分析公路橋梁建設(shè)的設(shè)計(jì)技巧

袁錦　侯磊

摘要：本文作者根據(jù)自身專(zhuān)業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)以及工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)公路橋建設(shè)的設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合分析與不斷實(shí)驗(yàn)，談?wù)勛陨淼囊恍┛捶?，?duì)現(xiàn)狀做出分析，提出改進(jìn)措施。在專(zhuān)業(yè)知識(shí)的不斷學(xué)習(xí)中，提出自己的觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)更為合理的方案，做到知識(shí)巧妙應(yīng)用，經(jīng)驗(yàn)合理運(yùn)用，完成整個(gè)設(shè)計(jì)，做到一一俱全。

關(guān)鍵詞：公路橋梁建設(shè) ；設(shè)計(jì)技巧；經(jīng)驗(yàn)措施

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)于交通的要求也在不斷的增大為了不約束經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，公路工程的建設(shè)也在大規(guī)模的建設(shè)和改造交通便利是經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的前提，不同的施工要求需要不同的設(shè)計(jì)方案，對(duì)不同的地區(qū)進(jìn)行考查，尋找符合地域特點(diǎn)的設(shè)計(jì)方案，從而達(dá)到目標(biāo)要求。公路橋梁在自然因素的影響下，質(zhì)量的持久性會(huì)降低，減少質(zhì)量保證年限，所以也要保養(yǎng)好公路橋梁的路面。在隨著時(shí)間的變化，材料也會(huì)出現(xiàn)退化直接影響質(zhì)量的安全。

1 現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)橋梁工程安全性耐久性的概況

近些年來(lái)，國(guó)內(nèi)發(fā)生不少橋梁倒塌的嚴(yán)重事故，造成不該有的人間悲劇。但調(diào)查分析結(jié)果表明，很多事故是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不規(guī)范或施工不注意質(zhì)量控制造成的。施工中的偷工減料、工程腐敗，設(shè)計(jì)中的態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，計(jì)算錯(cuò)誤等等都是造成橋梁英年旱逝或出現(xiàn)安全隱患的重要因素。

2 橋梁出現(xiàn)安全性、耐久性問(wèn)題的主要原因

2.1公路橋梁設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)低，隱藏安全隱患我國(guó)在上世紀(jì)紀(jì)60年代至70年代建設(shè)的橋梁，由于當(dāng)時(shí)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，對(duì)橋梁的等級(jí)要求也較低。出于節(jié)省資源和實(shí)用的目的，橋梁的設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)也降低。但隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)橋梁承壓等級(jí)越來(lái)越高，而大部分城市如今卻仍使用以前低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的公路橋梁。隨著交通量的日益增多和繁重，之前所設(shè)計(jì)的橋梁已不適合現(xiàn)階段的交通需要，其本身的安全性和耐久性問(wèn)題隨時(shí)可能發(fā)生，對(duì)人類(lèi)的生命造成一定威脅。

2.2 施工和管理水平較低

很多橋梁的突然破壞與倒塌現(xiàn)象的調(diào)查分析，一般是由施工時(shí)出現(xiàn)野蠻施工和管理腐敗所導(dǎo)致。而剛建不久卻發(fā)生諸如突然破壞與倒塌事故的橋梁，很多是因?yàn)槭┕べ|(zhì)量沒(méi)有達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，其中以材料強(qiáng)度不足和施工工藝不合理等原因?yàn)橹?；而偷工減料、以次充好等嚴(yán)重管理問(wèn)題，可造成對(duì)橋梁安全性有致命的損害后果。在施工生產(chǎn)過(guò)程中，由于質(zhì)量的波動(dòng)性（系統(tǒng)性因素或偶然性因素的影響），施工質(zhì)量很難百分之百地符合規(guī)范規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，必然存在著因不合格項(xiàng)目而引起的返工返修損失和為減少損失加強(qiáng)預(yù)防控制而增加的費(fèi)用，工程施工質(zhì)量成本就是施工生產(chǎn)過(guò)程中與符合性質(zhì)量水平最直接、最密切、最敏感的這部分費(fèi)用。工程施工質(zhì)量成本由控制成本（含預(yù)防成本、鑒定成本）、損失成本（含內(nèi)部損失成本、外部損失成本）組成。

2.3 橋梁的設(shè)計(jì)不合理

在設(shè)計(jì)過(guò)程，設(shè)計(jì)者只考慮橋梁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果滿足規(guī)范要求，卻忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計(jì)、施工到使用全過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為因素等方面綜合計(jì)算橋梁的安全性和耐久性。例如有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足；而有的橋梁計(jì)算圖式和受力路線不明確，造成局部受力太大；有的混凝土強(qiáng)度等級(jí)太低、保護(hù)層厚度過(guò)小、鋼筋直徑過(guò)細(xì)、構(gòu)件截面過(guò)薄等等原因，都會(huì)嚴(yán)重影響橋梁的安全性和耐久性。

