试论市政道路桥梁设计的不足及措施

试论市政道路桥梁设计的不足及措施

中交第四公路工程局有限公司西安设计分公司陕西西安710065

摘要:市政道路桥梁工程的设计方案作为当前工程的重要依据,极易受到一些因素的影响,进而影响到市政道路桥梁工程的整体性能。因此,设计单位应加强对市政道路桥梁工程设计环节的管理与控制,消除不良因素对设计效果的影响,最大限度的确保设计方案的合理性与可行性,为市政道路桥梁工程质量的提升奠定良好基础。基于此,文章就针对市政道路桥梁设计的不足展开分析和探讨,提出有效的解决措施来提高设计质量,确保市政道路桥梁可以高质量的完成。

关键词:市政工程;道路桥梁设计;不足;措施

1.引言

市政道路桥梁设计工作作为一项非常复杂的系统工程,要想确保工程建设的质量以及安全,就要求我们必须要充分重视市政道路桥梁设计的隐患问题。简单来说,在进行实际的市政道路桥梁设计过程中,设计人员考虑不全面是导致设计中出现缺陷的重要原因。在设计的时候,设计人员要对市政道路桥梁的结构强度进行考量,同时要对结构进行精心的计算,这样才能更好的满足设计的规范要求。同时,在进行设计的时候,要在材料、构造、维护方面进行考量,对施工中可能出现的自然和人为环境影响也要进行考虑。在市政道路桥梁设计中,经常会出现桥梁局部受力过大的情况,同时在施工材料方面也会存在着一些问题,这样对道路桥梁的安全和耐久性都会有很大的影响。设计人员在进行设计的时候出现的计算失误会导致施工进度和质量都受到很大的影响。

2.当前我国道路桥梁设计现状

2.1市政道路桥梁结构设计现状

当前,基础设施建设得到了迅速发展,但以往的市政道路桥梁结构设计常出现以下情况:(1)在结构设计过程中,没有根据市政道路桥梁设计的负荷来考虑桥梁的承重能力,没能选择最好的截面形式;(2)对市政道路桥梁结构连接、构架设计时,没有进行科学严谨的分析;(3)对市政道路桥梁结构设计时没有通过详细审核就进行施工,致使工程留下严重隐患;(4)对工程施工中所处环境、条件考虑不周,出现设计缺陷和功能不足;(5)为压缩工期,缩减工程建设步骤致使工程留下安全隐患。因此,在市政道路桥梁设计中,随着科学技术水平的提高,设计人员应该在市政道路桥梁的设计规范上加强管理,紧跟时代脚步,增强责任感,不断提高桥梁设计水平。

2.2市政道路桥梁耐久性设计现状

当前,存在诸如工程建设材料不达标以及工程建设操作不规范、不标准现象;工程未考虑所处环境或考虑条件不周,出现设计缺陷和功能不足等问题;为缩短工期,省略或简化工程建设步骤等问题经常发生;进行市政道路桥梁设计时,出现承受力和耐力不够等情况。

3市政道路桥梁设计中的不足之处

3.1市政道路桥梁设计理念较为落后

当前,工作人员在进行市政道路桥梁工程设计时,大多使用的都是传统设计理念,而落后的设计理念就使得道路桥梁设计方案无法满足当前人们对市政道路桥梁工程功能性的要求。与此同时,工作人员在使用落后设计理念时,忽视了对工程实际情况的考虑,而造成设计理念与实际情况之间的脱节问题。这样一来,在实际施工中,工作人员就无法充分利用先进施工技术,不仅会造成资源的不必要浪费,同时也不利于施工成本的有效控制,不利于环保节能施工工艺的应用。

3.2设计人员专业素养不高

设计工作人员作为市政道路桥梁工程设计工作中的主体,其专业水平对设计方案的质量有着极为重要的影响。而当前市政道路桥梁工程的设计工作人员大多专业素质不高,使得其在实际工作中容易出现考虑不全面的问题,因而部分工作人员在进行市政道路桥梁工程的设计时,对以往工程设计经验的参考比重较大,不仅容易造成市政道路桥梁工程设计效果的千篇一律,同时还可能会因为以往工程设计方案与当前城市发展步调之间的不协调,而使得市政道路桥梁工程不能充分发挥其功能。此外,部分设计人员忽视了对设计理念的创新,在实际工作中,或是过于重视道路桥梁工程的使用性能,忽视了其美观性,或是过于追求设计的艺术性,忽视了其实用性。无论是那种情况,都会影响到市政道路桥梁工程设计的效果。

