安全性和耐久性在路橋設(shè)計中的應(yīng)用策略

文/張宇飛

1 前言

路橋工程作為我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作之一，其建設(shè)質(zhì)量往往會對現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)水平產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。結(jié)合當(dāng)前發(fā)展情況來看，隨著我國交通建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，以路橋工程為首的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)數(shù)量明顯增多。在這樣的發(fā)展態(tài)勢下，我們應(yīng)該對路橋工程建設(shè)工作予以高度重視。其中，應(yīng)該重點(diǎn)針對路橋設(shè)計工作予以高度重視。設(shè)計過程中，最好可以從安全性與耐久性兩個指標(biāo)因素方面進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理設(shè)計，以確保路橋工程運(yùn)行安全。

2 路橋安全性與耐久性設(shè)計內(nèi)容分析

近些年來，為穩(wěn)定推進(jìn)我國橋梁建設(shè)事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，相關(guān)部門明確要求橋梁工程建設(shè)工作應(yīng)該嚴(yán)格按照法律法規(guī)以及相關(guān)政策要求，準(zhǔn)確貫徹與落實(shí)施工設(shè)計內(nèi)容以及現(xiàn)場管理內(nèi)容等，以期可以從根本上提高我國橋梁工程運(yùn)行質(zhì)量。其中，路橋工程作為我國橋梁建設(shè)體系的重要內(nèi)容，理應(yīng)嚴(yán)格按照法律法規(guī)以及工程建設(shè)需求，從多個方面針對路橋工程質(zhì)量影響因素進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理設(shè)計，避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量不佳或者質(zhì)量隱患問題。結(jié)合實(shí)際設(shè)計經(jīng)驗(yàn)來看，對于路橋工程而言，安全性與耐久性基本上可以視為衡量路橋工程運(yùn)行質(zhì)量的重要因素[1]。

要求設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范，重點(diǎn)突出安全性與耐久性指標(biāo)內(nèi)容，深化路橋工程整體運(yùn)行質(zhì)量。一般來說，安全性設(shè)計工作主要是指設(shè)計人員通過利用科學(xué)合理的設(shè)計手段，全方位提高橋梁主體結(jié)構(gòu)的安全性能，避免出現(xiàn)運(yùn)行風(fēng)險或者質(zhì)量隱患問題。耐久性設(shè)計工作主要是指利用一系列技術(shù)手段，增強(qiáng)路橋抵御外部環(huán)境干擾的能力，如撞擊以及化學(xué)侵蝕等外部干擾作用力。對于耐久性設(shè)計工作而言，其的設(shè)計效果已經(jīng)成為衡量路橋是否滿足預(yù)定功能與要求的指標(biāo)因素。

3 路橋安全性與耐久性設(shè)計問題研究

3.1 路橋設(shè)計方案缺乏合理性

路橋設(shè)計方案合理與否往往會對路橋工程使用質(zhì)量產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。因此可以說，唯有確保路橋工程設(shè)計的合理性，才能夠確保路橋工程安全性與耐久性設(shè)計目標(biāo)得以順利達(dá)成。結(jié)合當(dāng)前設(shè)計情況來看，部分工程設(shè)計人員在安全性與耐久性設(shè)計理念意識方面表現(xiàn)較為匱乏。再加上部分工程設(shè)計人員缺乏實(shí)踐指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致在設(shè)計過程中常常會出現(xiàn)與施工實(shí)況不相符的問題[2]。或者是在路橋設(shè)計階段并未針對施工材料以及路橋?qū)嶋H構(gòu)成情況進(jìn)行明確把握，導(dǎo)致正式施工過程與預(yù)期設(shè)計經(jīng)常會出現(xiàn)偏差問題。長此以往，不僅會對路橋使用功能造成不利影響，同時也會對我國路橋事業(yè)發(fā)展造成阻礙影響。

3.2 對于路橋疲勞損傷問題缺乏重視

路橋疲勞損傷主要是指路橋結(jié)構(gòu)內(nèi)部受到循環(huán)變化應(yīng)力的作用影響，導(dǎo)致內(nèi)部存在結(jié)構(gòu)振動以及損傷問題。一般來說，路橋結(jié)構(gòu)損傷主要是由于路橋存在的微小缺陷逐步發(fā)展形成的質(zhì)量問題。長此以往，容易造成材料以及結(jié)構(gòu)的脆性裂斷。結(jié)合當(dāng)前路橋運(yùn)行情況來看，因路橋疲勞損傷造成的事故問題不在少數(shù)。針對于此，建議設(shè)計人員應(yīng)該針對路橋疲勞損傷問題予以高度重視，避免路橋材料與結(jié)構(gòu)裂斷問題的反復(fù)出現(xiàn)。