3 提高橋梁安全性、耐久性的措施

（1）加強(qiáng)對(duì)橋梁壽命期的理解。我國(guó)在工程建設(shè)方面，將逐步從最初的單純?cè)O(shè)計(jì)滿足載荷強(qiáng)度的設(shè)計(jì)原則轉(zhuǎn)變到既滿足載荷強(qiáng)度需求又滿足橋梁壽命需要的設(shè)計(jì)思路。符合國(guó)際上造橋?qū)勖诘囊?。加?qiáng)橋梁使用壽命的理解，應(yīng)首先要研究確定結(jié)構(gòu)重要性的方法。例如，一般我國(guó)設(shè)計(jì)的公路橋梁若不是高速公路則只需設(shè)計(jì)50年壽命，而高速公路或其他造價(jià)較高的橋梁設(shè)計(jì)時(shí)則需100年甚至要150年。但這些壽命來(lái)源并不可靠，需經(jīng)過(guò)大量模擬實(shí)驗(yàn)證明。壽命期定后橋梁建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行（包括養(yǎng)護(hù)、維修、管理）也需要綜合考慮，以便修建的橋梁壽命在預(yù)想之中。

（2）對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)的施工應(yīng)減輕甚至隔絕環(huán)境因素對(duì)混凝土和鋼筋的影響。特別在靠近氯離子侵蝕嚴(yán)重的海邊，其環(huán)境因素對(duì)橋梁的影響后果更不容忽視。橋面應(yīng)有一定的坡度或設(shè)置排水管道，在混凝土橋面板與路面層之間設(shè)置可靠防水層，防止水向下滲漏，造成環(huán)境對(duì)橋梁的破壞后果。

（3）重視橋梁疲勞損傷問(wèn)題的研究。橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車(chē)輛荷載和風(fēng)荷載都是動(dòng)荷載，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的，實(shí)際上還存在有許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這此微小缺陷會(huì)逐漸發(fā)展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果這些宏觀裂紋得不到有效控制，極有可能會(huì)引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。旱期疲勞損傷往往不易被檢測(cè)到，但其帶來(lái)的后果是災(zāi)難性的。對(duì)疲勞損傷的研究不僅僅指對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)而言，事實(shí)上橋梁結(jié)構(gòu)常常由于某些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的失效。

（4）目前的橋梁設(shè)計(jì)中，對(duì)于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注，既沒(méi)有明確提出使用年限的要求，也沒(méi)有進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的耐久性設(shè)計(jì)。這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了當(dāng)前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果，也與國(guó)際結(jié)構(gòu)工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢(shì)相違背，也不符合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)和綜合經(jīng)濟(jì)性的要求。國(guó)內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題橋梁具體的設(shè)計(jì)過(guò)程按承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)來(lái)進(jìn)行。后者控制結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)時(shí)應(yīng)力、裂縫和變形小于一定的限值，對(duì)應(yīng)于適用性的要求。暫且不論這些控制方程和計(jì)算理論是否完全合理，它們至少?gòu)亩ㄐ院投康男问缴媳ＷC了安全性和適用性?xún)身?xiàng)要求，而對(duì)于經(jīng)濟(jì)、美觀的要求則沒(méi)有具體的指標(biāo)進(jìn)行衡量。當(dāng)然，在方案設(shè)計(jì)和評(píng)審階段會(huì)考慮到經(jīng)濟(jì)和美觀的要求。

（5）借鑒國(guó)外的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)和成果。國(guó)內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)存在的主要問(wèn)題是結(jié)構(gòu)正常使用性能差，例如橋梁的線形不平順、振動(dòng)過(guò)大、接頭易跳車(chē)、結(jié)構(gòu)開(kāi)裂和變形過(guò)大等。而國(guó)內(nèi)橋梁的耐久性和安全性也比較差。對(duì)于橋梁出現(xiàn)的這些問(wèn)題，我們應(yīng)認(rèn)真考慮國(guó)外有關(guān)橋梁方面的技術(shù)，應(yīng)認(rèn)真研究其優(yōu)秀的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)。例如歐洲國(guó)家對(duì)結(jié)構(gòu)物的性能設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，包括對(duì)結(jié)構(gòu)的變形、裂縫的處理，消除或減小振動(dòng)的方法等，這些設(shè)計(jì)都將加強(qiáng)橋梁的安全性和耐久性的設(shè)計(jì)。

4 結(jié)語(yǔ)

有效地設(shè)計(jì)公路橋梁，因?yàn)楣窐蛄涸O(shè)計(jì)的方案，直接影響到質(zhì)量問(wèn)題。質(zhì)量的保證才是最重要的，質(zhì)量的安全應(yīng)該是設(shè)計(jì)人員的高度重視，不能一味的追求設(shè)計(jì)目標(biāo)，而忘記質(zhì)量的過(guò)關(guān)。要不斷地積極的尋找最佳的設(shè)計(jì)方案，改變現(xiàn)有的公路橋梁的缺陷和不足。要重視培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)知識(shí)人員，共同學(xué)習(xí)、總結(jié)、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。確保建設(shè)的安全和可實(shí)施性。同時(shí)還要重視公路橋梁的改造，減少危險(xiǎn)的發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

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