城市橋梁設(shè)計(jì)中的隱患及解決措施

劉恒

【摘要】道路橋梁在建設(shè)及使用過程中，除了要承受來自外部有害物質(zhì)的不斷侵蝕之外，還有諸如行駛車輛的超載及駕駛員疲勞駕駛等影響，另外，橋梁自身所運(yùn)用的材料隨著使用時(shí)間的推移，還會(huì)出現(xiàn)持續(xù)退化狀況，內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)不斷損壞，至此，橋梁設(shè)計(jì)階段的合理化、規(guī)范化、科學(xué)化是決定橋梁安全性與耐久性的關(guān)鍵要素。

【關(guān)鍵詞】道路橋梁設(shè)計(jì)隱患;完善措施

道路橋梁所處環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，不但要經(jīng)受外部自然環(huán)境及人為破壞影響，還要長(zhǎng)期承受過往車輛荷載影響，其橋梁建筑材料本身在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過程中也會(huì)出現(xiàn)不同程度的材料劣化及損壞現(xiàn)象。因此，橋梁設(shè)計(jì)在某種程度上決定了它后期使用過程中的耐久性與安全性。不過從實(shí)際狀況來看，我國(guó)道路橋梁在設(shè)計(jì)階段是存在諸多隱患的，這些隱患一部分來自于外部自然環(huán)境因素，但更多地來自于人為設(shè)計(jì)因素。

1、道路橋梁設(shè)計(jì)隱患問題

1.1設(shè)計(jì)理論體系不完善

科學(xué)完善的理論體系是道路橋梁設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)和依據(jù)，只有如此，設(shè)計(jì)人員才能拿出最為經(jīng)濟(jì)的方案來設(shè)計(jì)最為安全可靠的道路橋梁。但是從當(dāng)前我國(guó)道路橋梁的施工設(shè)計(jì)、使用期安全設(shè)計(jì)方面來看，道路橋梁存在的設(shè)計(jì)隱患較多，比如很多路橋設(shè)計(jì)僅僅滿足最低安全需求，而對(duì)于一些細(xì)節(jié)方面的問題則視而不見，究其根本，則是缺乏一套完善科學(xué)的理論體系的指導(dǎo)。只有最大限度的完善理論體系，道路橋梁設(shè)計(jì)中的隱患問題才能越來越少。

1.2對(duì)道路橋梁耐久性有所忽略

耐久性是道路橋梁設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素，這關(guān)系到橋梁的安全性和使用壽命。影響耐久性的因素很多，比如施工材料和施工質(zhì)量，但是決定性的因素卻是路橋的設(shè)計(jì)因素。在道路橋梁設(shè)計(jì)中，耐久性是很容易被忽略的，即使重視了耐久性設(shè)計(jì)，也只是局限在結(jié)構(gòu)的計(jì)算研究方面，而對(duì)于總體構(gòu)造和細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，則往往很不到位。忽視耐久性設(shè)計(jì)，會(huì)大大降低橋梁的安全性，導(dǎo)致事故的發(fā)生。因此，路橋設(shè)計(jì)中務(wù)必要強(qiáng)化耐久性設(shè)計(jì)。

1.3橋面與梁體壽命不一致

橋梁設(shè)計(jì)通常有兩種極限狀態(tài)，一種是正常使用的極限狀態(tài)，而另一種則是承載能力的極限狀態(tài)。在設(shè)計(jì)橋梁主體結(jié)構(gòu)的時(shí)候，極限狀態(tài)是重要的設(shè)計(jì)依據(jù)。然而現(xiàn)實(shí)中會(huì)存在一個(gè)問題，即橋梁的主體受力狀態(tài)正常，但是橋面和梁體的壽命卻與主體不一致，這種不一致會(huì)導(dǎo)致很多問題的出現(xiàn)，設(shè)計(jì)中必須重視起來。

1.4匝道橋獨(dú)柱墩梁橋傾覆問題

匝道橋的使用質(zhì)量問題呈現(xiàn)出兩種截然不同的情況，一是在城區(qū)內(nèi)部的匝道橋梁，絕大部分都是運(yùn)營(yíng)狀況良好的，養(yǎng)護(hù)體制較為健全，養(yǎng)護(hù)工作做的比較到位，匝道橋梁的使用壽命正常。但是在城郊的匝道橋梁或者高速公路的立交匝道橋梁卻出現(xiàn)了多起柱墩型式的曲線梁橋傾覆失穩(wěn)事故，這與對(duì)這些區(qū)域匝道橋梁養(yǎng)護(hù)的忽視離不開，橋梁一旦發(fā)生傾覆失穩(wěn)，則極有可能使得人員的生命和經(jīng)濟(jì)造成重大損失，并且這種事件帶來的社會(huì)影響也是極其惡劣的。

