探析数字技术在路桥设计中的应用方式 汪鹏

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:汪鹏
[导读] 摘要:道路工程设计是城市规划设计的关键内容,直接关系着城市交通的运输效率与安全。
        中誉设计有限公司武汉分公司  湖北省武汉市洪山区  430070
        摘要:道路工程设计是城市规划设计的关键内容,直接关系着城市交通的运输效率与安全。文章在阐述道路工程设计内容的基础上,就现阶段城市道路工程设计的缺陷展开了分析,并提出了改善城市道路设计缺陷的具体措施,旨在为高水准的城市道路设计提供参考。
        关键词:数字技术;路桥;设计
        引言
        道路桥梁是当前社会生活中重要的运输载体,其建设质量直接影响当地经济的发展速度,因此道路桥梁的设计与发展受到了各行各业的广泛关注。在目前的道路桥梁设计方法中,结构化设计是非常重要的内容,良好的结构化设计不但能够全面提升道路桥梁的质量,而且能提高施工的总体效率。从整体上来说,研究道路桥梁的结构化设计对于城市建设的发展有着非常积极的意义。
        1、路桥设计存在的问题
        1.1、基础设计问题
        市政道路设计中为能有效保障设计质量,设计人员要能在不同的设计环节把握设计的要求,但在具体设计工作中,设计人员由于没有严格按照市政道路设计标准执行,从而出现了设计的质量问题。如果在路桥设计过程中,缺乏和实际道路设计的要求相契合,降低了设计标准,影响了道路根基的应用质量。设计人员在具体的设计方面没有加强责任感,在基础的设计层面没有做到位,就会造成后期的沉降以及塌陷等现象问题,这就必然会对交通顺畅产生很大程度影响。
        1.2、道路规划随意性
        作为城市建设的窗口,城市道路设计工作关系到一个城市的规划和发展情况,目前城市建设过程中广场、街路和旅游景观的建设都属于城市道路设计工作的范畴,所以,我们要充分认识到城市道路规划建设对城市发展的重要性。但目前城市建设工作中,城市道路设计规划却比较随意,规划与地形和地物的结合不够紧密,造成工程设计难度较大。例如:1.边坡高度较高,最高约为50米;2.填方高度较高,挡墙高度约为20米,路基防护工程量较大;3.需要拆迁附近一学校,社会影响较大,拆迁难度较大;4.道路与高铁基础存在部分冲突;通过与业主沟通并结合以上几点在施工图设计中建议业主调整路线走向,业主也采纳了调整路线走向的建议,采取了调整规划。但是在此过程中浪费了大量的人力和时间,导致项目推迟了一年。现在部分规划并没有结合相关地形、地物等实际情况确定的路线方案落实,在实施的时候无法推进,这种情况不仅会造成资金、人力的浪费,还会影响人们的正常出行,阻碍社会的正常发展。
        1.3、路线设计不够合理
        路线设计方面的问题如下:(1)同向圆曲线间的直线段长度存在一定问题,如在一些老路改造中,设计人员过分地强调最小直线长度,这使得大段老路浪费,增加了后期的拆迁和建设成本。(2)平曲线半径选择中存在盲目追求过大的问题,这使得设计前后曲线衔接存在不顺畅的问题,会对道路车辆运行速度的连续性和均衡性造成较大影响。(3)道路设计存在超高问题,当车辆行驶速度较快时,危险系数较大。
        1.4、交叉路口设计问题
        道路设计工作的开展中,设计人员为能有效保障整体道路设计的质量,这就要求在交叉路口的设计层面加强重视,保障交叉路口的设计科学合理,从而才能真正为市政道路整体设计质量提升起到促进作用。设计人员如果在具体的交叉路口设计中,没有注重严格的管控,设计中行车道数量不是很充足,交通基础设施的建设没有完善,交叉路口间的距离设计不合理,就会造成路口积水严重以及排水的设计达不到实际应用的要求等,这些层面的问题都会增加交通安全发生的几率。


