摘要:随着时代的进步,道路桥梁建设国内得到较快的发展,人们也因此累积了丰富的设计经验,对我国道路桥梁建设的传承和发展起到较大的促进作用。但是和发达国家相比较,我国道路桥梁设计的理念仍然比较落后,甚至处于被淘汰的边缘。本文分析了我国道路桥梁设计的理念改革与实践发展,期望能为相关研究人士提供一定的参考。
关键词:道路桥梁设计;理念改革;实践发展
1.现代化公路桥梁的设计理念的重要性
当前道路桥梁建设是建筑行业主要的施工对象,随着时代和经济的发展,人们越来越重视建筑的美观性能,对周围环境也提出了越来越高的要求,以此使城市的形象得到有效的提升。由于我国是世界上拥有道路桥梁最多的国家,而且行业的发展也较大的提升了我国道路桥梁的相关技术和效率,促使我国建设道路桥梁的步伐加快。在设计道路桥梁的过程中,设计理念直接影响着道路桥梁的外观形象,如果道路桥梁的设计理念跟不上时代的发展,会严重的制约道路桥梁的建设发展,既对其美观性造成影响,还会影响到周围的环境,甚至对人们的生活也会造成影响。因此设计人员必须对变更设计理念引起重视,保证道路桥梁发展更加安全、稳定和环保,为其可持续发展提供良好的保障。
2.我国道路桥梁设计理念发展
2.1道路桥梁设计方案选择由主观向科学发展
道路桥梁设计工程比较系统复杂,设计人员需要遵循“经济、适用、安全、美观”的原则对设计方案进行筛选,并对当地的气象条件、水文地质条件、施工技术、工期、车辆载荷、施工成本预算、建筑材料、设计规范、国家标准和行业标准等进行综合考虑。但是这些因素相互制约,较难同时满足设计的原则,所以可以把道路桥梁设计当成非线性的复杂的决策系统。
以往设计方案都是根据设计人员的经验先对建材和结构进行选择,然后通过分析其结构和受力,最后得出最低成本的符合其安全性和适用性的设计方案,这种设计方案通常不重视道路桥梁的耐久性,所以随着载流量和使用年限的增加,存在较大的安全隐患。近些年有学者提出,在对设计方案进行选择时,应该采用科学的数学模型方法替代片面、主观的决策,因此可当做是科学决策理论有效结合路桥工程学科的过程,对于进一步完善我国道路桥梁设计理念有重要的促进作用。
2.2“耐久性设计”理念的提出与发展
范立础院士曾经提出,我国一直采用的路桥设计理念和先进国家存在的差距较大,如传统的以“经济、适用、安全、美观”的原则为指导的道路桥梁设计,对建设施工过程和结构强度比较重视,却忽略维护管理和耐久性。根据实际情况得出,这种设计理念也对我国路桥的运行和维护检修造成了较大的影响。这种设计理念主要是针对建设施工过程制定的,并兼顾对使用年限进行设计,却没有对路桥的环境影响和使用寿命引起充分的重视。
不同于以往的设计理念,“耐久性设计”是一种全寿命周期的设计。全寿命周期指从道路桥梁规划开始直到拆除的时间段,它包括养护、维修、报废、回收等完整的周期阶段。运用“耐久性设计”理念进行设计,主要是对全局的成本而不是施工成本进行考虑,避免了后期使用中出现运用维护费用较大的情况,保证道路桥梁使用的耐久性。“耐久性设计”主要强调考虑周期性的维护检修成本。在耐久性的设计过程中,对于后期维护难度和可行性进行了综合考虑,可能对最终选择的设计方案起到决定性的作用。“耐久性设计”理念和可持续发展的设计理念相契合,它把建筑整体使用性能的提升为目标,和设计初衷及人们的利益相适应。因为针对的是全寿命周期,有时“耐久性设计”理念也被称为“全寿命设计”。当前许多学者都比较提倡和推崇“全寿命设计”,其内涵比较广泛。“全寿命设计”是“耐久性设计”理念的发展,要求设计人员既要考虑建筑设施的使用性能,还应对道路桥梁对周围环境的影响考虑在内,最终实现社会、经济。环境等效益的平衡发展。
