淺談橋梁設(shè)計存在的問題與安全性

盧明

摘 要：公路交通建設(shè)的不斷完善，推動了經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，在一定程度上也提高了人們的生活質(zhì)量，近年來，隨著道路橋梁建設(shè)的不斷增多，對于質(zhì)量問題也引起了極大的關(guān)注，就目前而言，仍存在著很多質(zhì)量問題的道路橋梁施工建設(shè)，文章主要針對道路橋梁設(shè)計等方面存在的問題進(jìn)行簡要的分析與總結(jié)，并提出合理化建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計；安全性；改進(jìn)措施；結(jié)構(gòu)

引言

經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展與完善，推動了交通建設(shè)行業(yè)的發(fā)展，人們在不斷提高經(jīng)濟(jì)效益的同時，更加關(guān)注橋梁建設(shè)的質(zhì)量，尤其是近年來，隨著道路橋梁建設(shè)“安全事故”的不斷發(fā)生，使我國對于橋梁建設(shè)規(guī)范性的標(biāo)準(zhǔn)又有了新的認(rèn)識，并不同程度上調(diào)整了橋梁建設(shè)結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，針對橋梁建設(shè)涉及到的各要素也規(guī)定了新的要求及標(biāo)準(zhǔn)。真正意義上從客觀實際出發(fā)，力求在保障施工進(jìn)度的同時，完善施工質(zhì)量，保證橋梁的耐久性以及結(jié)構(gòu)性都完全符合國家的標(biāo)準(zhǔn)要求，針對其特殊工藝可以采用特別的施工標(biāo)準(zhǔn)，從整體布局出發(fā)，充分考慮橋梁結(jié)構(gòu)建設(shè)的周邊環(huán)境，影響因素，將一切可控因素都做詳細(xì)的調(diào)查分析，作為橋梁設(shè)計者要不斷的提高專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，實戰(zhàn)經(jīng)驗，在設(shè)計中從客觀實際出發(fā)，絕對不能天馬行空，肆意想象，這樣設(shè)計出來的橋梁結(jié)構(gòu)不單不能運(yùn)行于實際的施工中，更加會影響橋梁建設(shè)的工期，最終耗費(fèi)大量的人力、物力、財力。只有從內(nèi)外兩個方面加以強(qiáng)化，才能科學(xué)合理的設(shè)計出符合實際的道路橋梁設(shè)計。

1 我國道路橋梁設(shè)計的狀況

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷變化與發(fā)展，人們生活質(zhì)量的逐漸提高，對于道路橋梁建設(shè)質(zhì)量也有了新的認(rèn)識與了解，對于建筑橋梁建設(shè)者而言，更是一種全新的挑戰(zhàn)。如何在道路橋梁設(shè)計中不斷提高其設(shè)計的實際能力就成為了當(dāng)今道路橋梁設(shè)計重點解決的問題之一。與此同時，對于道路橋梁使用的材料、施工工藝及橋梁的抗耐壓力也提出了更加嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)與要求，此外，在進(jìn)行橋梁設(shè)計的同時還要考慮到實際建設(shè)過程中的外在環(huán)境，充分將設(shè)計原理運(yùn)用到實際的道路橋梁施工中，要從客觀實際出發(fā)，只有這樣橋梁道路設(shè)計才有了它的實際意義。各個學(xué)科的不斷滲透，道路橋梁設(shè)計也有了新的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求，所以對于道路橋梁施工人員要不斷的加以培訓(xùn)，提高他們對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)與掌握，不斷引進(jìn)新的思想和技術(shù)手段，加強(qiáng)其橋梁設(shè)計創(chuàng)新以全面適應(yīng)時代社會發(fā)展的需要。因此，科學(xué)合理的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅僅要滿足橋梁設(shè)計的規(guī)范要求，還要將橋梁設(shè)計與實踐相結(jié)合，豐富設(shè)計人員的實踐經(jīng)驗與在施工中的設(shè)計手段，更好的促進(jìn)橋梁建設(shè)的發(fā)展。

2 影響橋梁設(shè)計安全性的因素

2.1 結(jié)構(gòu)體系設(shè)計不合理

結(jié)構(gòu)體系設(shè)計作為橋梁設(shè)計的重要組成部分，在整個橋梁建設(shè)中起著決定性的作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計的好與壞，相關(guān)規(guī)范設(shè)計參數(shù)，可靠性性能指標(biāo)都必須在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時還要注重結(jié)構(gòu)材料的質(zhì)量以及使用性能，外部結(jié)構(gòu)構(gòu)成等要素，這也是決定結(jié)構(gòu)耐久性的主要因素，可在實際設(shè)計中，設(shè)計人員卻往往忽略這方面的構(gòu)成要素，有的甚至是由于人為的設(shè)計因素，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，所以在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的同時，必須將圖紙進(jìn)行嚴(yán)格的審查，保證設(shè)計過程中的每一個細(xì)節(jié)都能在圖紙上有所體現(xiàn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題時要給予一定的解決，絕對不能因局部壓力過大而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)體系質(zhì)量問題的出現(xiàn)。

