路橋設(shè)計(jì)中的耐久性與安全性問(wèn)題

王大千 尚彥

山東智行咨詢勘察設(shè)計(jì)院 山東德州 253000

隨著近年來(lái)我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，出現(xiàn)了大量流動(dòng)人口涌入城市，這對(duì)于市政交通和路橋設(shè)施來(lái)說(shuō)是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)。由于機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量增加，路橋設(shè)計(jì)建設(shè)需要考慮公路負(fù)擔(dān)的問(wèn)題，因此必須要進(jìn)一步增強(qiáng)市政路橋的安全性和耐久性。

1 路橋設(shè)計(jì)中安全性和耐久性的意義

在路橋設(shè)計(jì)中，安全性和耐久性是兩個(gè)非常重要的指標(biāo)，直接關(guān)系到后續(xù)路橋的使用質(zhì)量和使用期限。市政路橋作為城市中一種基礎(chǔ)交通設(shè)施，安全性指標(biāo)對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展以及交通安全具有積極意義，有利于保障車(chē)輛行駛安全，最大限度避免安全隱患，所以在路橋設(shè)計(jì)中注重安全性是必要的。耐久性關(guān)系到市政路橋使用的經(jīng)濟(jì)性，在路橋使用過(guò)程中如果耐久度不夠，則會(huì)引發(fā)路橋坍塌，嚴(yán)重威脅車(chē)輛行駛的安全，相關(guān)市政部門(mén)需要進(jìn)一步采取加固措施進(jìn)行維護(hù)，因而會(huì)加大對(duì)市政路橋的建設(shè)投入，造成大量的資金浪費(fèi)。所以在市政路橋設(shè)計(jì)中體現(xiàn)耐久性，有利于節(jié)省路橋維修養(yǎng)護(hù)成本，提高市政路橋建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]。

1947年，吳努提出為了防止外來(lái)侵略，緬甸需要尋找好的盟友時(shí)，也告誡說(shuō)盟友一旦找錯(cuò)，那會(huì)比外來(lái)侵略者更危險(xiǎn)。[41]英國(guó)、美國(guó)上述給緬甸帶來(lái)的這種不信任和經(jīng)濟(jì)軍事援助訴求的落差，部分印證了緬甸人的這種擔(dān)心，反向增加了緬甸同中國(guó)、蘇聯(lián)保持友好關(guān)系的動(dòng)力。

2 路橋工程耐久性與安全性設(shè)計(jì)的影響因素

2.1 設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方案

路橋工程出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，大多因?yàn)闆](méi)有嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)理論的要求，設(shè)計(jì)方案不科學(xué)，施工過(guò)程缺乏必要的檢測(cè)和監(jiān)督，甚至偷工減料，導(dǎo)致工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)降低，影響路橋工程的耐久性與安全性。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)理論，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保工程構(gòu)件和連接件的強(qiáng)度合格。

2.2 結(jié)構(gòu)體系和疲勞損傷

路橋工程多為混凝土結(jié)構(gòu)，疲勞損傷是影響其結(jié)構(gòu)的主要因素。因而耐久性和安全性設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)疲勞損傷。通過(guò)采取措施預(yù)防裂縫，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)固可靠。例如，橋梁動(dòng)荷載可能會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。作為檢測(cè)和維修人員，要加強(qiáng)檢測(cè)工作，及時(shí)修復(fù)裂縫，盡量減小疲勞損傷可能帶來(lái)的不利影響[2]。

2.3 設(shè)計(jì)人員綜合水平

常見(jiàn)問(wèn)題是路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。設(shè)計(jì)中忽視詳細(xì)開(kāi)展施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，沒(méi)有嚴(yán)格落實(shí)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。加之車(chē)輛荷載、地震、降水等因素影響，降低路橋綜合性能，難以提升結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性。