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3.我国道路桥梁设计的实践发展
从发展的角度分析,我国道路桥梁设计水平和发达国家的差距在不断的缩小,各地不断涌现的山区公路与隧道、城市立交桥、大跨度桥梁等都预示着我国路桥工程得到迅速的发展。
3.1深入应用计算机辅助技术,提升路桥的设计水平
在设计道路桥梁的过程中,通过对计算机辅助设计软件(CAD)或专业软件的仿真分析、快速优化、算法比较等进行有效的利用,可使道路桥梁的设计过程大大优化。广泛的应用CAD可使平面定线、设计纵断面、检查横断面、调整平面等流程实现自动优化,使我国道路桥梁设计人员的生产力和劳动强度得到较大程度的缓解。
我国道路桥梁的CAD软件当前呈现出良好的发展态势,陆续出现了“桥梁博士”、“桥梁大师”、“桥梁通”等优秀国产桥梁和“纬地三维道路设计系统”、“路线大师”、“海地”、“EICAD”等优秀国产道路CAD软件。CAD软件的逐渐普及既说明我国道路桥梁设计人员具有较高的从业水平,更说明我国道路桥梁设计已经向现代“标准化设计”理念转换。
随着道路桥梁设计和施工中对飞速发展的计算机技术的应用,设计师们通过仿真分析和数值模拟,就可以对建造道路桥梁过程中各种工况,建成后的外观、结构和功能,在地震、台风及其他突发情况下各设施的运行情况,道路桥梁设施的视觉效果及对周围生态环境的影响等实现精准的模拟,为在“全寿命周期”内对方案的分析和比较提供方便。
3.2智能检测设备和无损检测技术的应用,和设计方案细节的动态调整机制
在路桥设计、施工完成投入运行后,定期维护和保养可使其使用寿命延长。智能检测设备和无损检测技术的应用可使维护人员很快发展伸缩缝和裂缝,并及时防护和维修;而且还使工程实现远程监控管理,进而节约了运营成本。
按照“耐久性设计”与“全寿命设计”的理念,一般会把运营维护期间的问题及时向设计者反馈,以便对其成因进行分析,为以后的设计提供借鉴。另外设计师们可以根据具体情况对保养维护期间的问题动态的调整设计方案细节,如假设某桥梁整体设计寿命是100年,但各部件寿命却达不到这个年限。按照物料的特性,橡胶支座、拉索、拉索护套的使用寿命及钢结构的油漆最佳保护期分别为20年、15年、18年、15年。设计师在修理、替换、加固零部件的过程中应该对材料与技术的升级换代进行充分的考虑,对原来拟定的加固方案进行灵活的调整。
传统的道路桥梁设计理念,设计工作是一劳永逸的,完成施工,投入使用设备后,设计人员的任务也就算完成了。但在“动态调节机制”的“全寿命设计”理念下,设计人员要全程负责,及时反馈并对相应机制进行合理的调整,不仅可使设计人员水平得到有效的提升,还可延长道路桥梁的使用寿命。
结语
总之,道路桥梁设计作为道路桥梁工程建设的基础,对道路桥梁后期顺利施工和正常使用有直接影响。所以,施工企业需要通过自身设计理念的不断更新,对道路桥梁的设计环节引起重视,使传统设计隐患问题得到有效的解决,促进我国道路桥梁设计水平不断提升的基础上,为我国道路桥梁的持续发展奠定坚实的基础。
参考文献:
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[3]唐莹.邹爱琴.刍议我国道路桥梁设计的理念变更及实践进展[J].科技创新与应用,2014(24):221.
论文作者:柴丽
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/24
标签:桥梁论文; 道路论文; 耐久性论文; 我国论文; 设计理念论文; 理念论文; 寿命论文; 《基层建设》2019年第5期论文;