公路桥梁设计关键技术研究

刘富海

(新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000)

1 公路桥梁设计中存在的主要问题

1.1 公路桥梁耐久性的问题

高速公路和桥梁日常承载着巨大的出行及运输压力，随着使用年限的不断增加，公路桥梁也会出现相应的磨损情况，其功能性也会逐渐减弱，这就导致公路桥梁的结构性可能出现一定的变化，影响了公路桥梁的使用寿命，并且埋下了一定的安全隐患。在公路桥梁的设计当中，设计单位需要严格按照国家标准和行业规范进行公路桥梁的设计和其运载及相关性能的分析计算，但公路桥梁的耐久性问题是随着时间的推移而逐步发生的，因此存在着一定的不可控因素，加上很多设计人员在进行公路桥梁的设计时，对其使用寿命的考虑相对较少，或缺乏实际的使用数据分析，这就有可能导致对公路桥梁截面设计的尺寸不足，保护层较薄或钢筋的分布不够合理等情况，这些原因都有可能会影响公路桥梁的使用寿命，增加各类磨损和变形情况出现的几率，缩短公路桥梁的使用年限。

1.2 超负荷运载的问题

超负荷运载的问题几乎是目前我国公路桥梁使用过程中最为显著的问题，也是公路桥梁在设计当中需要重点考虑的问题之一。一方面，公路桥梁在使用的过程中一般都存在着行车数量超过设计之初所能够承载的最大负荷的情况，且随着时间的推移这一问题越来越凸显，这就造成了公路桥梁所承载的负荷过大，交通压力过重的情况；另一方面，公路桥梁在实际的使用过程中，部分车辆也会出现超载或非法运输的问题，这些超载或非法运输的车辆也会增加公路桥梁的负荷，当公路桥梁长期处于超负荷使用的状态之中时，就会严重影响其性能，导致公路桥梁的结构发生变形，影响公路桥梁的使用寿命，甚至埋下一定的安全隐患。

1.3 安全性的问题

安全问题是公路桥梁设计当中最为关键的问题，安全性的问题直接关系着使用者的生命安全，一旦公路桥梁在设计和建设的过程中存在质量问题，埋下安全隐患，在长期的使用过程中很容易引起事故，造成不可估算的严重后果。因此，公路桥梁的设计和使用必须重视安全问题。在实际的公路桥梁设计工作中，由于多种方面的原因，造成了一些问题的出现，例如桥梁抗震设计不符合国家规定的抗震等级标准；公路桥梁设计人员在进行设计时缺少对现场的深入勘察和数据分析；缺少对容易造成事故路段的风险预测和评估等问题，都有可能给道路桥梁的建设和后期的使用埋下安全隐患，带来一定的风险。

2 公路桥梁设计关键技术探究

2.1 计算机技术

随着信息技术的快速发展，借助计算机技术为依托的设计方法在公路桥梁设计当中得到了广泛的应用，发挥了十分重要的作用。借助计算机技术进行公路桥梁的设计，可以对公路桥梁的造价、成本、性能、风险等进行综合的数据分析和管理，并快速整合公路桥梁设计工程当中所需要使用的各类机械设备、建材、物料及技术等，通过将各类数据导入至数据库中，便于设计人员随时调取和参考数据，从而借助科学的数据分析和管理提升公路桥梁设计的水平，减少各类误差的发生，提高设计与管理效率，有效控制成本，减少各类资源的浪费，提升设计水平。

2.2 GIS技术

GIS技术也是目前广泛应用于公路桥梁设计当中的技术手段之一，通过GIS技术，一方面可以准确的计算公路桥梁设计工程所在区域的地质的等值线，方便设计人员对施工现场的地质环境进行科学的勘察和数据分析，从而准确计算出该施工区域内土层的厚度和深度，通过对这些数据进行模拟计算，对公路桥梁工程设计方案的可行性进行评估；另一方面通过GIS技术对公路桥梁的地形信息进行有效的勘测，通过数据分析和信息传输手段，将公路桥梁区域的地势图片利用数字化的形式展示出来，从而有效帮助设计人员了解施工区域的道路路况，减少设计初期各项资源的浪费，提升设计效率。

3 针对公路桥梁设计问题的解决对策

3.1 加强对公路桥梁耐久性的设计

针对公路桥梁在使用过程中出现的磨损、变形等影响使用寿命的现象，设计人员在设计之初就应重视公路桥梁耐久性的问题，强化对于公路桥梁几个安全指标的重视，例如车辆通行过程中的一些安全指标；容易造成公路桥梁使用磨损或变形的一些情况；雨水、大风等极端天气给公路桥梁造成的腐蚀等因素，通过综合考虑这些影响公路桥梁使用寿命的因素，并作出相应的设计整改，提升公路桥梁整体的耐久性。

3.2 增强路面强度，提升承载力

路面的强度直接关系到其承载能力，影响着路面的安全和使用寿命，在公路桥梁使用的过程中，由于长期处于高度的荷载状态中，加上车辆超载和非法运输等问题，很容易造成路面出现磨损、变形，甚至路面结构出现损坏，影响公路桥梁的使用寿命，埋下一定的安全隐患。因此，设计人员在进行公路桥梁的设计时，应当重点强调公路桥梁的承载能力，通过加强公路桥梁的强度，提高抗弯拉能力，增强其承载能力；同时，考虑公路桥梁在实际使用过程中容易出现的问题，例如如果路面经常出现裂缝，则应考虑混凝土质量和比例对于路面的影响，通过针对性的调整设计方案提升公路桥梁的承载力。

3.3 提高公路桥梁的抗震能力

公路桥梁的抗震能力应当严格按照国家和行业相关的抗震等级标准来进行抗震设计，保障公路桥梁在实际的使用中能够具备良好的抗震能力；同时，结合不同的路面地质结构，分析公路桥梁的受力特点，借助科学的现场勘查和数据分析，准确评估路面的抗震能力，结合实际的数据设计最为适宜的公路桥梁路面结构，从而有效提升抗震能力，保障公路桥梁的使用安全。

4 结 语

公路桥梁工程涉及的规模大、里程长、地质结构复杂，在设计和建设过程中需要面对的问题众多，针对公路桥梁的设计和建设，要求相关单位应当结合施工现场的实际情况，科学分析各项数据，制定适宜的设计方案，并针对公路桥梁使用过程中常见的主要问题，针对性的优化设计方案，提高公路桥梁的使用寿命、承载能力和抗震能力，加强对工程设计的整体规划和统筹能力，以质量及安全为核心，保障工程质量，提高设计水平。