摘要:本文介绍了道路桥梁设计的现状,对道路桥梁的设计原则及平纵线形组合以及衔接设计进行了分析探讨,针对道路桥梁设计所存在的问题进行了深入得分析研究。
关键词:道路桥梁,设计,问题,分析研究
一、我国道路桥梁设计的现状
桥梁设计是直接决定桥梁工程质量的灵魂,近年来,我国许多桥梁设计表面上大都达到了设计规范强度指标,但实际使用过程中部分桥梁仅仅几年时间就不同程度地出现了桥梁结构安全问题。因此,在道路桥梁设计时应该综合考虑构造、材料等因素,采取切实措施加强桥梁结构耐久性设计。
二、道路桥梁的设计原则及分析
1.道路、桥梁的设计原则
设计中资源利用是否经济合理,尊重实际,技术先进,实事求是,是否科学,完全取决于设计的水平和质量。具体而言,在设计中应
坚持以下原则:
(一)、在道路桥梁设计中,严格执行国家现行的设计规范和国家批准的技术标准。
(二)、设计中尽量采用标准化设计,积极推广应用“可靠性设计方法”、“结构优化设计方法”等现代设计方法。
(三)、设计中注意把握因地制宜,就地取材,节省建设资金的设计原则。在满足建设功能要求的同时,利用一切可能地节约投资、节
约多种资源,缩短建设工期。
(四)、道路桥梁设计中积极采用技术更加先进、经济上更加合理的新结构、新材料。道路桥梁的设计者应考虑对施工现场的水文、地质、气象、河道等基本状况做到熟悉、了解,对施工中存在疑问之处应重新调查或是勘察。从而能有效避免由于基础资料原因造成的安全问题。
2.设计中注意桥梁的线形安全
在过去的道路桥梁的设计中,为了方便现场施工,桥梁无论长短,往往布置成直线在桥梁的布线设计中,造成了超长的直线桥梁在大规模的桥梁设计中,而超短的直线急弯桥梁却成了小河以及山区的桥梁设计现状,增加了事故发生的概率性。
3.设计桥梁平曲线
根据实际调查分析的结果可知,就平曲线半径与事故关系的研究说明,小半径曲线段所发生的事故的可能性更大。时速为100km/h的道路桥梁,当桥梁的平曲线半径小于20Q0m,发生事故的概率明显提高,由此可作为曲线半径的安全下限。其他道路则以设计时速按照相应的比例进行取值。与此同时,缓和曲线的设置对圆曲线上的安全特性
4.设计桥梁的安全掌控
根据交通心理学的研究成果桥梁的直线长度不应超过以车辆计算形成速度7O秒的长度距离 在桥梁的平面设计中桥梁的直线段长度,中长直线的桥梁使驾车者的反应敏感度降低,车速较高,从而引发了交通安全事故。同向平曲线之间以短直线相连,形成了所谓的“断背曲线”,相应的车辆在行驶经过这样的线路时,往往将直线段看做两端曲线相反的弯曲,线形并不连接在一起。由此,同向曲线之间的最小直线长度不应小于设计车速(以Km/h)的6倍(长度以m)。综合上述研究成果,道路桥梁的直线长度过长和过短都将影响行车的安全,根据交通安全的理论分析,可通过计算得出道路桥梁适宜长度的数值。
三、平纵线形组合以及衔接设计
1.弯坡叠加桥梁的设计
根据直观状况分析,这样的设计形式并不利于行车。平面曲线阶段有纵坡存在,形成了弯坡叠加状况,是高速公路桥梁设计中的常见的形式。可通过对坡和弯的组合进行安全特性的研究和设计,利用设计指标求的DC 的值,并利用经验公式得到预测事故的值。同时对于预测事故值相对较大的区域,可采用工程改造,以增加标志等措施减少交
通安全隐患。
2.平面直线与曲线的联接
具体恰当的直线长度以及衔接曲线的半径取值,应根据桥梁的设计车速以及桥位的地形,确定道路安全的设计区间范围。在以前的设计过程中,桥梁的设计为了适应地形,从而造成了长直线与小半径的曲线相连,而根据道路行驶安全分析表明,长直线与小半径的曲线衔接处往往由于车辆高速行驶的惯性容易引发安全的隐患。
3.纵坡与平曲线的衔接设计
纵坡在于平曲线进行衔接的过程中,坡长越长、坡度越大,其所衔接的平曲线半径越小,发生事故的概率也将越大。根据相应的规律,在桥梁设计中通过计算由相同衔接方式的区段,并进行一定的改进。道路桥梁设计过程中,较长的下坡接上下半曲线是具有危险倾向的设计,容易导致车辆在高速行驶状况下驶入平曲线,从而造成事故隐患。
4.平衡桥梁上平面曲线与竖曲线
根据现有的研究结果表明,平竖曲线平衡的半径推荐值的设置应综合考虑安全和成本等要素。桥梁位于小半径如2000m 以下平曲线上并且竖曲线部分或全部重叠时,应充分考虑平曲线的半径大小平衡状况,从而有益于交通安全。
四、我国道路桥梁设计存在的问题
