礦區(qū)公路橋梁設計對策探討

張金華

(黔西南州交通勘察設計院)

1 現(xiàn)階段我國礦區(qū)道路橋梁在設計過程中存在的安全隱患

1.1 一般性缺陷

因考慮不全面而造成的設計缺陷是設計者在橋梁設計過程中容易常犯的錯誤。在現(xiàn)實的設計過程中，為滿足設計要求，設計人員通常會對橋梁結構強度的計算結果進行認真考慮。同時還會從材料、結構體系、結構維護等多方面進行綜合分析，但是也難免出現(xiàn)紕漏。因人為因素造成設計工作綜合性因素考慮不周全的現(xiàn)象非常普遍，如因道路橋梁的設計圖式不夠明確，使局部構建的受力過大而導致了安全隱患的發(fā)生;再如混凝土等級、和易性、坍落度等參數(shù)與設計不符、保護層厚度不足等問題都會給道路橋梁工程的安全性與使用壽命造成很大的威脅。同時在礦區(qū)道路橋梁設計過程中，因設計人員態(tài)度不嚴謹、質量責任意識淡薄等因素的存在，使他們在勘測過程中不能夠對礦區(qū)的地質條件進行精確勘探，從而直接導致橋梁安全問題的發(fā)生。

1.2 設計方案過于模式化

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，在道路橋梁等基礎工程建設規(guī)模不斷擴大的同時，對于這些工程的設計標準也提出了更高層次的要求，并且隨著生產(chǎn)與運輸量的逐漸增加，對工程的整體質量帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)。隨著礦區(qū)生產(chǎn)設備與生產(chǎn)技術的不斷提升，礦物產(chǎn)量獲得了大幅度提升，這對道路橋梁的承載能力也提出了更高的要求。但在現(xiàn)階段的道路橋梁工程設計過程中，很多設計單位仍然大范圍沿用過去的設計方案，使現(xiàn)階段的道路橋梁工程設計呈現(xiàn)出嚴重的模式化狀態(tài)，無法滿足礦區(qū)日益增長的生產(chǎn)運輸需求。設計工作作為道路橋梁工程的靈魂，其在很大程度上直接決定著工程的質量、實用性、造價、工期、技術經(jīng)濟性等指標。缺乏創(chuàng)新意識、設計觀念落后、設計程序模式化等現(xiàn)象的存在，給工程的安全性、資源配置等問題造成了嚴重的影響。因此，在道路橋梁工程設計過程中，必須結合實際施工條件，對設計方案進行及時的完善與創(chuàng)新，以滿足新形勢下道路橋梁工程的設計需求。

1.3 設計理念與構造體系有待完善

在礦區(qū)橋梁的設計過程中，對橋梁的構造、連接等進行詳細的數(shù)據(jù)分析，以設計出一個技術經(jīng)濟性合理的構造方案，是設計工作的首要任務，但在實際的設計過程中仍然面臨著各種各樣的問題。首先，設計人員為了片面追求計算過程中的數(shù)據(jù)需求，通常會忽略橋梁結構材料、結構體系、結構構造的實際需要;其次，設計過程中人為因素的存在給工程埋下了嚴重的質量安全隱患，如對橋梁的整體結構認識不到位、橋梁圖式表達不明等，這些問題的存在將給橋梁結構造成嚴重的威脅。

2 礦區(qū)公路橋梁設計因素分析

2.1 橋梁結構形式的選擇

橋梁的平面與立面構成了橋梁體系的綜合特征，選擇合理的結構形式來滿足結構本身的線型、合理性、耐久性等要求，是在設計過程中首先應考慮的問題。

2.2 橋梁的設計

橋梁的設計過程主要包括結構體系的設計與橋位的選擇兩個方面。在橋梁結構體系設計過程中，首先應將工程投入運營后的整體性、舒適性、耐久性等因素予以高度重視，在此過程中往往是通過預應力連續(xù)結構來進行實現(xiàn)。在具體的設計過程中，設計方案還應具有沿汽車行駛方向滑移的功能，對于單向高速公路而言，該設計因素的需求尤為突出?，F(xiàn)階段的很多設計方案多使用柔性橋墩，尤其對于高橋墩而言，橋墩的穩(wěn)定性、位移等因素已經(jīng)成為制約橋墩結構設計的關鍵性因素。在曲線和大縱坡的情況下，使用墩梁固結的鋼構體系，在改善橋梁受力與整體性能方面，能夠因避免墻體滑移而降低結構總體變位，從而使結構的穩(wěn)定性獲得較大程度的提高。在橋位的選擇過程中，出于對水文等因素的考慮，應盡量在河道順直、河岸相對比較穩(wěn)定的地方設置橋位。同時，應盡量保持橋體軸線與主流的正交，以便于排洪工作的開展和橋體結構本身的安全。

