路桥设计构思及问题研究

路桥设计构思及问题研究

张帆

广州市市政设计研究总院

摘要：经济的发展，为交通发展提供了大量的资金，而交通道路的发展则为经济发展提供了条件，因此任何一个国家都十分关心本国的交通事业。路桥设计是交通建设最为重要的内容，其设计水平直接关系到路桥的使用寿命，也关系到交通建设发展水平。为了使路桥设计达到标准要求，设计人员需要选择一种优良的构思方式，本文介绍了一体化设计构思方法，此种构思方法比较先进。首先对传统路桥设计构思弊端进行了阐释，其次对一体化路桥的具体构思进行了阐释，仅供参考借鉴。

关键词：路桥设计；构思；问题；

由于城市交通道路问题越发的严重，为了能够有效的缓解这一问题，路桥建设成为首选。而科学合理的路桥设计方案则是解决交通问题的关键手段，因此路桥建设过程中，路桥设计成为重点关注的问题。良好的路桥设计方案，不仅会提高路桥的使用寿命，对过往车辆与行人的生命也有一定的保障。近些年，我国有很多路桥事故，归结起来，大部分都是由于设计方案不够科学合理，由此可见，路桥设计的重要性。

1.桥梁中进行结构化设计的必要性

（1）现代化建设需要结构化设计

传统的路桥设计开展首先是设计人员通过对原有经验的总结根据实际施工应用的施工材料和工艺来确定大致的路桥结构框架。然后根据相关的数据分析来进行详细的路桥结构的设计，保障整个路桥施工的稳定使用。现代化的结构设计不仅是基于实际施工的要求来开展设计，同时对于后期的路桥工程的优化方案也是有充分的准备，这和传统的设计方案比较起来更加能保证路桥施工的质量和工程进度的顺利性。同时现代化结构设计也对整个路桥工程的可行性和安全性进行详细的数据分析，这样路桥工程无论是在使用价值还是在经济价值上都能够达到一个最佳的状态。所以将现代化结构设计应用到路桥设计中是非常必要的。

（2）结构化设计是桥梁设计方法的最优选择

与传统的桥梁设计方法相比而言，结构化设计方法主要是由自动向下细化、模块化和结构化程序设计等程序化设计发展演变而来的，其主要思路是将设计分为具有单一功能且相互独立的模块结构，在结构化设计中主要有两种设计方法，一种是详细设计，一种是概要设计，而这两种设计方法都是通过结构图对设计阶段进行描述的。例如，桥头搭板的结构设计在桥梁工程应用过程中，不仅对搭板宽度、厚度和长度进行了适当的调整，对搭板埋设的深度也进行了科学的计算和调整，从而实现相对优越的桥头搭板结构。结构化设计通过充分利用电脑计算机对桥梁进行设计，可以更加简便地运算出结构化设计的相关数据，并且计算机计算的数据准确度较高，促使设计的结果与现实中的实物更加接近，从而保证道路桥梁设计不会出现可避免的错误。在现代化桥梁设计中，加强结构化设计不仅能够满足桥梁快速发展的需求，也是桥梁设计方法的唯一最优选择。

2.路桥设计领域的常见问题与技术创新

路桥工程中包含道路工程和桥梁工程，二者之间是相互依存的关系。在路桥设计中让设计人员最困扰的问题就是道路和桥梁的设计是否能够合理地衔接，这也是决定路桥设计是否科学的一个标准。其中桥头跳车问题也是当前路桥工程中比较复杂的工程部分，而出现这个问题的原因通常来说就是道路和桥梁之间没有合理衔接，具体的表现为错台现象和坡面角度突变现象。

（1）桥头引道软土地基设计未做合理地处理

有些路桥工程所处地段属于软土地基，而因为地基沉降问题导致桥头跳车现象经常发生，严重影响了工程质量。下面我们就具体分析一下产生桥头跳车问题的原因。在工程设计阶段，由于工程勘察人员钻探的孔太少，钻探的深度不够，没有及时发现软土地基，或者对于钻探数据的分析不够深入，没有对周围软土地基范围有明确的划分，进而在发现软土地基时没有及时有效地采取措施进行处理或者采取的处理方式不够科学。相关人员所选择的软土地基计算方法和实际软基情况不相符，使得计算结果和实际情况存在差距。在桥头引道工程中就是因为软基的存在，同时填土压实度不符合要求，雨水的冲刷造成路堤强度降低，导致桥体发生沉降现象。但是当前在工程规范中容许对桥台基础设计沉降值进行控制设计。交通部出台的路基施工规范中明确规定了道路和桥梁连接处的最大沉降值10cm，同时要求连续观察二到三个月，保证观测的沉降值每个月不能超过6mm，才能够进行接下来的路桥工程。

（2）搭板的不合理设计

针对于路桥过渡阶段的不均匀沉降问题有很多的解决方式，当前最为常用的就是桥头设置搭板方法。但是通过大量的工程实践发现，这种解决方式由于施工单位重视程度不够，使得在施工工程中不能够有效地控制不均匀沉降问题。此外，搭板设计不合理也是造成桥头路堤过高的一个重要原因。相关工程规范要求搭板长度能够跨越桥台台背没有压实的土体，并根据搭板的受力情况，通过简支梁来计算出搭板的合理长度。

