絕因計(jì)算結(jié)果有誤而引發(fā)的事故發(fā)生,同時(shí)注意與類似工程作好優(yōu)化對(duì)比,保證萬(wàn)無(wú)一失。
2.提高道路橋梁工程質(zhì)量
要用科學(xué)的眼光和可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)審視道路橋梁的安全耐久性問(wèn)題,提高橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命,加強(qiáng)監(jiān)測(cè)力度,及時(shí)對(duì)橋梁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修,橋梁的設(shè)計(jì)中要充分體現(xiàn)以橋梁全壽命期內(nèi)的綜合費(fèi)用評(píng)價(jià)橋梁的經(jīng)濟(jì)性和社會(huì)效益。橋梁設(shè)計(jì)方面,設(shè)計(jì)單位要采用高度發(fā)展的計(jì)算機(jī)輔助手段精心設(shè)計(jì),進(jìn)行有效的快速優(yōu)化和仿真分析,運(yùn)用智能化制造系統(tǒng)在工廠生產(chǎn)部件,利用GPS和遙控技術(shù)控制橋梁施工。要克服設(shè)計(jì)、施工周期短,中標(biāo)價(jià)格低等不利因素,全力打造精品工程。建設(shè)質(zhì)量方面,建設(shè)單位要對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行總體規(guī)劃,做到有的放矢。不要采取低價(jià)中標(biāo)的方法,要給施工企業(yè)生存空間。要知道,低價(jià)中標(biāo)的施工企業(yè)如果要生存,只能通過(guò)變更設(shè)計(jì)來(lái)減少虧損,那樣就無(wú)法保證施工質(zhì)量、安全和進(jìn)度。施工過(guò)程中,建設(shè)單位要為設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位服好務(wù),讓他們?nèi)娜獾毓ぷ鳎_保質(zhì)量安全。
結(jié)束語(yǔ)
道路橋梁設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的工程,設(shè)計(jì)中的隱患問(wèn)題值得我們重視和思考。作為道路橋梁設(shè)計(jì)人員,我們要綜合考慮多方面因素,根據(jù)具體橋梁做出科學(xué)合理的工程設(shè)計(jì),道路橋梁設(shè)計(jì)隱患問(wèn)題已成為威脅橋梁安全的重大問(wèn)題急需解決,橋梁設(shè)計(jì)人員應(yīng)該積極借鑒國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)和做法,在橋梁設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)體系和加強(qiáng)施工質(zhì)量管理等多方面做好防患設(shè)計(jì)。只有這樣,我們才能解決橋梁存在的隱患,保證道路橋梁的耐用性和安全性。
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