浅议道路桥梁工程设计关键技术

胡迎新

（1.中南大学，湖南长沙 410075；2.湖南中大设计院有限公司，湖南长沙 410075）

0 引言

道路桥梁设计方案的合理性对实际施工产生直接影响，在快速发展的当下，一个好的施工设计可以保障人们的交通和出行安全，如果一个不好的施工设计，不仅无法达到促进经济发展的目的，反而会造成巨大的社会安全问题。所以如果想要使道路桥梁工作的安全和质量得到保障，必须从源头抓起，从开始设计的环节就需要关注，层层把控、层层分析可能存在的问题。及时发现可能存在的隐患，分析隐患形成的原因，找寻解决方案各个击破，为道路桥梁的质量保驾护航。

1 关于设计过程中的方案的重要性

1.1 从哪些方面选择方案

在进行设计方案的选择时，需要从几个大的方面进行挑选。

首先，需要结合工程预算，使选择的方案能够在更优等的情况下，更具经济性。例如，如果两种设计方案都很符合项目需求，但是其中一种相较于另外一种更具经济性，灵活性也更加强，很明显，在选择时，一定是选择前者。

其次，在经济实惠的前提下，已经确定了几种方案，缩小了选择范围，这时需要去看哪些方案的施工技术更容易实施[1]，抑或是更加智能，更加符合实际项目的需要。

最后，考虑其他条件确认最终方案，如建设的适用性、建设的周期、建设材料的获取难易程度等来帮助锁定最终的设计方案。

因此，在道路桥梁设计方案的选择中，可以看到，选择设计方案的宗旨依然不外乎人力、财力和物力。围绕着这3 个大点，再结合设计领域新兴的科学技术，在一份相对完善的设计模板上进行简单的改进，就可以获得一份能够最大程度上满足各种条件的设计方案，在基础上保证了设计方案的科学性。

1.2 如何选择方案

前文提到的方案选择只是对最基础方案的确认。但是在实际道路桥梁的施工过程中，影响施工的因素非常多，所以在探讨道路桥梁的具体施工方案时，需要结合实际的施工特点进行选择。这就要求设计人员拥有丰富的设计知识储备和设计经验，通过知识储备和积累的经验判定合适的方案，保证最终确认的方案符合实际需求。拥有这样的基本素质，设计人员才可以在选择方案时分析方案的不足。还要求设计人员可以对设计方案进行综合的分析，注重客观和科学，选择最为合理的施工方案[2]。设计人员必须层层分析，层层把关，从最终的质量结果入手，为道路桥梁的施工工作选择最为上乘的施工设计方案。

2 关于设计过程中的关键技术

2.1 各关键节点下存在的安全隐患

道路桥梁与其他的道路设计存在差异，由于本身是桥梁，所以相对于一般的道路来说，桥体本身就存在很多道路不存在的问题。所以，首先来看下桥体本身存在哪些安全隐患？从桥体开始说起，桥梁是一个拼接式的结构，存在很多缝隙之间的连接工艺。而与一般的道路不同，桥梁的缝隙连接工艺一旦出现问题，就会直接导致桥梁的不规整，进而发展成为阶梯式的坎，而形成这种坎的主要原因是桥梁在各个阶段存在一定的沉降，沉降的幅度不同直接导致了阶梯的出现[3]。车辆在这样的阶梯桥梁上行驶，非常容易出现安全隐患，如翻车、跳车等，出现隐患也是对桥梁的二次伤害。因此，在进行桥梁材料的选择时，应选择透水性更好的材料，并且考虑加固处理的周期和出现沉降时的补救方案，可以很好地预防这种问题的出现。

除此之外，桥面的裂缝也是道路桥梁工程中常见的问题。除了本身材料磨损，设计和施工标准不达标也是产生裂缝的原因之一。如，在设计桥面时，施工标准一般沿用道路的施工标准，自然无法满足桥面对于硬度和承受能力的需求。因此在设计时，需要选择适合的施工标准，精确到使用什么样的材料，使用哪种机械设备，如何进行加工等。除此之外，也要考虑实际应用。如，道路桥梁设计时应考虑通行车辆的类型、车载量等，从而计算磨损的程度，换算应该增加的厚度。

桥体和桥面本身存在的问题，还受桥柱埋设深浅的影响。在不同的环境条件下，桥柱的埋设深浅是不同的。这时就要求设计人员进行现场勘察，明确现场是否存在长期性冻土、沙土等不稳定的结构，明确现场的季节变化等。在明晰这些之后，才能够对桥柱埋设的深浅进行最为合理的设计。

在了解桥体本身可能存在的安全隐患后，也要考虑道路施工存在的各种问题。

地基路面沉降是施工过程中普遍存在的问题，露天的状态下进行道路施工是地基路面沉降发生的主要原因。在实际的施工过程中，产生的各种水热反应影响了工程周边植被的生长，植被生长一旦遭到破坏，就会对地基造成影响，地基不稳，路面沉降的问题自然就随之出现。因此，在进行施工设计的时候，需重点考虑施工的方式。露天环境下，施工材料的含水量会出现非常大的变化，可能无法应对外部带来的压力，随着时间的流逝，就会陆续出现路面变形的情况，雨水的冲刷也会导致地基水土流失，进而导致路面的硬度下降，路面的沉降由此发生。以上提到的这些点，都是在施工设计中需要重点关注和考察的关键节点，简言之，需要实地考察，明确施工地的降水量、植被情况、土壤情况，针对性地设计应对方案，就可以在很大程度上避免问题的发生。

