不同建设条件下的常规桥涵设计分析

陈志远

（青海省交通规划设计研究院有限公司，青海 西宁 810001）

0 引言

桥梁施工建设是公路施工建设中至关重要的组成部分，随着桥梁施工技术的不断完善，现阶段施工人员可使用各类不同的桥梁结构方式，完成桥梁的工程建设。但在具体的公路桥梁施工规划中，大部分设计人员还是会通过常规跨径混凝土预制的方式来完成桥梁施工浇筑。如果在这一过程中设计出现了偏差，整体的桥梁建筑施工质量就会受到负面影响。而实际上，不同建设条件下的桥涵设计方式和理念是存在明显差异化特征的。因此，以具体问题具体分析的方式来优化常规的桥涵设计，是提升桥梁建设质量的重要方式和手段。

1 不同建设条件下的外业调查分析

外业调查工作是桥梁施工建设的首要工序环节，唯有深入展开外业调查、捕捉详细的建设资料和数据，才能让具体的设计方案拟定更贴合当地的实际情况。

1.1 平原绿洲区桥涵外业调查

许多平原绿洲区域内都有纵横交错的灌溉渠道，密集复杂的建筑群体以及四通八达的水电管道。在进行该区域的外业调查工作时，设计人员需要尽可能地完成数据资料的收集和整理工作，通过运用必要的预计假设方式，进一步确定排水涵洞的位置，争取让桥涵设计方案的拟定贴合当地的实际情况[1]。

1.2 山区桥涵外业调查

许多公路桥梁的建设需要穿越山区，相比较平原绿洲地区而言，山区的地形地貌往往会更为复杂，而且会出现诸多不良地质地貌，影响具体的桥梁和公路建设施工。在某些特定的山区，由于其面临的气候条件较为独特，因此在固定季节内很容易发生山体滑坡、泥石流等地质灾害。因此，山区的外业调查工作压力要远远大于平原绿洲区域。设计人员在具体的数据统计和分析过程中，要进行详细的地质勘查工作，全面分析相应区域的降水、洪涝灾害情况以及地质灾害发生的规律。如果该区域内设有水文站，在外业调查过程中，设计人员就应当到水文站收集历年的河流洪峰数据，这能够为相应的桥梁工程建设和桥涵设计提供一定的数据支撑，让最终所设计出的施工方案更加贴合当地的实际情况[2]。

1.3 改扩建桥涵外业调查

如果某地原本进行过桥梁施工，但现阶段的桥梁工程建设已经无法满足当地的公共交通需求，或现阶段所使用的桥梁公路在使用性能方面存在一定的偏差，设计人员就需要通过改扩建的方式，革新原有的桥梁公路建设，通过新建公路和桥梁促进当地的公共交通发展。相比较上述不同地形条件下的桥涵外业调查工作而言，改扩建的桥涵外业调查在数据收集和整理方面会显得更为轻松。

由于原本的桥梁施工建设已经收集了一部分目标区域内的数据信息，因此在外业调查过程中，设计人员可直接使用原有的数据信息展开数据交流和讨论工作，甚至通过分析原有桥梁的竣工图来探讨桥梁的具体结构和尺寸，通过优化和改良的方式来完成新的桥涵设计。但需要注意的是，不同区域原有桥梁的实际使用状况存在明显差别，原有桥梁的施工质量和设计合理性也存在较为明显的差异化特征，并非所有区域内的原有桥梁都可作为新桥梁改进与完善的参考，有些地区的公路桥梁改扩建工作需要在推翻原有设计的基础上完成，因此设计人员需要视具体情况加以讨论[3]。

1.4 基础资料收集和意见征求工作

外业调查工作并不是内指性的，并不是只依靠内部人员的相互交流和讨论便可制定出贴合实际情况的条款设计方案。理想状态下的外业调查工作离不开当地政府的协助、其他行业单位的支持，以及桥梁公路建设沿线居民的意见传递。在具体的外业调查工作推进过程中，设计人员应尽可能地收集与当地远期规划和发展相关的建设性资料，并通过与不同行业单位友好交流互动方式的应用，全面征集不同单位在桥梁涵洞位置通道设计方面的意见或建议。实际上不论是电力行业、电信行业还是其他相关单位和企业，在桥涵设计方面都具有一定的发言权。特别是自来水管道、天然气管道以及其他管道相互交织、排布复杂的绿色平原区域，其桥涵设计位置更需要设计人员慎重考量[4]。相应设计人员最好邀请其他行业或单位设计人员一同完成现场勘查工作，只有如此，在外业调查的过程中，设计人员才能够全面厘清当地的管线排布情况和准确位置，让桥涵设计方案更贴合当地实际情况。

除此之外，在具体的管线拆迁或保护政策了解过程中，设计人员还需要与当地的政府部门进行积极的沟通和交流，通过签订纸面协议的方式完成外业调查工作，争取让其所制定出的桥涵设计方案能够在施工过程中得到全面的落实（常见桥涵设计种类如图1所示）。

图1 常见桥涵设计种类

2 不同建设条件下桥涵设计优化措施分析

2.1 平原绿洲区的桥涵优化设计

相比较山区而言，平原绿洲区的地形地貌较为优越，因此往往是人口聚集的繁荣区域。该区域内的路网较为发达，灌溉系统复杂多样，沿线村庄城镇较多，因此在桥涵设计的过程中设计人员应当优先考虑使用分离式立交和涵洞通道，只有如此才能够全面满足当地居民的正常生活需求。