2.3 橋梁方案的設計

在礦區(qū)橋梁方案的設計過程中，設計主體主要包括跨越山谷的橋梁和跨越河流的橋梁。對于跨越山谷的橋梁而言，因該類橋梁大都離城市較遠，對于橋梁的美觀性要求較低，通常選用施工工序較為簡單的方案來進行施工，并且通常使用T型梁、空心板等構件來構建橋梁的結構體系，因該方案操作簡單、便于管理且經(jīng)濟技術性指標合理等而被廣泛應用。在工程整體的布置過程中，應當考慮到高跨比的匹配，確保橋梁跨度能夠略大于橋墩的高度，這樣的橋梁整體造型也會非常美觀;對于跨越河流的橋梁而言，若要跨越河水，首先應該確定水文狀況，并根據(jù)水文狀況來確定橋梁的設計方案;對于沒有通航的河流而言，可以選擇一些工序相對比較簡單、施工方便、經(jīng)濟性合理的橋型來進行建造，并注意上下的結構體系;對于通航的河流而言，首先應對設計水位、通航等級等因素進行充分分析之后，再進行設計方案的選擇。在橋梁設計方案的選擇過程中，還應充分考慮排洪與通航的基本要求，并根據(jù)主航道的位置與水流的流向將橋梁設計方案作出相應的調整。

3 關于礦區(qū)公路橋梁設計的建議

3.1 加強對于橋梁結構設計的重視程度，提高設計水平

在對礦區(qū)橋梁設計過程中，應當對外界條件、車輛、人為因素等因素進行綜合的考慮與分析，并對橋梁投入使用之后可能出現(xiàn)的因材料退化而導致的橋梁結構損傷予以高度重視，尤其對于大跨度的橋梁設計方案而言，這種因材料退化造成的結構損傷會對橋梁本身造成很大的損失。因此在設計過程中，應對這些影響因素進行綜合考量，對可能出現(xiàn)的問題進行及時分析，以避免今后設計過程中此類問題的發(fā)生，從而真正提高橋梁的使用壽命。

3.2 選擇合理的設計方案

合理的設計方案不僅可以提高工程的技術經(jīng)濟性指標，還會提高橋梁本身的質量、安全性與使用壽命。因此，在開展設計工作時，設計人員必須對礦區(qū)的周邊環(huán)境進行綜合分析，以消除因環(huán)境因素給橋梁造成的影響。此外，不同的結構設計因素也會使最終的設計方案有所區(qū)別，因此在設計過程中還應對影響設計的其他各種結構因素進行詳細分析。

3.3 加強對于新型施工材料與施工工藝的應用

因礦區(qū)的運輸噸位一般都較大，這也使礦區(qū)的地質條件呈現(xiàn)出一定的復雜性。因此，在開展設計工作過程中，還應對現(xiàn)階段的施工材料和設計工藝等予以高度重視。鋼筋混凝土的質量在很大程度上直接決定著橋梁結構的安全性、實用性和耐久性，因此應選擇高質量的鋼筋混凝土來確保這些因素的要求。除了采取相應的措施來確?；炷恋氖褂脿顟B(tài)之外，還應采取相應的構造措施，以從根本上消除因材料問題給橋梁本身帶來的負面影響。

4 結語

綜上所述，礦區(qū)道路橋梁設計是一項受多種因素影響的復雜性系統(tǒng)工程，其中任何一個因素的存在可能給橋梁的安全性造成一定的威脅。為此，作為設計人員，應對這些因素進行綜合的考慮與分析，以制訂出一套科學合理的橋梁工程設計方案。同時，我們還應對礦區(qū)地質因素所產(chǎn)生的負面影響予以高度重視，并對設計理念、設計技術等進行不斷的完善與創(chuàng)新，以打造出高質量的道路橋梁精品設計工程。

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［3］貢金鑫，趙國藩.國外結構可靠度理論的應用與發(fā)展［J］.土木工程學院，2005，38(2):1-7.