探究橋梁工程設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問(wèn)題

關(guān)可剛 李孝春

摘 要：橋梁是道路交通網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，在整個(gè)道路結(jié)構(gòu)體系中占據(jù)著重要地位，橋梁工程的安全性和耐久性是整個(gè)工程項(xiàng)目的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，也是工程設(shè)計(jì)、施工作業(yè)的重難點(diǎn)，其安全性和耐久性關(guān)系著橋梁施工質(zhì)量、橋梁的正常使用，對(duì)此需要相關(guān)部門加強(qiáng)重視。隨著我國(guó)城市交通運(yùn)輸事業(yè)的發(fā)展，橋梁事故多發(fā)，橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性問(wèn)題引起了媒體、政府和人們的關(guān)注，對(duì)此需要橋梁工程建設(shè)單位，完善施工措施，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)設(shè)計(jì)橋梁使用年限，從而保證橋梁通行安全。

關(guān)鍵詞：橋梁工程設(shè)計(jì);安全性;耐久性

中圖分類號(hào)：U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

橋梁設(shè)計(jì)是橋梁工程的重點(diǎn)工作，為了最大化的保證橋梁工程施工順利進(jìn)行，需要根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范，橋梁設(shè)計(jì)需要遵循“安全、適用、美觀、耐用、環(huán)保”的原則，從而滿足人們的使用需求。對(duì)此，本文主要探討橋梁工程設(shè)計(jì)的安全性和耐久性問(wèn)題。

1 橋梁工程設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問(wèn)題

1.1 橋梁設(shè)計(jì)的安全性問(wèn)題

安全性問(wèn)題是橋梁設(shè)計(jì)的關(guān)鍵性問(wèn)題，橋梁工程施工安全是政府部門、施工人員、建設(shè)方、人們都最關(guān)心的問(wèn)題，其決定性橋梁的性能。在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，注重橋梁承載力和負(fù)荷力設(shè)計(jì)，但是在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往忽視此問(wèn)題，過(guò)于注重結(jié)構(gòu)和工序，沒(méi)有根據(jù)安全性能采用施工技術(shù)，導(dǎo)致橋梁安全性不達(dá)標(biāo)，無(wú)法滿足后期車輛通行要求。

1.2 橋梁設(shè)計(jì)的耐久性問(wèn)題

橋梁耐久性問(wèn)題關(guān)系著橋梁的使用年限、使用安全，其和橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料、施工工序、施工周期有著一定的關(guān)系，耐久性問(wèn)題是橋梁工程建設(shè)的常見(jiàn)問(wèn)題。在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員沒(méi)有根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、密實(shí)度低，也沒(méi)有采取科學(xué)的混凝土橋梁施工技術(shù)，導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)混凝土出現(xiàn)老化問(wèn)題。另外，設(shè)計(jì)人員在整體設(shè)計(jì)過(guò)程中，沒(méi)有考慮到環(huán)境因素，導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，影響后期橋梁的維護(hù)，嚴(yán)重制約著交通工程的建設(shè)發(fā)展[1]。

2 橋梁工程設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問(wèn)題出現(xiàn)的原因

2.1 缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)體系

橋梁設(shè)計(jì)缺乏相關(guān)安全、耐久性知識(shí)、理念，橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)體系不完善，直接導(dǎo)致橋梁安全性、耐久性不高，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要根據(jù)橋梁工程使用功能，確定最佳橋梁結(jié)構(gòu)方案，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以此完成構(gòu)造設(shè)計(jì)，并根據(jù)相關(guān)指標(biāo)、設(shè)計(jì)理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全、耐用。但是，實(shí)際的設(shè)計(jì)中，缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計(jì)人員無(wú)章可循，存在套用、形式化現(xiàn)象，導(dǎo)致設(shè)計(jì)和施工不符。

2.2 橋梁養(yǎng)護(hù)、管理、施工水平低

橋梁出現(xiàn)坍塌和破損問(wèn)題，主要是因?yàn)闃蛄菏┕べ|(zhì)量不達(dá)標(biāo)，橋梁設(shè)計(jì)不符合規(guī)范，常見(jiàn)的原因是施工中偷工減料、使用質(zhì)量不合格的材料和設(shè)備、工序不科學(xué)、施工過(guò)程中缺乏管控。另外，橋梁結(jié)構(gòu)缺乏養(yǎng)護(hù)，也會(huì)導(dǎo)致混凝土變形、老化，影響橋梁的穩(wěn)定性。