3.3 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容未得到有效落實(shí)

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計作為路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點(diǎn)內(nèi)容，要求設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格按照路橋工程抗震設(shè)計規(guī)范，從多個方面針對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計問題進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署，防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題。因我國多數(shù)地區(qū)都處于地震區(qū)當(dāng)中，如果路橋結(jié)構(gòu)抗震性能無法達(dá)到預(yù)期要求，不僅會對路橋結(jié)構(gòu)造成破壞影響，同時也會對行人出行安全造成人身威脅[3]。結(jié)合當(dāng)前路橋抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計情況來看，多數(shù)路橋抗震設(shè)計模型常常會出現(xiàn)與實(shí)際結(jié)構(gòu)不相符的問題。究其原因，主要是設(shè)計人員并未完全立足于路橋結(jié)構(gòu)抗震性能要求，采取合適的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范設(shè)計，而是過多利用自身主觀經(jīng)驗(yàn)直接應(yīng)用低抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致路橋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計多存在安全隱患問題。

4 安全性與耐久性在路橋設(shè)計中的應(yīng)用策略分析

4.1 高度重視橋梁構(gòu)件結(jié)合部設(shè)計內(nèi)容

橋梁構(gòu)件結(jié)合部基本上可以視為衡量路橋結(jié)構(gòu)安全性與耐久性程度的重要指標(biāo)因素。結(jié)合路橋整體設(shè)計情況來看，因內(nèi)部涉及的構(gòu)件較多，需要設(shè)計人員從多個方面針對細(xì)節(jié)設(shè)計問題進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。最好可以針對構(gòu)建的特殊施工工藝以及施工順序進(jìn)行合理確定，并且要在設(shè)計文件中予以重點(diǎn)體現(xiàn)。除此之外，設(shè)計人員還應(yīng)該重點(diǎn)針對施工人員安全問題以及操作可實(shí)施性問題進(jìn)行全面考慮，避免出現(xiàn)安全風(fēng)險問題。

4.2 準(zhǔn)確貫徹與落實(shí)橋梁細(xì)節(jié)設(shè)計內(nèi)容

對于路橋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計工作而言，細(xì)節(jié)決定成敗。也就是說，設(shè)計人員必須高度重視橋梁工程細(xì)節(jié)設(shè)計問題，通過協(xié)調(diào)處理各結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，確保橋梁材料耐用性以及安全性得以全方位提高。但是需要注意的是，橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)行期間會受到多方面因素的干擾影響而出現(xiàn)質(zhì)量隱患問題，尤其是自然因素影響。舉例而言，受到雨水以及冰雪天氣的影響，橋梁鋼筋結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)生銹問題。

針對這一問題，建議施工設(shè)計人員應(yīng)該在設(shè)計期間選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)處理。同時適當(dāng)增強(qiáng)保護(hù)層厚度，并進(jìn)行防氧化處理等，切實(shí)增強(qiáng)橋梁抗腐蝕能力。除此之外，設(shè)計人員應(yīng)該針對橋墩結(jié)構(gòu)設(shè)計問題予以高度重視。結(jié)合橋梁整體運(yùn)行情況，對橋墩以及基礎(chǔ)構(gòu)造部分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。必要時可以增添排水系統(tǒng)與防水系統(tǒng)，提高橋梁整體防水效果[4]。

4.3 適當(dāng)降低路橋疲勞損傷程度

路橋設(shè)計工作除了需要針對路橋整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計之外，還應(yīng)該針對路橋結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵部位進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來看，某些關(guān)鍵部位產(chǎn)生的局部疲勞損傷問題，往往會對路橋結(jié)構(gòu)體整體運(yùn)行效果產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。針對于此，建議施工設(shè)計人員應(yīng)該針對關(guān)鍵部位局部疲勞損傷問題予以高度重視。具體設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)該立足于路橋通行量以及所在區(qū)域地質(zhì)環(huán)境等，針對路橋使用期間結(jié)構(gòu)疲勞損傷程度進(jìn)行預(yù)測與分析。根據(jù)預(yù)測分析反饋結(jié)果，確定合理的解決措施。并可適當(dāng)增強(qiáng)路橋堅實(shí)度以及穩(wěn)固性，減輕路橋疲勞損傷程度。

