论市政路桥施工设计

王英光

摘要：设计作为道路桥梁工程中的重要环节，对后期的施工、运行、维护、报废、回收环节起着至关重要的作用。在进行路桥设计的过程中，除了要考虑到路桥自身的性能之外，还需要充分的考虑到路桥的安全性和耐久性问题。

关键词：市政路桥；设计；理念；安全；

引言：交通建设的过程中应结合实际情况，对于道路的选线、修建等应与桥梁建设一起考虑，因为桥梁建设的费用远比道路建设的费用高，所以在路桥综合性设计中桥梁布置是否合理，将会对整个交通建设的成本产生最直接的影响。

一、路桥桩基础设计

1.1优缺点

桩基础在路桥中有着广泛应用，按施工方式可分为灌注桩和预制桩，按受力原理可分为端承桩和摩擦桩。现代路桥桩基多是由钢筋连接起来的，底部基桩呈喇叭状和承台相连，顶部设置有钢筋网。优秀的桩基设计稳定牢固、承载力高，不容易发生沉降现象。具有良好的抗震性能和抗爆性能，适应性强，可适应不同荷载及结构体系的变化。全程多采用机械化施工，效率高、质量好，材量使用量少，即便在在河水中，也能抵抗河流冲刷。其不足之处在于打桩时易产生噪音，有大量污染物产生，而且设计计算理论并不成熟，成本较高。所以设计者要具备多方面知识，不断提高专业水平。

1.2设计内容

桩基设计，即在已有规划的基础上，结合当地自然条件和工程要求，制定出安全经济合理的施工方案。其内容主要有选择桩型、桩长、桩径以及结构型式，计算地基应力，确定承载力大小；选择传递荷载的结构形式，确定桩身桩帽和承台配筋方法、分析地基变形情况；布置桩位平面，考虑群桩效应，预估施工中的风险；对桩身强度进行验算，分析外部环境及其他因素对桩基的破坏程度，并采取相应的防范措施。

1.3设计要求

1)我国地域辽阔，地形地貌多样，对路桥桩基础的要求也各有差异。在设计时应符合实际条件，切不可千篇一律。所以设计时必须要对现场进行勘察，然后选择适宜的桩基础形式。鉴于桩基的关键性作用，设计者需了解其受力情况，会计算负摩擦力，还要掌握更多的知识，提高桩基设计的安全系数。2)实际中存在有大量的夹层情况，即软弱岩层之间夹有一定厚度的岩层，但其厚度达不到设计要求。在打桩时需穿过夹层，有一定的难度，必须采取合理的打桩方法。3)桩基配筋应合理布置，通常有两种方式，一是在最大弯矩处排尽，二是将部分主筋直深柱底。前者可减少钢筋使用量，而且扁担桩发生率较低；而后者的便于施工，钢筋笼容易固定。

二、路桥设计的构思

2.1路桥一体化设计

在实际道路平面路线设计时不可避免会遇到一些需要进行桥梁设计的路段，因此需要综合考虑道路与桥梁过渡段的各部分的沉降，如果处理不好就容易出现桥头跳车现象。设计中尽可能使桥梁与桥坡段的沉降量相近，避免在经多年运营使用后出现两部分沉降量差异很大，进而出现桥头跳车、伸缩缝装置破坏等现象，这就要求设计过程中不仅要考虑分析桥坡软基的沉降问题，而且还要考虑桥梁的沉降问题，对于沉降不一致的应采取一些措施来进行处理，综合分析施工工期、工后沉降等因素，解决沉降不一致等问题。同时在设计中做到道路与桥梁设计人员相互配合相互交流，使路桥设计一体化，共同解决设计运营中可能出现的诸多问题。

2.2按沉降控制桥梁桩基设计

在路桥设计中，桥梁基础一般采用桩基础，设计指导思想主要是从强度出发，以承载力作为设计的控制指标，而沉降作为验算校核指标，在设计中仅考虑桩的承载作用，采用2的安全系数，但未考虑承台的持荷作用，因此在传统强度控制设计思想下，桥梁桩基过于保守，具有较大的安全储备，并且实际产生的沉降量很小，从经济的角度讲，这样的设计是不合理的，造成资源的浪费。对于与跨江河桥梁，在桩基设计中还应该考虑桩、土、水三者的耦合作用，同时可能还需要考虑地震、滑坡等影响。

在路桥过渡段设计时，桥梁与桥坡段沉降不一致时应采用技术可行且费用低廉的桥坡软基处理措施。对经处理后桥坡软基的沉降量进行重新计算，分析沉降速率。比较桥梁桩基与桥坡的沉降计算结果，对沉降量较大的应调整设计方案，使沉降差尽可能小，以提高道路后期的运营效果，减小后期的维修加固费用。