1.道路桥梁设计存在缺陷
在道路桥梁设计的过程中,设计者很容易出现考虑不全面的问题,从而出现设计缺陷。现实中,设计人员大多会认真考虑道路桥梁结构强度的计算结果设计要满足规范的要求,但在结构体系、结构材料、结构构造、结构维护、结构耐久性以及桥梁设计、施工到使用整个过程中可能经常会出现的各类人为因素等方面综合性考虑不够全面。
2. 道路桥梁设计方案过于陈旧
随着经济的飞速发展,道路桥梁建设规模日益加大,社会对道路桥梁的设计标准提出了更高层次的要求。然而,在设计方面,许多城市仍在沿用过去的道路桥梁设计方案,自然无法满足现实需求。面对交通事业的迅猛发展,原有的设计理念已经无法满足现实的交通状况。设计是道路桥梁工程的灵魂,它在很大程度上决定了桥梁工程的质量、造价、施工难易程度和工期长短等。缺少创新意识、经济指标跟不上以及设计观念落后造成的资源浪费、安全性问题已经对我国桥梁工程技术进步带来许多负面影响。
3.道路桥梁施工存在隐患
如今的道路桥梁施工速度惊人,施工周期越来越短。然而,过短的设计周期和施工工期未必是一件好事,这其中也随之留下了许多隐患问题。如施工方由于承包价格过低,甚至只包工而不包料,还有的连施工设备都得由业主租赁和购买,施工承包方仅剩下低于定额的工钱而已,他们为了不至于亏本,只能被迫分包给资质低、经验少的工程队施工。如此层层分包下去,降低成本、偷工减料、以次充好的现象经常发生,结果造成工程质量差,达不到规范和设计标准,对道路桥梁安全性造成严重威胁。此外,目前材料市场上还不同程度地存有假冒伪劣问题,钢材、水泥、器材、模板以及基础工程材料都有不同程度的质量问题。施工过程中,虽然有施工监理制度和质监制度,但漏洞加之不正之风盛行,要想做到高度负责和严格把关难度较大。
五、道路桥梁设计的建议
1.提高道路桥梁设计水平
桥梁设计水平是决定道路桥梁工程成败的关键所在,要给桥梁设计单位充足的时间,认真地进行科学合理的设计,同时必须遵循采用成熟技术的设计原则,绝不允许拿工程成败做试验,全力杜绝工程质量问题出现。设计过程中,还要处理好采用成熟技术与技术创新之间的关系,既不能提倡为创新而冒险,又要在设计中体现体现创新意识。作为桥梁设计人员,要熟悉施工工作,尽量选择施工风险较小、施工质量易于检查、控制的结构和施工方法。对于重大工程和工程关键部分,一定要用严谨的态度,科学的精神认真计算,杜绝因计算结果有误而引发的事故发生,同时注意与类似工程作好优化对比,保证万无一失。
2.提高道路桥梁工程质量
要用科学的眼光和可持续发展的观点审视道路桥梁的安全耐久性问题,提高桥梁结构的使用寿命,加强监测力度,及时对桥梁进行养护维修,桥梁的设计中要充分体现以桥梁全寿命期内的综合费用评价桥梁的经济性和社会效益。桥梁设计方面,设计单位要采用高度发展的计算机辅助手段精心设计,进行有效的快速优化和仿真分析,运用智能化制造系统在工厂生产部件,利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。要克服设计、施工周期短,中标价格低等不利因素,全力打造精品工程。建设质量方面,建设单位要对整个工程进行总体规划,做到有的放矢。不要采取低价中标的方法,要给施工企业生存空间。要知道,低价中标的施工企业如果要生存,只能通过变更设计来减少亏损,那样就无法保证施工质量、安全和进度。施工过程中,建设单位要为设计、施工、监理单位服好务,让他们全心全意地工作,确保质量安全。
结束语
道路桥梁设计是一个复杂系统的工程,设计中的隐患问题值得我们重视和思考。作为道路桥梁设计人员,我们要综合考虑多方面因素,根据具体桥梁做出科学合理的工程设计,道路桥梁设计隐患问题已成为威胁桥梁安全的重大问题急需解决,桥梁设计人员应该积极借鉴国内外成功经验和做法,在桥梁设计理念、结构体系和加强施工质量管理等多方面做好防患设计。只有这样,我们才能解决桥梁存在的隐患,保证道路桥梁的耐用性和安全性。
参考文献:
[1]胡长青.道路桥梁设计与施工[J].科协论坛(下半月),201l.(06).
[2]万敏.我国桥梁景观设计的现状与发展[J].桥梁建设,2002(06)
[5]郑茜茜.道路桥梁设计隐患问题研究[J].建设科技,2011.(06).
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