除此之外，在平原区的桥涵设计过程中，设计人员还应当尽可能以减少对耕地面积的侵占为前提来优化设计方案，争取让相应的桥涵设计更为经济安全，更能满足当地居民的生产建设需求。但需要注意的是，在这一过程中施工技术人员很可能无法把控公路桥梁的路基填土高度，最终导致桥涵构造物的净空受损。为了使这一问题得到解决，在具体的施工阶段，施工人员应当适当地进行原地面下挖工作，尽最大可能地保障桥涵净空。如果不使用原地面下挖方式，而继续沿用原地面控制理念，那么很可能导致桥梁在施工完成后出现系梁外露、有效桩长不足等现象。而在具体的施工建设过程中，设计人员不可避免地要完成排水设计和改路设计，在相应设计推进的过程中，施工人员应当合理控制被交路的最低点，使其最低点尽可能地放置在桥涵宽度范围之外，否则桥下很可能出现积水[5]。

2.2 山区的桥涵优化设计

不同山区的桥涵设计因素需要关注的点有所不同，但不论如何山区的桥涵设计都具有一定的共性。大部分山区都很容易出现泥石流、山体滑坡等地质灾害，因此在具体的桥涵设计过程中，施工人员应当尽量回避地质灾害高发频段。如果无法回避这些地段，那么在桥梁布设的过程中，设计人员应当尽量使用能够一孔跨越泥石流沟或滑动体的桥梁结构，只有如此才能够降低地质灾害触发严重交通安全事故的概率。除此之外，在具体的施工建设过程中，设计人员还应当采取必要的防护措施和手段，尽可能不要把桥墩布设在滑动体上，这也是一种降低交通安全事故出现概率的重要方式。但如果桥墩的设计无法避开滑动体，那么设计人员就需要花费更多的时间和精力，通过对滑动体处理方式的应用降低桥墩发生剪切破坏现象的概率。实际上，大部分山区都存在着地面高差较大的特征，因此在具体的桥梁设计过程中，大部分设计人员都会选择采用高端方式完善桥梁设计。但高端设计展开的过程中，设计人员更应注意验算桥梁所处目标区域的地震烈度，只有如此才能够尽可能地推演出桥墩所需要具备的抗震性能。若桥墩抗震性能无法应对其目标所处地区的地震烈度，桥梁在使用过程中就会出现各类危险状况，最终影响到出行人员的人身安全[6]。

2.3 改扩建桥涵优化设计

在现阶段的桥梁改扩建过程中，大部分设计人员都会通过桥涵拼宽的方式完成相应的改扩建工作。现阶段所使用的桥梁拼宽方式主要有两种：一种是上部结构连接、下部结构不连接的方式；另一种是上下部结构均匀连接的方式。相比较后一种方式而言，前一种方式使用的概率更大，因为在拼宽过程中新建的拼接部分很可能与原结构存在不均匀沉降的现象。但不论如何，在具体的拼接阶段，设计人员都应当确定相应拼接的刚度和强度，唯有如此才能使桥梁达到理想状态。

在具体的桥梁使用过程中，由于原有桥梁公路的施工年代较为久远，因此很难达到扩建后的高标准和要求，这就意味着在改扩建过程中，施工人员需要全面革新原有的桥梁设计，如果原有的构造物无法适应改扩建后的总体指标要求，那么就不能在原有桥梁设计基础上完成改扩建工作。

2.4 绿色公路桥涵优化设计

由于绿色节能可持续发展理念已经渗透到社会各行业中，因此在公路桥梁的施工建设过程中工作团队和技术人员应遵循相应的绿色节能可持续发展理念，完成桥涵优化设计工作。实际上早在2016 年，交通运输部就颁布了与绿色公路桥涵设计相关联的政策性指导意见。交通运输部指出，未来的公路桥梁建设应当尽量体现绿色环保的特征和性能，只有如此才能够在尽可能降低对周遭环境破坏的基础上，达到良好的公共运输效果。在具体的桥涵优化设计过程中，设计人员应当尽可能地考虑相应设计施工完成所需要使用到的施工材料，以及施工完成后桥梁能够使用的寿命周期。如果其所需要使用到的施工材料容易对周遭的环境产生影响和破坏，或其施工完成后所能够使用的寿命周期并不理想，那么相应的桥涵施工方案就应当得到进一步的完善与优化。唯有不断研发和使用新材料，才能使桥涵优化设计在具体的施工建设过程中达到理想状态，施工人员才能尽可能地降低桥涵优化设计对周遭环境造成的负面影响。在考虑最终使用寿命周期的过程中，优化设计人员需要节约施工成本，降低后期修整翻新的概率。

2.5 桥涵优化设计的后续服务

除了要根据当前施工目的地的实际情况完成桥涵的优化设计外，设计人员还需要重视桥涵优化设计的后续服务工作。在施工前后，技术人员需要完成相应的技术交底，明确桥涵设计的详细步骤和内容，并对后续服务工作中可能遭遇的问题和困境展开深入的分析和研究，制定出具有可行性的应对策略，推动后续服务工作的顺利进行。这就意味着参与桥涵优化设计后续服务的设计人员，本身也需要具备一定的专业技能和职业道德修养。因此，相应设计人员需要在公路桥梁施工行业建设和发展的时代进程中不断自我学习、自我充实，争取使自身的设计理念和后续服务能力达到更为理想的状态。

3 结语

总而言之，常规桥涵设计质量会直接影响到公路桥梁建设的最终效果，而不同建设条件下的桥涵设计工作侧重点有所不同，因此技术人员需要把握不同条件下的桥涵设计特点，借此提升桥涵设计的最终效果和质量，争取让公路桥梁建设在满足人民群众日常出行需求方面发挥更大的作用。