2.3合理桩基沉降计算方法的考虑

群桩沉降计算方法主要有Mindlin解法、等代墩基法、按沉降控制复合桩基的沉降计算法。软土中基础的沉降是个比较复杂的过程，目前对这部分的研究并不是非常的深入与透彻，软士中桩基沉降的实质是由桩身压缩、桩端刺入变形和桩端平面以下土层受群桩荷载共同作用所产生的整体压缩变形等多个分量组成，这往往需要经历很长一段时间才能达到最终的沉降量。对于桩端平面以下土体的整体压缩量，使用上述方法进行计算是可行的，因此桩身压缩量所占比例很小，对整个沉降分析的影响不大。在实际的沉降计算分析中应重点计算桩端的刺入变形量。

三、路桥设计中确保安全性和耐久性的措施

3.1设计人员需高度重视路桥的安全性和耐久性设计

首先，在设计前，设计人员需要做好实地的勘察工作。对所设计的路桥的地质环境做到心中有数，并且进行地质环境资料的收集和整理，分析当地的环境对路桥建设的有利因素和不利因素，并且在设计的过程中，充分的利用有利因素，有效的规避不利因素，确保路桥设计的安全性和耐久性。其次，对路桥结构的耐久性问题进行充分的重视。设计人员在对路桥进行设计的过程中，应该对路桥整体结构的寿命和各个构件的寿命进行综合性的整体把握，确保路桥结构设计的科学和合理，通过重点的把握路桥结构的设计，能够进一步延长路桥的使用寿命，提高路桥的设计质量。

3.2加强对于路桥疲劳损伤程度的重视

路桥疲劳损伤对路桥的危害性非常大，不仅威胁到使用者的生命安全，还会严重的造成路桥使用寿命的缩短，不利于对路桥的良好使用。因此，在进行路桥设计的过程中，不仅要针对整个路桥结构体进行设计，还应该注意对路桥结构中的关键部位进行重点的设计。因此，某些关键部位的局部疲劳损伤也可能导致整个路桥结构体的失效。另外，在设计的过程中，设计人员还应该根据未来路桥的通行量、根据路桥所在地区的地质环境，对路桥使用过程中的疲劳损伤程度进行预测，根据预测的结果研究具体的解决措施，可以通过增加路桥的坚实度、稳固路桥的结构以及在材料上进行设计等方法尽量的减缓路桥疲劳的损伤程度。

3.3路桥设计中需要充分的强调材料的质量

在实际的路桥设计的过程中，还需要充分的强调材料的质量，主要就是由于材料是确保路桥安全性和耐久性的重要因素。大多数路桥建筑又都是钢筋混凝土结构，因此，想要保证路桥结构的安全性和耐久性就一定要对混凝土和钢筋的质量进行严格的把关。而对于混凝土的把关也主要是对混凝土的组成材料中水泥、水灰的比例和强度等这些对路桥建筑安全性和耐久性产生直接影响的重要因素的把握。另外，设计人员还应该在路桥的设计图纸上做好相应的标注，详细的标明路桥各个部分应用的材料种类以及具体的材料规格和标准，进而通过科学的把握路桥材料的质量，提高路桥设计的安全性和耐久性，进一步延长路桥的使用寿命。

四、路桥建设设计注意事项

4.1减少桥头跳车现象

由于软土具有高压缩性、高含水量、低透水性、低强度等特征，在道路与桥梁的路桥过渡段，桥坡高填土通常会引起路基的较大沉降，而桥梁自身仅产生极小沉降，经过一定的使用年限易出现桥头跳车。在实际设计中我们应避免消极对待，不能等发生沉降后对路面再进行修补，可以采用堆载预压方法使桥坡段的高填土达到一定的压实效果减小后期的不均匀沉降量。也可以采用注浆、强夯、深层搅拌桩、碎石桩、砂桩等方法对地基进行处理，以提高软土强度压缩模量，达到减小软基的总沉降量的目的。还可以采用一些轻质填料来填筑桥坡段，或设置搭板调节路桥的不均匀沉降。

4.2注意过往车辆的超载问题及桥梁结构耐久性

任何桥梁在实际运营中必然存在损耗，如车辆超载、高温环境与严寒、不恰当的维修加固与养护等。同时还有可能遇见一些突发性的地质性灾害，如滑坡、泥石流、地震等，都会对桥梁产生一定程度的破坏。由于山区气候条件、环境更为恶劣，桥梁受到的损害更为严重，因此山区桥梁设计时应更加注重结构的耐久性。车辆的超载不仅会对路桥造成损害，同时也存在重大的安全隐患，容易造成重大的交通事故。对此，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。

结束语：

科学决策理论、可持续发展理论、计算机技术与现代检测技术与路桥工程的学科交叉在进行路桥设计的过程中，通过有效的分析路桥可能出现安全性和耐久性问题的原因，并且有针对性的进行设计，能够确保路桥设计的安全性和耐久性，有效的提高路桥设计的质量，确保路桥设计工作的顺利完成。

参考文献：

[1]梁成增.如何做好市政路桥中的安全性与耐久性设计2015.9

[2]王律,詹丹丹.浅谈市政路桥加固改造设计中的要点2017.6

[3]刘美兰.钢桥结构设计与施工控制2014.7