橋梁設(shè)計中的問題及改進(jìn)措施分析

【摘要】近些年以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高以及科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，我國的整體經(jīng)濟(jì)實力也隨之得以提升，尤其是我國的橋梁建筑業(yè)有了進(jìn)一步的發(fā)展。然而，在橋梁的設(shè)計工作中仍然存在著一系列有待于迫切解決的問題，這些問題的存在給橋梁的施工及使用帶來了一系列的安全隱患。

因此，橋梁的設(shè)計人員必須積極的采取科學(xué)有效的措施，以便于解決橋梁設(shè)計問題，為橋梁的安全施工及順利竣工奠定堅實的基礎(chǔ)。本文針對我國建筑施工行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，對橋梁設(shè)計中的問題進(jìn)行了深入的分析，并且提出了有效的改進(jìn)措施，希望能夠促進(jìn)橋梁設(shè)計水平的提高。

【關(guān)鍵詞】橋梁；設(shè)計；問題；措施

1.前言

在橋梁的設(shè)計方面，我國現(xiàn)行的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范就是充分的確保橋梁的安全、經(jīng)濟(jì)、美觀以及適用，這些要求均與人們對橋梁的基本要求相切合。在橋梁的實際設(shè)計工作當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)對橋梁的極限承載能力與正常使用予以統(tǒng)籌，不僅要考慮一些不確定因素諸如材料安全系數(shù)、荷載安全系數(shù)等，還應(yīng)當(dāng)考慮在綜合作用下這些不確定因素對橋梁安全儲備的影響。因此，橋梁的設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)立足于工程項目的實際，采取行之有效的措施，最大限度的完善設(shè)計方案，從而進(jìn)一步提高橋梁的設(shè)計水平，為橋梁的質(zhì)量提供可靠的保障。

2.橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中所存在的主要問題

現(xiàn)階段，在我國的橋梁設(shè)計工作中，人們僅僅將耐久性當(dāng)成是一種概念加以關(guān)注，不僅沒有將專業(yè)的耐久性設(shè)計展開，而且也沒有將使用年限的要求提出來。在很大程度上這些不良傾向造成了橋梁結(jié)構(gòu)使用性能差、橋梁工程事故頻發(fā)以及橋梁使用壽命短等問題的出現(xiàn)，不僅與結(jié)構(gòu)工程界所重點強(qiáng)調(diào)的適用性、安全性和耐久性的趨勢相背離，而且與綜合經(jīng)濟(jì)性要求及結(jié)構(gòu)動態(tài)要求不相符。

從總體上來看，我國的橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系與橋梁設(shè)計理論體系仍然存在著較大的缺陷，在橋梁的設(shè)計領(lǐng)域，尤其是關(guān)于橋梁使用期安全性問題及橋梁施工問題上，仍然存在著許多有待改進(jìn)的地方。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本任務(wù)就是對合理且經(jīng)濟(jì)的橋梁結(jié)構(gòu)方案加以選擇，然后就是橋梁構(gòu)件、連接和結(jié)構(gòu)分析等設(shè)計工作，同時取用相關(guān)規(guī)范明確規(guī)定的可靠性指標(biāo)亦或是安全系數(shù)，以便于確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。相當(dāng)一部分的橋梁設(shè)計人員通常會忽視從結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)耐久性以及從施工、設(shè)計、使用等整體過程中去強(qiáng)化橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，而僅僅是滿足于規(guī)范對橋梁結(jié)構(gòu)的安全度要求，這便難以避免的出現(xiàn)了許多橋梁設(shè)計問題。

3.橋梁設(shè)計的前提條件

3.1經(jīng)濟(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計重要因素。無論橋梁建筑設(shè)計的如何美觀，但是如果其造價遠(yuǎn)遠(yuǎn)的比一般的橋梁要高，那么這樣的橋梁設(shè)計就是不成功的。所以，在設(shè)計橋梁的過程中，應(yīng)當(dāng)在對橋梁結(jié)構(gòu)安全予以切實滿足的基礎(chǔ)上，還需要對橋梁的經(jīng)濟(jì)性充分的加以考慮。

3.2美觀是結(jié)構(gòu)設(shè)計不可或缺的環(huán)節(jié)。橋梁建筑不但是城市交通的重點建筑物，同時也是美化城市環(huán)境必不可少的點綴品，因此，在橋梁的設(shè)計工作中，應(yīng)當(dāng)精心的比選設(shè)計方案、精心施工，以便于實現(xiàn)在不增加投資的情況下，將最理想的美觀效果達(dá)到。

3.3安全是結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)。近年來，我國改革開放力度的不斷加大，在很大程度上帶動了城市化進(jìn)程的加快，城市車輛迅速增多，這便使得城市交通運輸變得越來越繁忙，行車速度也得以加快，給橋梁設(shè)計提出了更高的要求。在橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計上，不僅應(yīng)當(dāng)滿足橋梁結(jié)構(gòu)自身的受力安全，并且還應(yīng)當(dāng)滿足橋梁構(gòu)造的安全。在設(shè)計大橋的過程中，設(shè)墩于河中的連續(xù)箱梁，既有上承式拱橋的結(jié)構(gòu)形式，也有連續(xù)鋼構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。按照具體的地物、地質(zhì)以及地形，然后綜合性的加以對比擇取，全面確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全和急流流水?dāng)嗝娴陌踩?。另外，在設(shè)計橋墩的過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能將橋下車輛對橋墩產(chǎn)生的摩擦減少，以此增強(qiáng)橋梁的美觀，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全。