        2、数字技术在路桥设计中的应用措施
        2.1、优化结构化设计模型
        在道路桥梁的结构化设计过程中,需要结合当前的技术对设计模型进行优化,从而使其更加符合当前道路桥梁的设计要求。首先,可以对道路桥梁进行离散化的结构设计。这种结构设计可以有效地改善道路桥梁的整体性能,还可以将结构的自由度转化为有限的自由度。但是在离散化的设计过程中,设计人员需要对桥梁结构的应力进行仔细计算,确保结构具有很好的稳定性。其次,需要对道路桥梁进行模型结构的设计。设计人员应从力学的角度出发计算出道路桥梁的静荷载,按照相关参数的内容来进行结构化的建模。设计人员还要从材料和荷载这一角度出发,通过精确的计算与分析,利用各类材料来对道路桥梁的结构进行模拟分析,从而确保道路桥梁的最终施工质量能够达到预期的要求。
        2.2、道路纵断面设计
        保障市政道路设计的质量,是提高交通安全的重要保障,所以在具体的道路纵断面的设计环节,作为设计的难点部分,设计人员要充分注重从设计的关键点加强质量控制。纵断面设计中对两侧建筑物以及地下管线和地面排水以及道路标高要能协调配合,反复逐个将特殊点高程精确计算,保障设计的安全。视距以及汽车发挥动力性能是道路纵断面线决定,长大纵坡而言,上坡会减缓车速,超车需求量增加对动力性能好的车辆会产生影响,设计坡度的时候要采用平均纵坡对连续上下坡路段有效控制,车辆在视距不足长大纵坡停放会造成追尾的事故,设计中设置警告标识以及将路肩加宽设置紧急停车带,适度增大路面的摩擦系数,这样能有助于汽车制动器压力的增加,另外,纵坡在设计过程中设置避险车道,避免汽车失控的时候造成严重危险。设计中主干路和次干道相交的时候要注重对主干路横纵断面保持不变,避免主干路发生拥挤。设计中还要保障排水的通畅性,设计中留条道路,纵坡方向和交叉口相反,在这些设计环节加强质量控制,对道路纵断面的使用安全有着保障。
        2.3、交叉口的立面设计
        ①对于城市主要道路的交叉口,应保持纵坡的初始状态,不作出改变。②同等级道路相交时,若无明显的交通流量差别且各自的纵坡各异,可维持原纵坡不变,适度改进横坡,保证所形成的交叉口存在一个平顺性较好的共同面。对于不同等级道路交叉的情况,在纵、横断面设计时可维持主要道路不变,对次要道路的纵坡、横断面加以调整,具体调整方法需考虑到主要道路的情况,提高两者的协调性,例如次要道路的横断面可以采取双向倾斜的形式,经过平顺的过渡后形成单向倾斜横坡面(应当与主干路的纵坡相同),此时可提高主干路交通的秩序性。③为保证交叉口可高效排水,应保证有一条或更多道路的纵坡能够从交叉口中心引出,再逐步向交叉口外倾斜。④交叉口内的横坡应尽可能具有平缓的特点,原则上不宜超过路段设计横断面的坡度,要求对角线上横坡<1%,遇地形较为平坦的区域时可以设置成伞状地面,即中间略高、四周略低,以满足排水和行车的双重需求。此外,在交叉口区域的排水设计中,不可出现一条道路的雨水汇入另一条道路的情况,需采取截水措施,通过此方式确保地面水不流经交叉口的人行横道,具体可在人行横道前设置雨水口。
        结束语
        道路交通流量安全及顺畅情况和每一个社会成员都有很大关系,对我们的日常生活也会起到重要影响。随着城市经济水平的不断发展,道路拥堵情况日渐严重,作为道路设计规划工作人员,要确保道路设计的合理性和科学性,保证所设计的道路体现人性化的设计理念,实现道路规划的科学化发展。
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