3 橋梁工程設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問(wèn)題的解決方法

3.1 明確先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念

想要有效解決橋梁工程設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問(wèn)題，就需要從理念上入手，設(shè)計(jì)人員需要積極借鑒先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，制定科學(xué)、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)體系，充分認(rèn)識(shí)到橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性問(wèn)題對(duì)橋梁工程的影響，以此將橋梁安全性和耐久性作為橋梁設(shè)計(jì)的重點(diǎn)任務(wù)進(jìn)行。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前，需要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)、安全性和耐久性設(shè)計(jì)原則、施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等進(jìn)行分析、總結(jié)，并借鑒其他設(shè)計(jì)方案，綜合考慮各方面因素，尤其是橋梁的承載力的負(fù)荷力、橋梁后期保養(yǎng)和管理，確保橋梁設(shè)計(jì)符合施工要求，以此提高橋梁的綜合性能。另外，設(shè)計(jì)人員需要學(xué)習(xí)先進(jìn)的橋梁設(shè)計(jì)知識(shí)，便于后期設(shè)計(jì)應(yīng)用，單位還需要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的監(jiān)督和管理，確保設(shè)計(jì)理念先進(jìn)、科學(xué)，符合實(shí)際情況。

3.2 選擇最佳設(shè)計(jì)方案

在制定橋梁設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要根據(jù)橋梁工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、資金投入、技術(shù)規(guī)范、設(shè)計(jì)原則等開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，并對(duì)橋梁工程完工后的疲勞性問(wèn)題、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)變形、橋梁振動(dòng)坍塌問(wèn)題等進(jìn)行綜合考慮，引進(jìn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和方法。設(shè)計(jì)人員還需要考慮橋梁使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的安全性和耐久性問(wèn)題，分析車輛通行過(guò)程中的壓力和環(huán)境因素，不斷優(yōu)化方案、調(diào)整設(shè)計(jì)，最終確定最佳設(shè)計(jì)方案。

3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程

橋梁設(shè)計(jì)安全性和耐久性問(wèn)題和橋梁設(shè)計(jì)管理也有著一定的關(guān)系，因此橋梁設(shè)計(jì)人員需要重視設(shè)計(jì)管理工作，不斷優(yōu)化管理方法，加強(qiáng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)的控制，充分考慮當(dāng)前設(shè)計(jì)管理工作中的不足，最終建立科學(xué)的管理制度，創(chuàng)新管理方法。根據(jù)管理制度和方法，嚴(yán)格規(guī)范設(shè)計(jì)工作的每一個(gè)細(xì)節(jié)任務(wù)，并優(yōu)化設(shè)計(jì)內(nèi)容，對(duì)橋梁工程中的材料、人員、造價(jià)、管理等進(jìn)行約束。設(shè)計(jì)單位可以成立橋梁設(shè)計(jì)管理小組，對(duì)設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行審核，確保設(shè)計(jì)方案科學(xué)、可靠，符合施工要求，最終有效解決橋梁工程設(shè)計(jì)的安全性和耐久性問(wèn)題[2]。另外，設(shè)計(jì)單位需要根據(jù)當(dāng)前橋梁工程建設(shè)實(shí)際需求，更新施工模式，創(chuàng)新規(guī)劃和設(shè)計(jì)理念，注重從多方面出發(fā)，采用動(dòng)態(tài)化管理模式加強(qiáng)對(duì)橋梁工程的安全性和耐久性管控。相關(guān)責(zé)任人還需要加強(qiáng)對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，注重從各方面進(jìn)行控制，確保橋梁結(jié)構(gòu)的完整，將其作為一個(gè)整體進(jìn)行全面把控，以此減少施工斷節(jié)情況的出現(xiàn)。

3.4 遵循科學(xué)、可靠的設(shè)計(jì)原則

橋梁工程施工一般使用的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此鋼筋混凝土的科學(xué)使用和施工質(zhì)量緊密相關(guān)，鋼筋混凝土材料的性能和質(zhì)量也是影響橋梁工程結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性的重要因素，尤其是水泥砂漿強(qiáng)度、水灰配比。因此施工人員需要重點(diǎn)控制，在設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格根據(jù)科學(xué)、可靠的設(shè)計(jì)原則選擇施工材料，進(jìn)行水泥砂漿、水灰配比。設(shè)計(jì)人員還需要根據(jù)技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)層保護(hù)層設(shè)計(jì)，控制鋼筋伸縮縫和寬度，并根據(jù)具體工程需求選擇施工材料，確保橋梁工程符合使用規(guī)范和安全要求，在保證安全性和耐久性的基礎(chǔ)上，提高橋梁設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

3.5 重點(diǎn)解決橋梁疲勞問(wèn)題

橋梁的使用過(guò)程中會(huì)受到車輛負(fù)荷力和負(fù)載力的影響，長(zhǎng)此以往，其會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部構(gòu)造產(chǎn)生應(yīng)力動(dòng)荷載，橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞受損問(wèn)題，這些疲勞損傷如果長(zhǎng)期存在會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)變形、產(chǎn)生裂縫，最終坍塌，會(huì)造成人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)解決此問(wèn)題，在使用材料時(shí)需要保證材料的均勻性和連續(xù)性，尤其鋼筋混凝土材料性能。對(duì)橋梁構(gòu)造關(guān)鍵部位進(jìn)行防護(hù)處理，通過(guò)科學(xué)的抗疲勞設(shè)計(jì)，緩解橋梁的使用過(guò)程中出現(xiàn)的疲勞損壞問(wèn)題，從而提高橋梁的使用安全性和耐久性[3]。

