張競

（甘肅省建筑設計研究院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

道路與橋梁的設計方案對工程項目性能有直接影響，保證設計方案的合理性、強化施工技術管理對于提高工程項目整體質(zhì)量的意義重大。實際上，道路與橋梁的設計方案本身具有復雜性，在方案設計過程中需要設計人員能夠掌握設計方案要點，并優(yōu)化技術技術方案，這樣才能有效降低道路橋梁項目質(zhì)量缺陷的發(fā)生率，對于政工工程項目施工具有重要影響。

1 道路與橋梁設計方案分析

1.1 基本設計原則

為保證道路橋梁整體結構的穩(wěn)定性，設計人員在方案設計中應重點關注以下幾方面要求：其一，在結構尺寸上，應確保道路橋梁具有較高的強度，并且在剛度設定上應有效控制變形問題。在設計中應關注道路橋梁的穩(wěn)定性，尤其是要維持原形狀與原位置，避免因為各種原因造成道路橋梁位移。其二，在道路橋梁使用上，橋梁應滿足未來地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展要求，能確保100年內(nèi)設計基準期內(nèi)橋梁可以正常使用，并且支持通航、泄洪以及車輛通行的要求；同時設計人員也應充分考慮到道路橋梁綜合利用的要求，滿足管線搭載等各種工況的使用要求。其三，在經(jīng)濟要求上，道路與橋梁的設計應有效控制工程項目總成本?？梢栽谧袷匾虻刂埔嗽瓌t的基礎上，降低工程項目的施工難度并實現(xiàn)就地取材等。例如在橋梁設計中，設計的位置應考慮縮短兩岸運距的要求，順應地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，保證經(jīng)濟效益等。

1.2 橋梁平、縱、橫斷面設計

1.2.1 平面設計方案

第一，設計人員在設計方案中應確定橋位，其中橋梁與涵洞的位置應考慮道路的總體走向，例如為滿足路線彎道、水文等方面的要求后，在設計過程中可選擇斜橋或者彎橋；針對公路上的大型橋梁、中型橋梁，原則上設計人員應考慮路線走向的要求，此時可選擇在河道順直、水流穩(wěn)定且具有良好條件的河段上。

第二，在設計方案中，橋梁平曲面半徑、平曲線加高、加寬以及設置變速車道時應符合線路等級的規(guī)定。

1.2.2 縱斷面設計方案

橋梁斷面設計中應考慮以下因素的影響。

首先，在確定橋梁總跨徑中，設計人員應確保在橋梁使用年限內(nèi)，橋梁可以滿足通航、泄洪等功能要求，也要避免因為過度壓縮河床而不利于河岸變遷的情況。同時在設計方案中應考慮以下幾種特殊情況：第一，針對基礎埋深，在設計中可適當考慮增加沖刷等級，這種方法有助于適當減少總跨徑。第二，針對平原地區(qū)穩(wěn)定的寬灘河段，因為該位置具有漂流物少、流速平緩等特征，所以可以適當壓縮淺水流區(qū)段，但是設計人員應謹慎對待，避免壓縮后會對路堤、周邊農(nóng)田等產(chǎn)生不良影響。

其次，采用橋梁分孔方案。根據(jù)結構設計的要求，為滿足該目標應在滿足橋梁正常使用功能的基礎上，控制結構的造價，實現(xiàn)成本控制的目標。同時也應該滿足橋梁的基本使用要求，即通航以及連接周邊交通運輸?shù)?。常見的設計方法為，通航孔被設置在最方便航行的河域上；針對變遷性河流，可根據(jù)設計方案選擇適當增設若干個通航孔。而針對建設在湍急或者山區(qū)深谷的河流，應該采用大跨徑設計方案，必要時可根據(jù)技術可行性選擇特大跨徑的單孔跨越技術。

最后，確定橋面高程。在計算橋面高程中，設計人員應注意：一是流水凈空的設計要求。在設計方案中應按照水位計算高程，其中在計算最小橋面標高中，計算方法：水位+建筑高度+橋下凈空安全值。二是根據(jù)橋梁通航凈空高度的相關要求，為滿足安全通行的目標，設計方案中通航孔橋跨結構的下緣應高出通航水位計算凈空高度。