3.3市政道路桥梁设计不合理

而市政道路桥梁工程设计方案的不合理也是较为常见的问题。而造成这一问题的主要原因就在于工作人员在设计之前,没有预先对施工现场实际情况进行细致勘察,没有全面了解该区域的地质情况与水文条件,甚至是交通人流情况,使得设计方案的实际可行性受到阻碍。而按照这样的设计方案来进行道路桥梁工程施工,就极易出现施工安全隐患,影响施工质量控制工作的开展。再加上,工作人员没有依据施工现场实际气候条件来进行材料的合理选择,使得材料在投入使用后,随着时间的推移,极易因自然气候的侵蚀而出现质量问题,甚至出现安全事故等,使得市政道路桥梁工程不能达到预期设计目标。

4提升市政道路桥梁设计水平的相关措施

4.1优化市政道路桥梁设计方案

工作人员应重视对市政道路桥梁设计方案的优化与完善,以便确保工程设计效果能够满足城市发展与居民生活的交通需求。这就要求工作人员应从以下两个方面进行着手:①要针对施工现场实际情况进行全面勘查后,综合考虑各项客观因素,来进行市政道路桥梁工程的设计,确保设计方案与现场实际情况之间的配套性。②工作人员还应注重对设计方案的再次审核与优化,以便实现对市政道路桥梁工程设计水平的提升。在这一环节,工作人员还应注重对先进设计工具的充分利用,诸如仿真模拟技术等。

4.2注重道路桥梁工程结构设计

工作人员还应重视对道路桥梁工程结构设计的控制,应严格遵循力学规律来进行结构设计,确保结构设计的合理性与稳定性,避免因道路桥梁结构设计的不合理而为其施工埋下安全隐患。因此,工作人员在进行道路桥梁工程的设计时,应重视对标准跨径的应用,从而达到降低施工难度,提升施工效率的目的。与此同时,工作人员还应针对道路桥梁工程在实际应用中容易出现的问题进行分析,并采取相应的预防措施。比如,道路桥梁工程的铺装层、铰缝与面板等位置都极易因承载压力过大而出现变形等质量问题。面对这种情况,工作人员可以在设计工作中应用纵向钢筋等来进行铰缝处的施工,最终达到提升工程结构抗剪力的目的,为市政道路桥梁工程质量的提升奠定良好基础。

4.3建立完善的设计审查体系

企业还应构建完善的设计审查体系,来对设计环节的工作流程进行有效监督,以便实现对市政道路桥梁工程设计方案的有力审核。特别是要加强对设计工作人员的管理与确保设计工作人员能够利用先进设计理念,能够重视对设计工作的创新,为设计水平的提升奠定主观基础。而设计审查工作应开始于市政道路桥梁工程设计完成后,相关工作人员应严格遵照相关标准与工程建设目标等来对设计方案的合理性进行审查,一旦发现设计方案中存在不合理的问题,就应要求设计工作人员及时进行修改,确保设计方案的可行性与合理性。

4.4重视对设计工作人员的培训

企业还应重视对设计工作人员的培训,以便提升设计人员的专业水平与综合素质。企业不仅要培训设计工作人员的专业素养,同时还要培养设计人员的工作责任心,让设计人员具有较强的职业道德,能够明确自身工作所承担的社会责任,避免因设计人员的主观因素而对市政道路桥梁工程设计效果造成不利影响,尽量消除市政道路工程设计中存在的隐患等。此外,工作人员还应积极学习借鉴国内外的先进设计经验,并结合工程实际情况等,来应用先进施工技术与理念等,从而确保市政道路桥梁工程具有较强的耐久性,确保其设计效果能够满足社会发展的需求。

5案例分析

5.1项目概况

某市政道路红线宽度28~63m,双向4~6车道,设计全长7501.199m,属旧城区快速化改造工程。工程设计内容包括道路工程、排水工程、桥梁工程、通道工程、照明及电力工程、绿化工程、交通工程等。该项目具有体量大、标准高、专业交叉多、涉及面广、项目空间性强、复杂多变等特点,在市政快速路中具有一定的代表性。