2.2 設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不夠完善

許多設(shè)計人員往往只滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算上的安全度需要，而忽視從結(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、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足，冗余性??；有的計算圖式和受力路線不明確，造成局部受力過大；有的混凝土強(qiáng)度等級過低、保護(hù)層厚度過小、鋼筋直徑過細(xì)、構(gòu)件截面過薄；這些都削弱了結(jié)構(gòu)耐久性，會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性。不少橋梁、雖然滿足了設(shè)計規(guī)范的強(qiáng)度要求，僅用了5～10年就因為耐久性出了問題影響結(jié)構(gòu)安全。結(jié)構(gòu)耐久性不足已成為最現(xiàn)實的一個安全問題，設(shè)計時要從構(gòu)造、材料等角度采取措施加強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性。

2.3 道路橋梁設(shè)計存在缺陷

大多數(shù)設(shè)計人員認(rèn)真考慮道路橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計算結(jié)果設(shè)計要滿足規(guī)范的要求，但在結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及橋梁設(shè)計、施工到使用整個過程中可能經(jīng)常會出現(xiàn)的各類人為因素等方面綜合性考慮不夠全面。比如橋梁設(shè)計過程中，道路橋梁的計算圖式和實際路線不夠明確，使得局部受力過大，再如混凝土等級過低，保護(hù)層厚度過薄，鋼筋直徑過小等問題，都會對道路橋梁的安全性和耐久性造成嚴(yán)重威脅。此外，道路橋梁設(shè)計過程中，如果設(shè)計人員工作態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn)，計算出現(xiàn)失誤等，就更會直接造成道路橋梁的安全存在問題。

2.4 疲勞損傷是橋梁設(shè)計中的核心問題

橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動荷載，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會引起結(jié)構(gòu)的振動，還會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。疲勞和超載對于橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的影響非常大，因此設(shè)計師在橋梁設(shè)計方面要充分重視對疲勞損傷的研究。

3 橋梁工程抗震的原則

合理的抗震設(shè)計，要求設(shè)計出來的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠經(jīng)濟(jì)的實現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。要達(dá)到這個要求，就需要設(shè)計工程師深入了解對結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有重要影響的基本因素，并具有豐富的經(jīng)驗和創(chuàng)造力，而不僅僅是按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。

3.1 體系的整體性和規(guī)則性。橋梁的整體性要好，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時被震散掉落，同時它也是結(jié)構(gòu)發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上，結(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對稱、規(guī)整，避免突然變化。

3.2 當(dāng)前橋梁抗震設(shè)計中常利用橋墩的延性來達(dá)到減震的目的。即將橋墩某些部位設(shè)計有足夠的延性，使其在強(qiáng)震作用下形成穩(wěn)定的延性、塑性鉸，通過產(chǎn)生彈塑性變形來延長結(jié)構(gòu)周期，達(dá)到耗散地震能量的目的，減輕其對橋梁的損害。

3.3 多道抗震防線。應(yīng)盡量使橋梁成為具有多道抵抗地震側(cè)向力的體系，則在強(qiáng)地震動過程中，一道防線破壞后尚有第二道防線可以支撐結(jié)構(gòu)，避免倒塌。

3.4 通過橋梁加固方式，增強(qiáng)橋梁抗震能力。要做好橋梁的抗震設(shè)計，就要不斷加深各種橋梁加固方式對地震機(jī)理的認(rèn)識，提高和完善橋梁結(jié)構(gòu)物的各項功能，以及橋梁抗震構(gòu)造措施進(jìn)一步的改進(jìn)和完善。目前我國對于橋梁抗震加固技術(shù)相對比較成熟，在實踐過程當(dāng)中應(yīng)結(jié)合公路橋梁的特點，有效提高我國公路橋梁的抗震性能和抵御地震災(zāi)害的能力

4 結(jié)束語

隨著時代的發(fā)展現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計中存在的問題已成為橋梁安全的重大隱患之一，所以橋梁設(shè)計人員應(yīng)該積極借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗和做法，因此，作為橋梁設(shè)計人員，必須具備高超的專業(yè)素質(zhì)、不斷創(chuàng)新、豐富的設(shè)計經(jīng)驗和正確的實踐判斷力，在橋梁設(shè)計理念、結(jié)構(gòu)體系和加強(qiáng)施工質(zhì)量管理等多方面做好預(yù)防設(shè)計，并結(jié)合當(dāng)前實際情況，不斷創(chuàng)新。

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