4.4 重點(diǎn)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計力度

對于路橋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作而言，建議設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格按照路橋工程抗震設(shè)計規(guī)范要求進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理部署。如部分結(jié)構(gòu)可以采取隔震支座方式加強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體抗震荷載能力。對于梁體與墩臺連接位置處，可提升結(jié)構(gòu)柔性以及阻尼水平，減輕橋梁地震反應(yīng)帶來的弊端影響。與此同時，針對橋墩設(shè)計工作而言，可適當(dāng)提升某些部位的延展性，以確保橋墩延性減震能力得以加強(qiáng)[5]。結(jié)合現(xiàn)場反饋情況來看，通過應(yīng)用上述設(shè)計方法，上述結(jié)構(gòu)部位會在地震過程中形成比較穩(wěn)定的延性塑性鉸?？梢杂行б?guī)避彈塑性變形問題，確保結(jié)構(gòu)抗震能力得以加強(qiáng)。除上述方法之外，施工設(shè)計人員可以利用新型減震結(jié)構(gòu)，如型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)抗剪承載能力。

4.5 全方位提高設(shè)計管理水平

安全性與耐久性程度基本上可以視為衡量路橋工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量以及工程使用壽命的重要指標(biāo)因素。鑒于安全性與耐久性指標(biāo)因素的重要性，建議施工設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格恪守自身的行為操作，積極按照路橋設(shè)計規(guī)范要求，對安全性與耐久性設(shè)計措施問題進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃與合理落實(shí)。除了需要按照上述設(shè)計方法進(jìn)行操作處理之外，建議施工單位方面應(yīng)該穩(wěn)定提高施工設(shè)計人員的設(shè)計管理水平。實(shí)施過程中，施工單位方面應(yīng)該立足于現(xiàn)代管理理念，積極借鑒國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，針對當(dāng)前路橋設(shè)計體系存在的不足問題進(jìn)行及時補(bǔ)缺與優(yōu)化處理。

與此同時，施工單位方面應(yīng)該積極鼓勵設(shè)計人員大膽創(chuàng)新，在遵守相關(guān)設(shè)計規(guī)范的前提條件下，對現(xiàn)有設(shè)計制度以及技術(shù)內(nèi)容存在的弊端問題進(jìn)行攻克解決。其中，在具體設(shè)計過程中，應(yīng)該要求施工設(shè)計人員應(yīng)該立足于全局設(shè)計角度，對橋梁主體結(jié)構(gòu)各個部位進(jìn)行針對性設(shè)計，避免出現(xiàn)風(fēng)險隱患問題。除此之外，設(shè)計工作結(jié)束之后，施工設(shè)計人員應(yīng)該站立在全局設(shè)計角度，制定科學(xué)合理的施工養(yǎng)護(hù)管理措施，路橋工程的穩(wěn)定運(yùn)行提供良好保障。

4.6 積極引入新的設(shè)計技術(shù)內(nèi)容

結(jié)合以往的設(shè)計情況來看，路橋工程安全性與耐久性程度之所以會降低，往往是因?yàn)椴糠謹(jǐn)?shù)據(jù)精確度不高而引發(fā)施工設(shè)計變更問題，導(dǎo)致路橋工程整體安全性與耐久性程度明顯下降。針對這一問題，建議施工設(shè)計人員應(yīng)該事先深入施工場地，針對現(xiàn)場施工條件進(jìn)行明確掌握。其中，對于可能引發(fā)路橋工程安全性與耐久性降低的因素進(jìn)行集中把握。并按照科學(xué)合理的計算原則，對橋梁設(shè)計所需的流量以及橋孔長度等因素問題進(jìn)行準(zhǔn)確計算。必要時，可以積極借鑒國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，不斷提高數(shù)值精確度，為路橋工程安全運(yùn)行提供良好保障[6]。

5 結(jié)語

總而言之，安全性與耐久性已經(jīng)發(fā)展成為衡量路橋工程結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量以及運(yùn)行質(zhì)量的重要指標(biāo)因素。針對于此，建議施工設(shè)計人員應(yīng)該加強(qiáng)對路橋工程結(jié)構(gòu)安全性與耐久性問題的關(guān)注力度。設(shè)計過程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照路橋工程設(shè)計規(guī)范要求，明確影響路橋工程結(jié)構(gòu)安全性與耐久性的主要因素，并根據(jù)具體因素表現(xiàn)提出針對性設(shè)計措施，避免路橋結(jié)構(gòu)質(zhì)量出現(xiàn)隱患問題。除此之外，設(shè)計人員應(yīng)該針對當(dāng)前路橋工程安全性、耐久性發(fā)展情況進(jìn)行明確把握。最好可以立足于全局角度提出針對性管理措施，尤其是養(yǎng)護(hù)管理措施。相信在全體人員的不斷努力下，路橋工程安全性與耐久性目標(biāo)勢必可以得到全面實(shí)現(xiàn)，為我國橋梁建設(shè)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展提供良好保障。