3.4功能是結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點。目前，城市交通不斷加劇，因而在設(shè)計橋梁的方案時，應(yīng)當(dāng)對橋梁的交通組織功能提起高度的重視，特別是立交橋，不僅需要考慮橋上行駛的車輛，還應(yīng)當(dāng)考慮橋梁過往的車輛。若不對橋梁的交通功能綜合性的進(jìn)行考慮，那么但凡下行車輛撞擊有關(guān)橋梁部分或者撞擊橋墩，便會導(dǎo)致橋梁坍塌的發(fā)生，該事故是屢見不鮮的。所以，橋梁設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)重點考慮橋梁的使用功能，以此比較選擇橋梁設(shè)計方案，最終將橋梁的分跨加以確定。

4.改進(jìn)及完善橋梁設(shè)計的有效措施

4.1加強(qiáng)研究疲勞損傷。絕大多數(shù)橋梁所承受的基本上均是動荷載諸如風(fēng)荷載以及車輛荷載，在結(jié)構(gòu)內(nèi)會有不斷變化循環(huán)的應(yīng)力產(chǎn)生，不僅會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生振動，而且還會造成橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞累積損傷。正是因為橋梁施工過程中所使用的施工材料缺乏連續(xù)性和均勻性，常常有著諸多微小缺陷存在，在循環(huán)不斷的荷載作用下，所存在的微小缺陷會不斷的合并且發(fā)展，最終形成損傷，同時在材料中還會有宏觀裂紋的形成。如果不能有效的控制宏觀裂紋，那么非常容易導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)及其材料的脆性斷裂。往往不容易將早期疲勞損傷檢測到，但是其會帶來災(zāi)難性的后果，所以，必須高度重視橋梁的疲勞損傷，并且加強(qiáng)對疲勞損傷的研究。

4.2防范超載問題。汽車超載的情況主要有以下幾方面：（1）橋梁上的過往車流量大于原設(shè)計的車流量；（2）以往修建的老橋梁仍然負(fù)載超齡運營；（3）車輛違規(guī)超早、以往前兩種原因是交通量增加和設(shè)計荷載變化所導(dǎo)致的，而后者則是行駛者違法超載運行的結(jié)果。橋梁超載會使得疲勞現(xiàn)象的出現(xiàn)，大幅度的加大橋梁疲勞應(yīng)力，在很大程度上加劇了疲勞損傷，甚至還會因車輛超載導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)破壞。與此同時，因為車輛超所導(dǎo)致的內(nèi)部橋梁損傷是無法恢復(fù)的，在正常荷載下勢必使得橋梁的工作狀態(tài)改變，進(jìn)而對橋梁的耐久性及安全性帶來危害。比如，一直以來混凝土橋梁被認(rèn)為有著較強(qiáng)的耐久性，然而在超載作用下，仍然出現(xiàn)了開裂現(xiàn)象，即便是在卸除荷載，也無法修復(fù)內(nèi)部混凝土的發(fā)生的結(jié)構(gòu)損傷。

4.3重視結(jié)構(gòu)的耐久性。在建造橋梁及使用橋梁的過程當(dāng)中，往往難以避免的會受到有害物質(zhì)、外界環(huán)境對橋梁的侵蝕，而且還需要承受地震、車輛、超載、疲勞、人為因素及風(fēng)等外來因素的影響，與此同時，建設(shè)橋梁所使用的材料性能也會有退化問題的出現(xiàn)，進(jìn)而使得橋橋梁墩額各個部分出現(xiàn)程度不同的劣化及損傷。從上世紀(jì)八十年代，在我國國內(nèi)的大跨橋梁領(lǐng)域便對大量的斜拉橋加以修建，目前許多斜拉橋相繼出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)p害甚至倒塌，由于拉索耐久性的問題，許多橋梁不得不對拉索提前予以更換，既增大了經(jīng)濟(jì)損失，又影響了使用。因此，在設(shè)計橋梁的過程中，橋梁設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)對耐久性問題提起高度重視，除了要考慮材料和施工等因素的影響之外，還應(yīng)當(dāng)考慮橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面所存在的缺陷。

5.結(jié)束語

總而言之，隨著城市交通的日益繁榮及發(fā)展，越來越多的橋梁工程開始修建，不僅有助于城市的美化，而且有助于城市交通的舒緩。但是，橋梁設(shè)計畢竟是有著較強(qiáng)復(fù)雜性和系統(tǒng)性的一個工程，因而在橋梁的設(shè)計工作中難以避免的存在著一系列問題，給橋梁的使用安全及其美觀帶來了直接的影響，所以，橋梁設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)真正的立足于工程項目的實際，始終堅持“質(zhì)量第一”的原則，不斷的改進(jìn)和完善橋梁的設(shè)計，以充分保證橋梁的設(shè)計質(zhì)量。

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