通过对上述两点问题进行分析，作为工程施工单位应该加强路桥一体化设计，同时应该保证该设计不受造价因素影响而对大河流进行小跨径桥梁。针对路桥工程中的不同地基情况，制定出合适的施工方法和处理措施。针对沥青或者水泥混凝土路面，应该在桥台连接处增加变厚式水泥混凝土埋板。为了能够提高路桥连接处整体的抗力程度，需要在变厚式水泥混凝土埋板下面使用强度以及回弹值比较高的路面施工材料，这种施工方式还能够控制不均匀沉降以及使出现错台的幅度变小，同时还能够保证连接处的刚柔层次呈现递进式增长。根据桥梁长度的情况在桥头设置过渡性路面，在路基沉降完成之后再铺设原来设计的路面。过去的设计原则是道路工程和桥梁工程分别设计，在减少桥梁沉降问题上也只是分析不同沉降现象之间差别的原因，并没有做出其他考虑，这就使得桥梁过渡段出现质量问题，影响路桥工程建设的整体性能。

（3）对工后沉降问题的创新解决方案

路桥一体化设计是对桥梁和过渡段沉降的综合考虑，在桥梁边跨桩基工程中为了避免沉降问题的出现，经常使用的方式是调节桩数和桩长，使桩基沉降从桥梁的主跨向边跨逐渐增加，使得边跨桥墩的沉降度和桥坡填土的沉降度达到一致的状态。这种处理方式能够在不对桥坡进行特殊处理的情况下就能够实现协同沉降的目的。为了协同沉降就需要桥梁设计人员能够对桥坡出现沉降问题的情况进行分析，把软土地基处理方法和桥梁基础设计相结合，解决了桥梁沉降问题，加强了路桥连接的稳固性，提高了路桥工程的整体质量。

作为传统的桥头跳车治理措施，桥坡段的沉降控制与处理，已经在设计和施工过程中积累了相当丰富的工程经验。在实际工程中不仅对桥坡软土地基采取了各种处理措施，也取得了大量的实测资料，因此，桥坡段的沉降处理方案有大量的经验可以借鉴参考。在传统的路桥设计中，桥梁桩基采用的常规桩基础的设计方法。设计指导思想从强度出发，承载力作为设计的控制指标，而沉降作为验算校核指标。此外，在承载力的设计中仅仅考虑桩的承载作用，并给予安全系数为2的安全度，未考虑承台的持荷作用。因此，没在传统的强度控制设计思想下，桥梁桩基础往往具有大于2的强度安全储备，并且沉降很小。由此可见，解决该问题重在如何有效的控制桥梁基础沉降，使之满足设计要求。

总而言之，防止沉降的关键可以分为如下几点：第一，选择适宜的桥坡软基处理方法，并对处理后软基的沉降量，沉降速率进行分析；第二，采用按沉降控制的设计思想，设计桥梁桩基础，对桥梁桩基的总沉降量及沉降速率进行计算分析；第三，在目前摸索阶段，为确保工程安全，对基于沉降预测进行设计的边跨桩墩施工时预埋注浆管。

3.路桥建设设计注意事项

（1）桥梁在建设和实际运营中必然会存在一些损耗

例如车辆在行驶过程中速度过高，恶劣的环境，维修不合理，养护不到位等问题，还可能会遇到一些突发性的地质性灾害都会对桥梁产生一定程度的破坏，所以在对桥梁设计时要注重结构的耐久性。车辆超载不仅会对路桥造成损害，也会存在重大的安全隐患，很容易造成重大的交通事故，因此交通管理部门和公路管理部门需要联合起来，以保证路桥在预计的使用寿命内正常安全运营与服务。

（2）路桥防水工作

防水层是路桥工程对雨水破坏的保护伞，在进行路桥工程的施工建设中是不可缺少的一部分，其主要被设计在路桥工程的桥面与铺装层之间，这样的施工技术设计既可以有效的防止雨水、污水、雪水等透过缝隙渗入到混凝土的内部，又可连接路桥的桥梁部分、伸缩缝、接缝以及主梁等各个部位，从而防止腐蚀的发生。由于路桥工程特殊的用途和所处的独特环境，所以路桥工程的防水必须要求有较高的系统性和整体性。因此路基及其他的排水系统必须要与路桥的防水系统高度保持一致，以能保证路桥的积水能够及时的排除。为了增强路桥的施工质量及功能，需要在施工之前制定好蓝图，对施工材料质量要严格监控，不能让不达标的防水材料运到施工场地，严格控制路桥的施工厚度，要在其各项指标合适的情况下进行施工，这样对基层的成型有好处，同时也要加大对路桥防水的材料检测管控，选择质量优良的骨料品种，注重混凝土的结构及质量，采用科学先进的施工技术及工艺，避免出现开缝细缝等问题。路桥工程的使用寿命常常是高于桥梁工程的排水系统的使用寿命，并且路桥建筑的排水系统设施与其他的构件原理相同都需要进行定时的维修和检查，从而使其正常的功能得到发挥。

结语；

综上所述，可知对路桥设计的构思进行研究十分必要。传统的路桥设计构思方式是分割方式，即路与桥分开设计，这使得设计人员常常会忽视桥梁沉降的问题，而重点考虑桥坡沉降的问题，这会引发很多安全隐患。而新型的路桥设计构思方式是一体化构思方法，即路与桥一同设计。首先要确定一种处理软土地基的方法，同时对桥梁与桥坡的沉降量进行计量，尽可能将两者的沉降总量与沉降速率保持一致，在设计的过程中，监理单位也要进行长期的检测，确保设计质量。

参考文献；

（1）关于路桥设计构思及新技术探析_孔德贺

（2）路桥设计的构思及对新技术的研究_张嵩

（3）路桥设计的构思及其问题的研究_武莹

（4）浅谈路桥设计构思的一体化_刘宇

（5）浅谈路桥设计构思的一体化_朱峰

（6）浅析现代路桥设计中的结构设计应用_侯文静