1.2.3 橫斷面設計

在橫斷面設計中可按照《公路工程技術標準》（JTG B01—2014）中所規(guī)定的各級公路的行車寬度、路肩寬度以及中間帶寬度等，根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以確定橋梁寬度。在設定橋梁橋面橫坡中，雙面坡的坡度為1.5%～3.0%，單面坡的坡度為1.0%。

1.3 荷載作用下的橋梁設計

荷載是影響道路橋梁設計的重要組成部分，其中的重點包括：

一是根據(jù)行車道寬度進行橋梁結構設計，兩者之間的關系如表1所示。

表1 橋涵設計車道數(shù)量

而在計算車輛荷載中，相關技術人員也可以按照表2的相關數(shù)據(jù)來判斷車輛荷載參數(shù)。

表2 車輛荷載的技術指標

二是在計算人群荷載中，設計人員可考慮到以下因素的影響：第一，當橋梁跨徑≤50m 時，人群的計算荷載標準為3.0kN/m；當橋梁跨徑＞50m 時，則人群荷載可以按照2.5kN/m的標準計算。第二，對于行人密集的場所，在計算橋梁人群荷載中可以按照第一條中所示數(shù)值的1.15 倍進行計算。第三，在人行道板設計中，可以將其視為一個板塊，可以按照4.0kN/m的標準計算荷載。

1.4 偶然事件設計

在道路橋梁運行期間，汽車撞擊可能會對橋梁的性能產(chǎn)生直接影響，在該研究中，設計撞擊力標準值為1000kN，垂直方向取值為500kN，作用于行車道約1.2m 的位置，撞擊點可以直接分布在構件上，此時為減少因為撞擊而造成的破壞現(xiàn)象，可選擇在設計位置增加鋼筋網(wǎng)的方法，強化該部位的物理性能。

2 道路橋梁設計中的常見設計問題與技術處置

道路橋梁設計具有復雜性，其中涉及諸多問題，為了能夠深入了解道路和橋梁設計中的相關技術問題，將從道路與橋梁連接位置的設計與施工方案入手展開詳細分析。

2.1 道路橋梁連接位置的設計問題分析

2.1.1 橋頭引道設計中存在的問題

在道路橋梁設計中，根據(jù)道路平順性的要求，應在道路與橋梁連接位置增設過渡段，但是因為設計方案不合理會導致車輛在經(jīng)過此處時出現(xiàn)跳車等問題，輕則造成橋頭搭板破損，嚴重情況下會威脅駕駛?cè)藛T的行車安全。同時，為了能夠降低橋梁與道路在硬性指標之間的誤差，在連接部位通常會增設搭板，由于搭板設計質(zhì)量問題會對連接部位的性能產(chǎn)生影響，隨著時間的推移會造成臺背位置填土大量流失，增加路面塌陷等質(zhì)量問題發(fā)生率。

2.1.2 邊坡防護效果差

在當前道路橋梁項目中，沉降是連接部位常見的質(zhì)量缺陷。因此為強化該部位的性能，設計人員應根據(jù)邊坡防護的要求做好防雨防水等措施。但是有研究認為，當前項目中部分地區(qū)所制定的防護效果有限，經(jīng)常出現(xiàn)防護不全面的問題，導致橋梁邊坡更容易遭受水的侵蝕。

2.2 連接位置的設計工藝

2.2.1 正確回填

在該部位施工中，道路與橋梁連接部位可采取不同的回填工藝，一般根據(jù)工程項目的要求，可根據(jù)不同工況制定施工方案。一方面在回填材料的選擇上，可以選擇砂性土以及其他透水性材料為主，上述材料在壓實與回填之后能維持滿意的密實度。另一方面在選擇施工工藝時，挖除路堤與臺背結合部位的松土，經(jīng)過開挖后形成臺階狀，填筑時嚴格控制各層的厚度，此時的厚度通常小于20cm，并且應盡量確保各土層的均勻性、密實性，可滿足小型夯擊設備的碾壓要求。