3 路橋設(shè)計(jì)中耐久性與安全性設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在不足

設(shè)計(jì)人員綜合水平直接影響結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性。作為設(shè)計(jì)人員，要加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，掌握路橋設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。提高自身設(shè)計(jì)技術(shù)水平，根據(jù)質(zhì)量控制目標(biāo)和要求，選用科學(xué)的設(shè)計(jì)方案，把握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

3.2 疲勞損傷設(shè)計(jì)不到位

文山壯族苗族自治州丘北縣錦屏鎮(zhèn)彩云社區(qū)不算是大社區(qū)，2002年10月改建社區(qū)至今，總?cè)丝诓贿^(guò)1.1萬(wàn)人，共有壯、漢、苗、瑤等7個(gè)民族。可人少事卻不少啊，這一天下來(lái)，彩云社區(qū)居委會(huì)主任李敬益處理的大事小事加一塊，總得有十來(lái)件。

3.3 結(jié)構(gòu)的連續(xù)性與整體性欠缺

取消引風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)閥，使引風(fēng)機(jī)入口調(diào)節(jié)閥處于全開(kāi)狀態(tài)，DCS根據(jù)爐子的不同周期所需的不同爐膛負(fù)壓以及現(xiàn)場(chǎng)爐膛負(fù)壓的檢測(cè)值，通過(guò)PID計(jì)算向變頻器發(fā)出4～20mA信號(hào)對(duì)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)爐膛負(fù)壓的自動(dòng)跟蹤控制，最大限度地滿足生產(chǎn)工藝的要求，同時(shí)節(jié)約電能，極大地提高經(jīng)濟(jì)效益，增加設(shè)備的自動(dòng)化水平［4］?？刂品绞讲捎矛F(xiàn)場(chǎng)控制和DCS控制兩種?，F(xiàn)場(chǎng)控制柜屏上按鈕操作起/停運(yùn)行及調(diào)速；自動(dòng)控制調(diào)速信號(hào)來(lái)自上一級(jí)DCS控制系統(tǒng)，DCS根據(jù)傾動(dòng)爐爐內(nèi)壓自動(dòng)跟蹤調(diào)節(jié)工藝需要設(shè)定負(fù)壓值，然后自動(dòng)計(jì)算出變頻器的頻率，從而實(shí)現(xiàn)變頻器的頻率對(duì)爐膛負(fù)壓的實(shí)時(shí)跟蹤。見(jiàn)圖3。

3.4 抗荷載能力設(shè)計(jì)被忽視

路橋工程運(yùn)營(yíng)中，不可避免地會(huì)受地震、車(chē)輛荷載、降水等因素影響。因而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮這些因素可能帶來(lái)的不利影響，結(jié)合路橋工程所在位置選擇合適的結(jié)構(gòu)。要將梁體鋪裝組合在一起，改善路橋結(jié)構(gòu)性能，防止雨水滲入而影響工程質(zhì)量。路橋表面鋪裝層常用密實(shí)性較強(qiáng)的C30混凝土，鋪裝層內(nèi)設(shè)置鋼筋網(wǎng)，有利于更好承受行車(chē)荷載，避免路橋結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。另外要合理布局主梁結(jié)構(gòu)，提高主梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。在主梁箱體內(nèi)預(yù)先設(shè)置排氣孔，降低箱梁內(nèi)外部溫差，預(yù)防裂縫，增強(qiáng)主梁承載力[4]。

部分設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和整體性缺乏全面考慮，路橋工程的構(gòu)件設(shè)計(jì)不合理，不同構(gòu)件連接不順暢。不僅降低了路橋結(jié)構(gòu)美觀程度，而且還影響路橋工程的強(qiáng)度與穩(wěn)定性。

例如，對(duì)疲勞損傷的設(shè)計(jì)不夠重視，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，原材料選擇不合理，混合料配合比設(shè)計(jì)不到位，降低混凝土強(qiáng)度。加之施工過(guò)程管理不到位，不注重混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞控制，影響路橋工程綜合性能[3]。

