路桥设计及新技术的应用实践研究 李炽

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:李炽
[导读] 摘要:路桥工程是城市基建的重要组成部分,路桥建设满足了人们的出行需求,同时还是我国经济发展的重要基础,路桥体系是否完善直接影响到我国城乡地区的发展。
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        摘要:路桥工程是城市基建的重要组成部分,路桥建设满足了人们的出行需求,同时还是我国经济发展的重要基础,路桥体系是否完善直接影响到我国城乡地区的发展。路桥的设计工作作为建设的基础,对工程的成本、质量、安全、观感等具有重大的影响。因此,文章首先提出路桥设计原则,分析路桥设计过程中需注意的几个问题,最后探究路桥设计中新技术的应用。
        关键词:路桥设计;新技术应用;实践
        1、路桥设计基本原则
        1.1安全性和可靠性原则
        路桥使用过程中车辆和行人的安全非常重要,如果安全性不能得到保障,则很有可能会发生安全事故,使人们的生命财产遭受损失。要保障路桥工程的可靠性和安全性,对最初的路桥设计有较高的要求。设计者要有丰富的工作经验,做好对工程现场的实地考察和测量,综合考量多方面建设条件后,再进行方案的设计。
        1.2稳定性和舒适性原则
        平整的路面能为使用者提供更好的舒适度,要认真对待过渡段的搭接设计,采用了适当的处理方法才能提升路面的平整度,更好地发挥道路的功能。
        1.3经济性和生态性原则
        环境保护一直是较为严峻的问题,路桥的建设要遵循我国可持续发展的战略目标。在对工程进行设计时,除了要考虑到工程的经济性,争取最大的经济利润,还要确保与自然环境的结合,使整体设计方案达到最优。
        2、路桥设计过程中需注意的问题
        路桥工程项目主要包括道路与桥梁工程两部分,二者相互依存、密不可分。在路桥工程设计过程中,设计人员最为棘手的问题是道路与桥梁之间的衔接,这在很大程度上决定着路桥设计的科学合理性。比如,桥头跳车是现阶段路桥工程项目设计与施工建设过程中较为复杂的部分,究其原因主要是因为问题道路与桥梁的衔接不合理,最为突出的现象是错台与坡面角度突变等。
        (1)桥头引道软土地基。在路桥工程建设过程中,由于其跨度比较大,经过的地区较多,所处地段难免会遇到软土地基,地基沉降通常会引发桥头跳车现象,进而影响路桥工程质量。在现阶段路桥结构物以及路基过渡段中,以往地形有较大的起伏,而且长期受到水的侵蚀,导致软土较多。在通车以后,由于路堤自重和行车荷载的作用,因此导致软土地基变形,而且地基出现了严重的沉陷问题。同时,因雨水侵蚀对路堤造成不利影响,比如使路堤强度变小,甚至出现严重的变形。实践中可以看到,桥涵、路堤之间的衔接位置存有缝隙,一旦雨水沿着该缝隙渗透,则必然会对填料造成侵蚀,使其变得非常的松软,最终因承载能力减弱而导致变形。同时,车辆荷载以及外力的冲击作用下也会导致路基下沉,出现桥头跳车问题。为消除桥台和台后填方段的沉降变形,严格处理软土以及湿陷性黄土等地基,准确把握地基结构层性,对土的含水量、剪切和密度进行试验,以此来确定地基沉降及其变形特点。对填方自重压力进行分段进行计算,根据地层情况优化设计地基处理方案,以确保台后填方路段地基沉降变形与地基沉降相同。
        (2)填料压缩、压实度以及构造差异。路桥过渡段因路堤自重以及车辆荷载作用,孔隙率降低且填料在通车后出现压缩变形。过渡段回填太高,填料压缩变形太大。道路桥梁结构物与路基建设不同步,路基过渡段会留下缺口;因填土量较大、工作面太小,以致于压实质量不达标,特别结构物台后、翼墙内侧等处无法有效利用大型机械设备进行施工作业,过渡段路堤沉降。桥台结构而言是一种刚性体,本身具有较大的刚度,特别是对以钻孔灌注桩为基础的桥台来讲,本身压缩性非常的差,完工后不宜出行沉降。路桥工程台背填料需现场优选使用,以粗颗粒材料对桥头路堤进行填筑,以此来有效改善其压实性能,从而使其更加容易达到技术要求。在挖方段台背回填过程中,由于施工场地空间相对较小,因此建议填料厚度不超过20cm。同时,还要避免采用易崩解的碎屑进行作业,以免填料出现风化、崩解而导致其下陷。通过优势设计部分,可以有效提高路桥过渡段施工质量,确保路桥工程整体质量。
        (3)合理设置搭板。在路桥设计过程中应当注意桥头跳车问题时,使柔性路段沉降经搭板过渡到桥梁结构之上,以此来避免车辆行驶时出现跳跃问题。通常情况下,其长度设计时以3~8m为宜,虽然搭板的应用某段时间内有良好的效果,但是路堤的一侧搭板置于路面基层之上,基层或者枕梁沉陷于此处可能会形成凹陷,严重时搭板可能会滑落。在设计过程中应当对搭板进行加固处理,搭板端部宽度、深度分别为0.4m、1m。在路堤以及桥涵接缝处设置排水槽,以此来减免路基、路面材料造成冲刷、浸润,从而确保桥头行车舒适性。
        3、路桥工程设计中新技术的应用措施
        3.1 GPS技术应用
        GPS技术现阶段一种新型的测量技术,通过卫星发射的信号被测量人员接受,根据多颗卫星的数据,分析计算出接受的实际位置。