2.2.2 設計橋頭搭板

根據(jù)工程項目經(jīng)驗可知，在道路橋梁連接位置經(jīng)常出現(xiàn)跳車、沉降等質(zhì)量問題，所以設計人員可根據(jù)工況選擇橋頭搭板工藝，例如橋梁與大型道路之間的搭接長度為9.0m，而小型道路與橋梁連接部位的搭接長度約為5m。同時在設計暗桿中，為強化連接部位的密實度，通常可選擇在連接位置增設具有良好物理性能的鋼筋混凝土搭板，將該材料搭設在路基與橋臺上，下方設置枕梁之后，使連接部位形成平順過渡帶，進而有效降低跳車等質(zhì)量問題的發(fā)生率。

2.2.3 臺背回填設計方案

首先，在該部位設計中，需要設計人員能正確評估道橋連接部位的地質(zhì)以及樁基礎結構等幾方面因素對結構的影響。其一，在施工中可選擇砂礫、石巖渣等具有良好透水性、強度高的材料，在確保填料的性能滿意后一次性回填到位。其二，按照路基結構的特征，設計人員可以從現(xiàn)有結構的基礎上增設水泥穩(wěn)定層來提升路基剛度。其三，按照連接部位結構特征設置斜坡，這種設計方案的優(yōu)點是可以避免出現(xiàn)豎向變形以及剛?cè)嵬蛔兊荣|(zhì)量缺陷。其四，在臺背回填后，該施工方案有助于控制橋梁與路面之間的錯臺高度之后，確保橋梁與路面之間良好銜接，這種設計方案能夠避免出現(xiàn)跳車等安全問題。

其次，在施工過程中應注意，施工水平會直接影響連接部位的性能，而施工方法不恰當會影響連接部位的穩(wěn)定性，需要做好該部位的施工質(zhì)量控制。在連接部位施工中應掌握關鍵工藝，如在臺背回填中，所有回填材料可做壓實處理，此時在壓實施工中應注意，臺背位于路基與橋臺的連接區(qū)域，所處位置較為特殊，壓路機在運行時距離控制難度大，若遠離橋臺則會限制機械設備的作業(yè)范圍（部分區(qū)域難以得到碾壓處理），此時在采取機械施工方案時可能會影響橋臺穩(wěn)定性，并引發(fā)路面不平整等質(zhì)量問題，所以在施工中應選擇正確的臺背回填施工工藝。一般在回填壓實作業(yè)中可采用分層施工的方法，分層厚度可控制在20cm 左右，且所選擇的回填材料應評估材料的強度、級配以及透水性等方面的要求；針對臺背位置小型設備無法覆蓋的情況，可采用人工回填的施工工藝。

最后，在施工中應正確評估回填施工質(zhì)量，一般在工程項目可以通過超聲技術施工，根據(jù)回填部位了解巖石部位后，可選擇具有較高承載力的土層，并根據(jù)施工要求選擇擴大基礎以及優(yōu)化補樁工藝的方法，這種工藝有助于減少沉降量，對于提高整體結構質(zhì)量具有重要意義。同時針對臺后填方段，在施工中也應該做加固處理，這是避免發(fā)生沉降的重要組成步驟。因此根據(jù)這一特征，在施工管理中要求相關人員能夠做好連接部位的施工控制，針對現(xiàn)場的不良地質(zhì)問題，在施工基礎處理中應考慮現(xiàn)場排水固結等方面的要求，合理設置排水板或者選擇其他降水措施等。在條件允許的情況下，可選擇在橋臺位置增設攪拌樁，通過攪拌樁在工程中構建良好的過渡段，此部位施工中可選擇具有良好的性能的輸漿膠管，該管道的功能是連接攪拌機和貯料泵，確保能夠在更短的時間內(nèi)注漿，進而改善整個結構的物理性能，提高施工質(zhì)量。

3 結語

做好道路與橋梁的設計與技術管理對于提高工程項目施工質(zhì)量具有重要意義，所介紹的工程設計方案與技術管理方案對于提升整個道路橋梁施工質(zhì)量的意義重大，能夠最大限度地提升工程項目的施工要求；所介紹的相關施工工藝與設計方案科學有效，對于類似工程項目有一定的借鑒意義，滿足道路工程項目的施工要求，對于一般工程項目施工質(zhì)量管理有積極意義，值得關注。