2、完善措施

2.1完善道路橋梁設(shè)計(jì)理論體系

一套科學(xué)完善設(shè)計(jì)理論體系對(duì)道路橋梁設(shè)計(jì)工作意義重大，只有在科學(xué)理論體系的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出的道路橋梁無論是在結(jié)構(gòu)體系上還是在材料和構(gòu)造上才能保持優(yōu)良，也才能最終保證道路橋梁的安全性，延長(zhǎng)道路橋梁的使用壽命。要建立科學(xué)完善的路橋設(shè)計(jì)理論體系，首先必須要對(duì)路橋設(shè)計(jì)中需考慮的各種因素進(jìn)行明確，另外要格外重視細(xì)節(jié)問題的設(shè)計(jì)。在具體的路橋設(shè)計(jì)中，要想保證設(shè)計(jì)的質(zhì)量，就必須要依據(jù)科學(xué)的結(jié)構(gòu)體系，還要強(qiáng)化監(jiān)督的力度。唯有如此，才能最終保證路橋的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.2道路與橋梁過渡段設(shè)計(jì)

（1）過渡段變形的設(shè)計(jì)控制。關(guān)于路橋過渡段的設(shè)計(jì)施工，我國(guó)交通主管單位早就有了明確的規(guī)定，在施工完成之后，路橋過渡段的沉陷量不能超過10cm，另外在工后90d進(jìn)行測(cè)量，沉降值要控制在6mm以內(nèi)。如果某項(xiàng)路橋工程施工周期較短，無法完成90d沉降量測(cè)量，那么針對(duì)這種情況的沉降量控制要求為路面坡度為0.5%的沉降量不能超過5cm，并且要保證路橋過渡段的沉降坡差不超過4%，這樣才能滿足路橋過渡段的沉降變形要求。（2）緩和過渡段的設(shè)計(jì)。路橋過渡段設(shè)計(jì)至關(guān)重要，科學(xué)合理的過渡段設(shè)計(jì)能夠大大降低跳車現(xiàn)象的發(fā)生。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，主體結(jié)構(gòu)的剛度差異和沉降差的控制是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，要重視這兩方面的設(shè)計(jì)，要將差異保持在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。另外，施工階段不同，對(duì)設(shè)計(jì)的要求也會(huì)不同，因此設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)施工階段的不同而調(diào)整相應(yīng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，尤其是強(qiáng)度和剛度指標(biāo)，要根據(jù)施工階段的不同做出不同的設(shè)計(jì)。除此之外，路橋過渡段往往會(huì)存在地基處理上的難題，設(shè)計(jì)中要依據(jù)土層的不同制定不同的處理方式，尤其是地基土的加固，設(shè)計(jì)時(shí)要做好先期準(zhǔn)備，可以大大提高道路橋梁的后續(xù)施工質(zhì)量。

2.3保證橋面與梁體壽命相同

橋梁主體是依據(jù)橋梁的極限狀態(tài)來設(shè)計(jì)的，但是由于各種各樣的原因，最終使得橋梁主體與橋梁和梁體的壽命出現(xiàn)了不一致的問題，因此很多橋梁都需要不斷的進(jìn)行橋面鋪裝的更新。從保證橋梁正常使用的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)中要最大限度的保證橋梁主體與橋梁和梁體壽命的一致性，多多考慮橋面的受力點(diǎn)和受力狀態(tài)，采取更為有效的針對(duì)性的設(shè)計(jì)措施來加以解決。

2.4獨(dú)柱墩梁橋傾覆問題的預(yù)防

首先分析獨(dú)柱墩梁橋的傾覆機(jī)理，不管是直線梁橋還是曲線梁橋，橋梁一旦發(fā)生傾覆，傾覆的點(diǎn)一定是繞著最外側(cè)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行。獨(dú)柱墩式梁橋的中間支撐形式一般為鉸支撐或者距離很近的雙點(diǎn)支撐，這兩種支撐形式的橫向抗傾覆性能都不是很好，尤其是那些寬度較大的梁橋，采用這樣的支撐形式則更容易發(fā)生橫向傾覆事故。如果出現(xiàn)了傾覆力矩大于穩(wěn)定力矩的情況，那么獨(dú)柱墩這種形式本身的后期抗傾覆性能很低，反而使得扭轉(zhuǎn)作用下梁體二次非線性產(chǎn)生對(duì)獨(dú)柱墩的水平作用力，從而使得梁體發(fā)生橫向傾倒破壞。

道路橋梁的設(shè)計(jì)工作至關(guān)重要，關(guān)系到橋梁的安全性和最終使用壽命。因此，必須重視道路橋梁的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中要依據(jù)科學(xué)的理論體系和規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)，努力提高設(shè)計(jì)水平，這樣才能為路橋的施工提供指導(dǎo)，保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性，減少橋梁隱患的出現(xiàn)。

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