除了地基，施工建设的各类工件也是设计中不可忽视的一个部分。工件的受腐蚀程度会直接影响道路桥梁的质量。在道路桥梁的施工过程中，钢筋是最重要的工件之一，在整个工程中起着非常重要的支撑作用，但钢筋腐蚀又是非常常见的问题。因此，在工程设计的过程中如果没有考虑钢筋的保护问题，长期将钢筋结构裸露在外面，就会直接导致钢筋受到雨水腐蚀和空气氧化，渐渐失去了本身的承载作用。设计中可以考虑用混凝土包裹钢筋，有效地防止钢筋接触氧气和水分，避免钢筋腐蚀后断裂，保证道路桥梁内部结构的稳定性。

2.2 关键技术中安全隐患形成的原因分析

在上文归纳分析安全隐患时，就暴露出了关键技术出现问题的原因：设计时思考不全面以及涉及理念的缺乏。

在实际道路桥梁的设计阶段，问题多而繁杂，设计人员很难考虑得面面俱到，很多细节点的交互容易被忽略，加上利益导向和时间的要求，设计图纸需要在短时间内输出，因此很多隐性的问题就会被忽视，，例如钢筋腐蚀[4]。更有甚者，套用其他项目的设计模板，不经过实际的现场勘验，直接设计，导致很多地方不符合实际需求，但是施工人员又需要按照设计方案进行施工，最终导致桥体沉陷、桥面断裂等问题。

同时，社会的发展日新月异，道路桥梁的设计需求也在不断地发生变化，但是很少有设计人员能够与时俱进，通过最新的技术和理念考虑项目设计方案。如今能够拥有扎实的设计基础，且愿意不断学习和创新的设计人员少之又少，一味地根据经验，墨守成规，设计理念落后，没有长远合理的规划，导致安全隐患的发生。另外，设计量巨大，要求的设计工时非常短，一旦出现这种“赶工时”的情况，必然以牺牲质量为代价。例如，强压之下，设计人员很难在设计的时候考虑到各项参数，以及每个模块之间的耦合逻辑，设计的桥头、桥柱和桥面从单个角度来看是可以符合设计需求的，但这3 个模块有非常强的耦合性，需要大量的数据验证这3 个模块的数据结合是否合理，时间的压迫会直接导致验证过程被忽略，也很难被发现。除此之外，需要考虑到在实际的施工环境中，各类病害发生的概率，要求在设计时通过加权的方式弥补病害带来的缺陷，从而达到一个平衡。

当然，也存在一些非主观因素上的问题导致关键技术被忽略，道路桥梁的安全受到影响。最为明显的就是，如今购买私家车的人数大幅度增加，车辆的往来频率也大大增加，这些成为道路桥梁在实际施工过程中必须要承载的重力，但这一现象却很容易成为道路桥梁施工设计中被忽视的一个要点，在设计时没有留有富余的承载力，不断增加的车辆成为压垮桥梁道路的最后一根稻草，行车安全受到威胁。

整体来说，设计和施工为了赶工期，潦草进行，缩短施工周期，施工过程中偷工减料，项目外包等都会成最终质量影响的重锤。

2.3 针对安全隐患解决优化的方案

保障道路桥梁本身结构的安全合理性，是工程设计中的重中之重，这不仅影响着道路桥梁的质量，也对后期的养护造成直接的影响[5]。所以在方案设计中，不仅需要体现出道路桥梁的用料和施工技术的重要性，也要着重展示后期养护和维护的必要，才能在发现问题时快速解决问题，避免在使用的过程中出现异常。

从设计上思考周全，明确重点，尽可能地降低因为设计的欠缺而带来的质量隐患，避免因为情况的恶化而投入更大的维修成本。因此在设计的过程中，需要综合考虑工程建设的现场情况，无论是生态环境、地质变化，还是交通量的变化等，都会不同程度地增加桥梁的事故率。通过实际情况的勘察和调研，设计方案要考虑这些变化，输出一份优质的设计方案是保障桥梁工程质量的基础。

确保设计方案的可行性也是很重要的。通过积极与施工单位沟通，交谈对实际情况的勘测，结合实际情况，输出不仅符合期望也符合实际的设计方案，才是保证实际施工质量。首先，需要深入地与项目方交谈，明确最终落地的期望，以及各项施工标准，结合各项条款要求，需大致勾勒基础的设计方案，达成方向上的一致。其次，在明确方向之后，设计人员需要通过实际调研、实地考察，认真记录和考虑实际情况对设计方案的影响。在输出最终的设计方案之前，需要不断与项目及施工方沟通细节，确保达成一致，降低在施工后期出现分歧的可能性。通过设计、改进和优化的方式，输出最终的设计方案，并及时地将方案提交给各个相关部门审批，由各部门针对自己的专项提出更为合理的修改建议，及时整改设计人员没有关注到的重点或者漏洞。

达到以上条件需要相关人员具备更为专业的素养。首先，需要确保相关人员拥有强硬的专业技能，专业技能才是必要条件。例如，要求管理人员拥有专业的素养和工作态度，能够做到专业解惑的同时，也可以具备合理的管理能力。设计人员能要拥有专业的技术水平，这样才能保证设计方案的合理和完善。从方方面面加强各模块人员的专业水平，提升整体项目相关人员的专业素养。所以各单位也需要做好专业技能和专业知识的重点培训，保证各相关方都可以在时代的发展下与时俱进，加强整个队伍的思想建设，构建完善的人员评价体系，全方位地提升队伍素养，打造一支拥有高责任心和积极性的强大的设计团队。

3 结语

道路桥梁的建设是为了更好地满足人们的出行需求，达到缩短两地之间距离的目标，推动各地的贯通，加快经济的发展。因此，在进行道路桥梁工程的建设过程中，首要关注设计，打好设计的基础，更加合理、经济、科学地完成道路桥梁的建设，降低维护成本，提升出行安全率，降低因为施工设计的不足而带来的交通威胁。