3.6 根據(jù)施工現(xiàn)狀，優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案

在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體要求和工程條件制定結(jié)構(gòu)方案，并根據(jù)橋梁工程的安全性和耐久性，優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案。設(shè)計(jì)人員的制定橋梁結(jié)構(gòu)方案時(shí)，需要考察施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，根據(jù)工程需求，制定科學(xué)的結(jié)構(gòu)方案，結(jié)構(gòu)方案需要以造價(jià)經(jīng)濟(jì)、工序簡(jiǎn)單、預(yù)制配件標(biāo)準(zhǔn)的原則設(shè)計(jì)預(yù)制拼接結(jié)構(gòu)。

3.7 堅(jiān)持安全原則

在解決橋梁工程安全性和耐久性問(wèn)題時(shí)，需要從安全設(shè)計(jì)角度出發(fā)，對(duì)橋梁工程的疲勞損傷、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)、塌陷事故問(wèn)題進(jìn)行重點(diǎn)解決。因此橋梁工程單位在進(jìn)行橋梁規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)，需要先進(jìn)入到施工場(chǎng)地對(duì)地形、環(huán)境進(jìn)行勘察，對(duì)影響橋梁工程的安全性和耐久性原因進(jìn)行探究。通過(guò)科學(xué)的措施降低橋梁工程的以上問(wèn)題，在此過(guò)程中設(shè)計(jì)人員需要科學(xué)制定施工方案，通過(guò)最佳設(shè)計(jì)，以此重點(diǎn)解決橋梁安全性和耐久性問(wèn)題。另外，設(shè)計(jì)人員也可以從安全角度出發(fā)，對(duì)橋梁的受力情況進(jìn)行分析，通過(guò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性對(duì)比，引進(jìn)先進(jìn)的施工技術(shù)和設(shè)備，降低施工的難度和復(fù)雜性。施工人員通過(guò)設(shè)計(jì)方案熟悉施工流程，以此最大化的保證橋梁工程的安全進(jìn)行。

3.8 加強(qiáng)施工設(shè)計(jì)管理

隨著我國(guó)橋梁工程規(guī)模的擴(kuò)大，需要相關(guān)單位加強(qiáng)施工過(guò)程中的設(shè)計(jì)管理，在引進(jìn)和使用新設(shè)備和技術(shù)時(shí)需要進(jìn)行科學(xué)管理，以此提高橋梁工程設(shè)計(jì)水平和科學(xué)含量。首先，在橋梁工程施工階段，需要根據(jù)制定的設(shè)計(jì)方案，安排一些專業(yè)技術(shù)高、經(jīng)驗(yàn)豐富的工作人員對(duì)施工進(jìn)行規(guī)劃，以此保證工程準(zhǔn)確進(jìn)行。并通過(guò)新技術(shù)不斷優(yōu)化和完善施工方案，并根據(jù)施工進(jìn)度實(shí)際情況、施工場(chǎng)地環(huán)境要求，確保橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、科學(xué)。其次，工程單位需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員和管理人員的培訓(xùn)和管理，提高他們的安全意識(shí)、責(zé)任意識(shí)，制定安全建設(shè)目標(biāo)，以此提高施工設(shè)計(jì)管理水平和質(zhì)量。

3.9 建立橋梁安全性和耐久性評(píng)估機(jī)制

想要加強(qiáng)橋梁工程的監(jiān)控力度，就需要建立科學(xué)的評(píng)估機(jī)制，橋梁使用周期長(zhǎng)，其結(jié)構(gòu)安全性和耐久性問(wèn)題難以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行評(píng)估，其需要長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料作為依據(jù)。當(dāng)前，橋梁工程建設(shè)中采用的是評(píng)估法對(duì)工程結(jié)構(gòu)安全性和耐久性進(jìn)行監(jiān)測(cè)、評(píng)估，這種方法在后期也難以發(fā)揮具體作用，因此需要在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段，建立評(píng)估機(jī)制，將橋梁工程全過(guò)程的各種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、評(píng)估結(jié)果都納入到橋梁工程驗(yàn)收評(píng)審范疇中。

4 結(jié)束語(yǔ)

橋梁工程的安全性和耐久性問(wèn)題是橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)考慮的重點(diǎn)，也是衡量橋梁工程質(zhì)量和安全的重要指標(biāo)，對(duì)此需要責(zé)任部門加強(qiáng)重視，設(shè)計(jì)人員需要更新設(shè)計(jì)理念，綜合考慮各方面因素，選擇最佳設(shè)計(jì)方案，并優(yōu)化設(shè)計(jì)管理，科學(xué)選擇施工材料和技術(shù)，重點(diǎn)解決橋梁疲勞問(wèn)題，最大化的保證橋梁安全和耐用。

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