4 路橋設(shè)計(jì)中耐久性與安全性設(shè)計(jì)的有效措施

4.1 提高路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平

部分設(shè)計(jì)人員只關(guān)注橋墩、橋臺(tái)、橋跨等路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，忽略了路橋工程的抗荷載能力設(shè)計(jì)。當(dāng)車(chē)輛通行，尤其是重載車(chē)輛通過(guò)時(shí)，會(huì)對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的堅(jiān)實(shí)度帶來(lái)挑戰(zhàn)。總之，抗荷載能力設(shè)計(jì)不足，必然影響工程整體性能。

4.2 重視路橋結(jié)構(gòu)疲勞損傷設(shè)計(jì)

使用耐腐蝕性強(qiáng)的混凝土材料，將結(jié)構(gòu)疲勞損傷設(shè)計(jì)作為關(guān)鍵。優(yōu)化路橋工程整體結(jié)構(gòu)，考慮橋墩、承臺(tái)、橋面等關(guān)鍵部位抗疲勞設(shè)計(jì)要求，保證材料的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)均勻性，提升結(jié)構(gòu)抗疲勞性能，避免路橋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性破壞。

4.3 確保路橋結(jié)構(gòu)的連續(xù)性與整體性

目前，多數(shù)路橋工程屬于桿系結(jié)構(gòu)，由若干個(gè)桿件組成，多個(gè)桿件匯交聯(lián)結(jié)處為節(jié)點(diǎn)。為提升設(shè)計(jì)質(zhì)量，整體結(jié)構(gòu)不能出現(xiàn)不必要的位移變化，以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。作為設(shè)計(jì)人員，要優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)路橋結(jié)構(gòu)的連續(xù)性與整體性，保證構(gòu)件截面均勻、平順變化。這樣既能提升路橋結(jié)構(gòu)外形美觀程度，又能確保路橋結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度合格，增強(qiáng)路橋工程穩(wěn)定性。因此，路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要保證結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和整體性，可使用冗余設(shè)計(jì)方法，確保路橋結(jié)構(gòu)最大限度抵抗局部損傷和變形。同時(shí)能較好地抵抗船舶撞擊、地震等帶來(lái)的破壞，提升結(jié)構(gòu)抗倒塌能力。

4.4 加強(qiáng)路橋結(jié)構(gòu)的抗荷載能力設(shè)計(jì)

進(jìn)行荷載試驗(yàn)以評(píng)定路橋工程整體性能，掌握局部結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)。路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，在關(guān)鍵部位要設(shè)置減震裝置，常用方法是設(shè)置黏滯阻尼器，借助氣彈性部件大幅降低橋梁振動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的動(dòng)能，最大限度減少過(guò)往車(chē)輛、振動(dòng)對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的破壞。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還可以設(shè)置鉛芯橡膠支座，采用力學(xué)性能優(yōu)良的支座與橡膠結(jié)合，以降低支座本身硬性撞擊，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗荷載能力[5]。

其次，全面預(yù)算管理有助于增強(qiáng)鐵路運(yùn)輸企業(yè)內(nèi)部各個(gè)部門(mén)之間的協(xié)調(diào)配合。鐵路運(yùn)輸企業(yè)與一般企業(yè)有著較大的不同，對(duì)于內(nèi)部各個(gè)部門(mén)之間的協(xié)調(diào)溝通有著較高的要求。通過(guò)全面預(yù)算管理，由于需要內(nèi)部各個(gè)部門(mén)的共同參與，而且預(yù)算的目標(biāo)分類以及分解落實(shí)過(guò)程，進(jìn)一步加強(qiáng)了內(nèi)部之間的聯(lián)系溝通，因而增強(qiáng)了鐵路運(yùn)輸企業(yè)的整體規(guī)劃控制能力。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在市政路橋設(shè)計(jì)中，其作為市政建設(shè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)和依據(jù)，必須要充分考慮安全性和耐久性，以此確保道路設(shè)施的使用質(zhì)量和效果，為城市發(fā)展以及交通運(yùn)輸提供便利性。