浅谈道路桥梁设计中存在的问题及对策

    道路桥梁设计最重要的任务是找出最经济合理结构方案，然后是结构分析与构建连接，并且用符合规范的安全系数来保证结构是安全的。然而，在我国的道路桥梁设计领域，尤其是桥梁设计施工和使用期的安全性问题方面有许多地方需要改进。目前来看，很多设计人员在道路桥梁的设计中只满足规范所规定的最低安全需要，经常忽视结构体系、结构材料、结构构造、结构耐久性等问题，忽视从设计、施工到投入使用整个过程中可能经常出现的人为错误，以致加强和保证结构安全性工作做得不足，使得我国道路桥梁设计中经常会出现图式和受力路线不够明确，导致整个桥梁受力不够均匀；混凝土强度等级低、钢筋直径小、保护层厚度小而影响耐久性和安全性；结构整体性和延性不足，缺乏足够的冗余性等各种各样的问题。

    在生活中我们经常会看到才投入使用5至10年的桥梁就出现了安全性问题，然而在调查时并没有发现有严重的设计问题，就是因为设计人员要求过低，只满足设计规范的强度要求，而没有更进一步结合实际情况，这就要求设计人员重视起来，对结构本性有正确的认识，积累经验，在道路桥梁设计时从材料、构造等各个方面采取有效措施，全面考虑，保证结构的强度和耐久性。

    最近几年我国经济社会迅速发展，基础设施建设也随着大力发展，道路桥梁的施工也越来越多，各类大桥完工也越来越多。然而，却也逐渐出现一种趋势，那就是施工速度越来越快，施工周期越来越短。如此一来，安全问题很可能也会随之而来，因为道路桥梁对安全性、耐久性都有着很高的要求，如果设计、施工周期太短，势必会减少安全性方面的考虑，很多隐患可能就在不知不觉中留下了。比如有些施工方因为承包价格较低，为了保证足够的利润，经常会采取将工程分包给资质低、经验不足的工程队，以此降低成本，如果层层分包，就会发生较多的以次充好、偷工减料等现象；另外，当今市场存在着一定程度的假冒伪劣现象，钢筋、器材、水泥、基础工程材料等等道路桥梁施工各个阶段所需材料都有可能用到假冒伪劣产品，如果遇到黑心包工，再加上监管疏忽，难免会出现将不合格材料用于工程，最后的结果必然是工程质量无法达到规范要求和设计标准，道路桥梁安全性也就得不到绝对保证，更别说必要的安全冗余了。

    桥梁在投入使用后就进入了维护阶段，良好的维护工作能够保证桥梁始终处于安全状态，及时发现并解决可能出现的问题。然而，现如今我国的道路桥梁维护工作缺乏系统性，不能有效的对桥梁全寿命过程进行管理，对桥梁耐久性不足有着很大的影响。很多时候，桥梁的维修都是在不得不修的情况下甚至事故之后才进行的，而不是在最佳修理时间，使得维修效果不尽如人意。正确的方法是要把整个区域的道路桥梁作为一个系统工程进行研究，统筹考虑、合理安排，在设计阶段就要做好维修保养的规划。

    道路桥梁在投入使用后，会受到车辆、地震、风、超载、疲劳等各种外来因素的影响和作用，以及桥梁本身所用材料自身性能的不断退化，那么桥梁就不可避免地会出现结构的损伤和劣化。虽然我国的道路桥梁设计及施工技术都取得了长足的进步，只要规范设计、施工，出现倒塌和严重损害的例子很少，但仍有许多桥梁因为耐久性问题不得不提前修理，不仅影响正常使用，还增加了经济支出。

    事实说明，道路桥梁需要重视耐久性设计，研究表明，在保证了施工和材料方面的和理性之后，设计上的缺陷是影响耐久性的重要因素。目前，国内对于道路桥梁耐久性的研究主要停留在材料和统计分析的角度，对于从设计方面改善耐久性问题研究不足，需要引起足够的重视，从定量分析方面去研究耐久性问题。

    道路桥梁在使用中难免会出现超载的情况，对于设计方来说，需要特别关注由于通行车流量超过原设计最大流量的问题，因为这已成为我国道路运输的普遍问题。超载所带来的影响是巨大的，不仅会造成道路桥梁的疲劳问题，更重要的是使桥梁疲劳盈利幅度增加，以致损伤加剧，长久以往，极易造成桥梁结构的破坏从而引发事故，并且，因为超载所造成的桥梁内部损伤是不可恢复的，这对桥梁的安全性和耐久性是很大的威胁。因此，设计者在设计工作中要重视这一问题，充分考虑桥梁所在地区的车流量，经过充分调研，掌握最准确的数字，不仅考虑现在，还要考虑桥梁寿命内的将来，保证设计流量能满足该地区的最大负载量，只有这样才能保证充分安全。

    附属工程是道路桥梁的重要组成部分，关系到通行的方便性、安全性以及后期维护的顺利展开等方方面面，设计人员必须充分考虑这些问题。

    首先大桥、特大桥桥头应根据情况增设紧急停车带，以方便日后养护施工工作的展开；其次，对于桥下机动车可以通行的部分，桥头的隔离栅可以适当设置“活动门”，以方便养护物资的搬运；第三，如果通道附近设置了蒸发池或渗进，则必须设置刺铁丝网，并安装警示牌。

    疲劳损伤曾经一直被视为刚桥梁设计中的核心和主要问题，因为钢结构疲劳会导致钢材开裂，从而有可能引起桥梁垮塌。

    道路桥梁结构所承受的风荷载、车辆荷载等属于动荷载，这些荷载会在桥梁结构内产生循环变化的应力，引起结构的振动和累积疲劳损伤，再加上桥梁建造所使用的材料不是均匀的与连续的，而是存在着许多很微小的缺陷，那么这些缺陷在在循环荷载的作用下会逐渐发展、合并，形成损伤，积累地多了就会在材料上形成裂纹，如果对这些裂纹控制不好，就会导致材料和结构的脆性断裂，带来安全问题。近年来，我国关于桥梁疲劳损伤的研究在逐步发展，由于混凝土结构的发展，这一问题已经得到了很好的控制，但是对于由于有些钢筋混凝土构件在使用期由于受到腐蚀，其动态性能和疲劳性研究的难度仍然很大，这方面的研究需要加强。

    下部构造是道路桥梁的重要组成部分，理应受到重视。

    在实际中，同一桥梁下部构造结构形式应统一，以避免因为不统一问题所带来的不均匀沉降；有些轻型桥台因为高度大、台后土压力大，为保证安全，有必要对台身进行受力验算；支座垫石水泥混凝土应该保证和盖梁相同的强度，最好使用与改良混凝土整体浇注的方法设计施工；有些桥梁在采用扩大基础的桥涵设计时，应在设计和施工文件中明确对地基承载力的要求，对于存在软弱地基的，要给出具体处理方案。

    总而言之，道路桥梁设计是一个复杂的系统工程，随着我国基础建设的迅速发展，道路桥梁的耐久性问题也应该越来越引起足够的重视。道路桥梁设计人员在桥梁设计过程中，不仅要满足规范的要求，还要综合考虑所涉及道路桥梁所处的环境，包括自然环境、人为因素、承担车流量等，借鉴国内外成功经验，争取将桥梁设计工作做到最好，减少后期可能出现的各种问题。