项目综合应用AIW、Revit、Inventor、Civil3D、Navisworks等多款辅助设计软件完成了工程的设计工作,实现项目的三维展示、二维出图、工程量快速测算以及碰撞检查等功能。其主要设计内容包括项目三维地形模拟、全线道桥隧三维模型搭建、交通组织及标牌设计、配套景观及管线工程设计、4D施工模拟等。

5.2设计方法

5.2.1地形图绘制

传统市政道路设计采用的是二维地形图,在二维地形图中具体的高程都是以数字的形式体现,表达方式枯燥且不直观。BIM设计中需模拟项目的3D效果,采用的地形图为三维地形数据文件。本项目利用Civil3D对二维地形图进行处理生成三维地形数据文件(见图1),从而对设计地形进行直观的模拟,对展示方案和优化设计具有良好的效果。同时利用Civil3D还可以完成道路的边坡处理、场平设计以及土方计算等任务。

图1项目三维带状地形

5.2.2创建道路

首先创建道路中心线。道路中心线的设计与绘制是市政道路设计中的重要内容,也是三维设计的基础工作。在设计过程中会涉及各种控制因素,如规划资料、用地限制、道路平纵设计的规范指标等。因此,首先统筹考虑各种控制因素,对道路设计中心线进行分段调整和优化处理,然后利用设计软件Civil3D生成道路三维中心线,即完成道路的平纵设计。

对于市政道路,由于功能复杂,横断面往往并不是一成不变的,而是需要结合各段道路的功能和用地进行调整。对于复杂的道路横断面可以采用Civil3D的部件编辑器进行创建和装配。

5.2.3创建重要构筑物模型

目前Revit在建筑行业的应用已经比较成熟,也有较多的成熟案列,Inventor则主要应用于机械设计行业。项目应用Revit和Inventor进行市政路桥项目的三维设计是一种探索和创新。

本项目的标准桥墩、桥台、护栏、挡墙、交通标牌、房屋建筑等构筑物采用Revit和Inventor建立了项目族库,进行了参数化的定制设计,如图2所示。

针对本项目复杂的沿江立交、变宽异型桥梁以及体育场路大型下穿隧道等节点Revit和Inventor已无法完成项目的精确模拟。因此项目组多次探索后采用了基于Revit的二次开发程序Dynamo进行程序化建模,解决了常规软件无法实现的功能,如图3所示。

5.2.4项目三维模型整合

将三维地形、Civil3D创建的道路以及重要节点的Revit和Inventor模型导入设计软件AIW中进行整合。利用AIW的贴图功能将实景地图赋予导入的三维地形来模拟项目实际地形。利用AIW完成道路的配景,再通过AIW的其他功能创建道路桥梁附属结构、行人、车辆以及项目周围建筑物、山川、河流、湖泊、树林等。最后通过AIW的漫游功能进行项目的三维动画展示。多专业模型整合如图4所示。

图4多专业模型整合

5.2.5碰撞检查和施工模拟

市政路桥项目涉及专业广、交叉点多,利用Navisworks可以进行项目的碰撞检查,避免专业冲突,减少设计失误,能有效避免设计事故。

利用Navisworks进行施工模拟,能够直观地反映项目的施工组织,有利于把控项目施工期间的风险、成本和进度。

结语

综上所述,市政道路桥梁工程不仅是促进城市经济发展的必需,同时也是保障居民日常出行与交通需求的基础。因此,工作人员应重视对市政道路桥梁工程设计水平的控制,应针对当前设计方案中存在的不足之处,来选择有效的解决措施,以便达到提高市政道路桥梁设计水平的目标。

参考文献:

[1]熊峰、郑荣跃.市政桥梁工程(宁波澄浪桥)全流程BIM工程化应用[M],机械工业出版社,第一版

[2]白青龙.市政桥梁的规划设计与建设[J].产业与科技论坛,2014,13(21):51-52.

[3]胡建兵.城市道路桥梁在现实设计中存在的不足和改进措施[J].山东工业技术,2015,(9):133.

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