与常规测量技术不同之处在于,GPS技术具备相当多的优点:使用的时候不受地点和时间上的限制,在全球任意能接受到信号的地区,都可以进行测量,无需考虑时间地域的限制;GPS技术使用的时候也不畏惧天气因素影响,无论是哪种恶劣天气,都不影响测量工作进行,照样能精准的定位;传统测量技术需要通视才能得出测量结果,GPS技术无需烦琐的步骤,只需要接受到卫星信号就能确定出测量点,为测量工作减少麻烦;GPS接收机作为接收信号的工具,也在不断进步和完善,在接收方面的功能发展的越来越全面。仪器体积设计得更加小巧,重量也更轻巧,在一些地形复杂的区域,这种设计很方便测量人员携带。需要测量的时候,测量人员将仪器放在地上架设好,GPS接收机就能自动运转开始工作,将测量到的结果自动记录下来,减少测量工作人员的工作量,与传统测量技术相比,更加方便快捷、将现代自动化技术完美展现出来。
        因GPS技术自身的优越性,在我国基础设计建设领域中得到认可。现阶段,在桥梁工程中的平面控制、变形检测环节中都有很好的应用,主要依靠的是GPS静态相对定位技术。在应用的过程中,能有效解决传统技术无法满足的测量精准度下降问题,为测量工作获取到精准的测量结果。另外GPS动态性对于定位技术也提供了相当大的帮助,能有效提高工作效率,为路桥设计提供新型技术保障。GPS技术还有一个重要的作用,我国有许多大型桥梁,长度跨域了海洋、河流,测量沉降的时候工作量特别大,传统的测量方法要耗费大量人力、物力,而应用GPS技术进行监测,能有效解决上述的问题,无需通视、不受天气影响、直接通过卫星就能完成测量工作,实现高精度、低成本的工作模式,达到自动检测效果,保证桥梁的安全。
        GPS技术在道路工程测量工作上也有一定应用空间,在面对恶劣天气时,利用GPS技术依然可以得到准确的数据。在山谷中,GPS-RTK技术可以得到测量点的三维坐标,时效性极强,适合在道路设计领域应用和拓展。随着时间发展,各项技术一定能在传统测量技术的基础上,变得更加完善,为测量工作提供便捷,保障路桥设计的准确性。
        3.2 GIS技术
        地理信息系统(GeographicInformationSystem),简称GIS,这是一门综合性的学科,以计算机技术为支撑,能采集、存储、运管分析和管理地球表面所有分布的数据,将所收集的信息进行可视化的动态模拟,使其成为设计工作的参照依据和标准。就目前现状而言,在工程项目的整体施工步骤当中,主要会使用到GIS技术的环节一般是测量工作和工程设计。将GIS技术应用到测量作业当中,能使测量的结果更为快速,误差更小;在工程设计当中使用GIS技术,能在最短的时间内采集到施工现场的各种数据信息(包括地质、水文等),统一进行分析和整理,并且同时还能获取施工场地周边行人的通行情况以及交通相关数据,这一系列信息都能成为规划设计工作的参考依据。GIS技术通过地理数据信息构建地理数据模型,保障了设计过程的科学性和合理性。
        3.3新结构设计
        在路桥结构设计中,采用新结构可以改善路桥工程的整体性能。如主梁结构中的钢桁架、箱梁结构、钢混叠合梁等,验证这些新型结构在实际应用中的可行性,确保路桥工程设计能够达到建设部门标准,顺利完工。再者,在桥梁拱肋设计当中,也可以采用新型结构形式,常见的包括混凝土拱肋、钢筋桁架拱肋、钢筋箱梁拱肋等。在路桥结构加固设计中,可以采用以下几种新技术:
        (1)FRP加固法。是指碳纤维布加固技术,碳纤维布的抗疲劳性、抗拉性非常高,具有非常强的适应性,在近些年应用十分广泛。同时碳纤维布具备高强度、耐腐蚀的特性,可以用作预应力筋加固材料。设计中使用FRP加固法可以直接降低替换被腐蚀刚预应力消耗的成本。
        (2)桥梁结构体系改进法。该方法主要是通过改变桥梁结构,调整结构原来的受力情况,从而提升桥梁结构的承载性。在设计中,要明确建设单位对路桥工程的受力要求,合理选择桥梁体系。
        (3)粘贴板加固法。该加固方法实施非常便捷,可以起到钢筋保护以及裂缝、挠度控制作用。在实际应用中,要确保梁体足够清洁,选择耐久性强、强度高的粘贴材料,所以该方法可以能会增加成本费用。
        (4)混凝土喷射加固。使用该项技术需要先对钢筋网固定,使用高性能混凝土材料喷射在钢筋网上,实现桥梁结构加固。在混凝土终凝之后,能够有效提升桥梁受力性能和结构整体承载性能。
        结语
        综上所述,我国经济大步向前迈进的同时,交通问题也随之而来。为了妥善解决交通产生的一系列问题,要加大对社会基础设施的建设的重视力度,增加投资成本,确保交通基础设计建设更加完善,为社会大众提供便捷。合理设计路桥能为交通运输提供保障,促进我国经济发展。新技术的应用,为其增添更多优势,减少质量上的隐患。注重新技术在路桥设计构思中的应用,更有利于实现路桥设计目标。
        参考文献:
        [1]胡泉.建筑施工质量优化管理策略分析[J].中国新技术新产业,2011(1).
        [2]张文凯.浅谈路桥施工管理的问题及对策[J].低碳世界,2016(21):56-57.
 
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