探討市政橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及耐久性

安俊青

摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市覆蓋率的不斷增加，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施也在穩(wěn)步擴(kuò)增。橋梁工程作為基礎(chǔ)設(shè)施中的重要一環(huán)，在城市功能中起到很大的作用。在橋梁工程設(shè)計(jì)中，安全性及耐久性是重點(diǎn)，我們要重視橋梁的安全性以及耐久性的設(shè)計(jì)。綜合上述，本文總結(jié)橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)中安全性及耐久性能優(yōu)化的意義，著眼于設(shè)計(jì)工作的影響因素，探析設(shè)計(jì)重點(diǎn)內(nèi)容。

關(guān)鍵詞 市政橋梁 安全性能 耐久性能

中圖分類號(hào)：TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0745（2021）08-0063-02

橋梁工程中技術(shù)設(shè)計(jì)工作應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新設(shè)計(jì)技術(shù)，注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提升橋梁整體性能這是工作重點(diǎn)，與此同時(shí)要注重設(shè)計(jì)工作與建造新技術(shù)的匹配應(yīng)用，保證橋梁整體性能的不斷提升。耐久性優(yōu)化應(yīng)增加抗震以及抗風(fēng)設(shè)計(jì)，以此保證特殊環(huán)境橋梁整體穩(wěn)固性，保證市政橋梁設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)工作價(jià)值。

1 安全性耐久性在橋梁設(shè)計(jì)中的意義

橋梁設(shè)計(jì)工作價(jià)值有目共睹，橋梁項(xiàng)目在市政工作中，屬于重點(diǎn)項(xiàng)目，城市發(fā)展中離不開交通事業(yè)，而橋梁設(shè)計(jì)工作是整個(gè)市政項(xiàng)目的基礎(chǔ)工作，由此可見橋梁設(shè)計(jì)意義重大，本段文字通過三點(diǎn)總結(jié)提高性能的設(shè)計(jì)與意義：第一經(jīng)濟(jì)價(jià)值。注重性能的橋梁設(shè)計(jì)，以設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工，可減少項(xiàng)目質(zhì)量問題，避免橋梁通車后造成的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)狀況。以橋梁設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)分析，城市橋梁在通車后出現(xiàn)抗風(fēng)性能差、小級(jí)數(shù)地震橋梁出現(xiàn)晃動(dòng)，這均是設(shè)計(jì)過程出現(xiàn)的弊端，橋梁使用過程發(fā)現(xiàn)此問題，勢(shì)必會(huì)進(jìn)行維修或加固，此時(shí)會(huì)造成項(xiàng)目投入資金增加，一旦出現(xiàn)拆除重新設(shè)計(jì)施工，會(huì)對(duì)出行造成不變。由此可見注重性能設(shè)計(jì)，以減少項(xiàng)目后期部分問題，延長(zhǎng)城市橋梁使用年限，對(duì)市政項(xiàng)目而言具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1];第二安全保護(hù)。安全性設(shè)計(jì)工作，這是設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的重點(diǎn)，合理的安全性設(shè)計(jì)工作，會(huì)率進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)移速評(píng)估，評(píng)估過程對(duì)城市橋梁中使用的護(hù)欄規(guī)格、常見的風(fēng)險(xiǎn)源問題均由系統(tǒng)規(guī)劃出，以規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)因素為設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)，通過不同方案的對(duì)比將風(fēng)險(xiǎn)源頭規(guī)避，增強(qiáng)橋梁的安全性能;第三項(xiàng)目?jī)r(jià)值。合格的橋梁項(xiàng)目應(yīng)注重前期工作，此時(shí)設(shè)計(jì)工作是施工工作的導(dǎo)向，科學(xué)化與標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)方案，可減少施工限制，延長(zhǎng)橋梁使用年限，提升橋梁的安全性能。不能僅依靠施工工作，設(shè)計(jì)工作中也要注重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)橋梁縱面、橋面以及各項(xiàng)參數(shù)的精確，可為項(xiàng)目施工提供技術(shù)支持，最終實(shí)現(xiàn)施工與設(shè)計(jì)雙重保障。

2 影響市政橋梁性能的主要因素

2.1 設(shè)計(jì)問題

當(dāng)今橋梁項(xiàng)目影響安全性與耐久性因素眾多，本段文字主要分析設(shè)計(jì)原因：第一耐久性設(shè)計(jì)問題。優(yōu)化橋梁的耐久性，核心內(nèi)容是延長(zhǎng)橋梁使用年限，此時(shí)設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)應(yīng)圍繞抗風(fēng)性能優(yōu)化、抗震性能提升以及鋼混類型材料等，實(shí)際工作中橋梁項(xiàng)目?jī)?yōu)先考慮的是投入資金，以投入資金選擇如何進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，造成本末倒置，影響橋梁耐久性;第二人員問題。部分設(shè)計(jì)師缺少設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，因能力問題導(dǎo)致橋梁設(shè)計(jì)出現(xiàn)參數(shù)問題，造成方案不符合項(xiàng)目性能要求。設(shè)計(jì)人員運(yùn)用軟件進(jìn)行圖紙繪制時(shí)，對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)的性能參數(shù)不加以標(biāo)注，會(huì)對(duì)橋梁承受的最大作用力的公式計(jì)算不合理，最終影響項(xiàng)目整體性能;第三材料劃分不合理。設(shè)計(jì)工作包含橋梁項(xiàng)目的全過程工作，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用計(jì)劃以及施工項(xiàng)目計(jì)劃，除結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響因素外，料劃分不合理同樣會(huì)影響橋梁性能，新型材料的延展性、抗裂性等方面，由于資金限制造成新型材料應(yīng)用不全，影響橋梁安全耐久性[2]。

2.2 資金問題

橋梁在確立至完工階段，會(huì)需要大量的財(cái)政資金支持，因資金問題導(dǎo)致性能不高，主要體現(xiàn)在兩方面：第一設(shè)計(jì)資金低于施工資金。橋梁項(xiàng)目規(guī)劃階段，相關(guān)部門會(huì)進(jìn)行撥款支持，此時(shí)由于項(xiàng)目開發(fā)單位錯(cuò)誤認(rèn)為施工環(huán)節(jié)是影響安全耐久性的主要環(huán)節(jié)，將資金用在施工隊(duì)伍篩選或材料規(guī)格控制上，對(duì)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)不做過多的資金支持，這一問題造成設(shè)計(jì)部無(wú)法引入新方案研討，或有限資金無(wú)法顧及到全部方案，最終造成安全耐久性低;第二利用率低。資金利用率是管理層面問題，設(shè)計(jì)工作中對(duì)流程規(guī)劃不科學(xué)，造成方案混亂沒有系統(tǒng)性的資金利用方案，最終到施工過程在已有的方案上，無(wú)法完全落實(shí)，此背景下會(huì)無(wú)法保證項(xiàng)目安全耐久性保障[3]。

2.3 工期限制

追求效率是橋梁項(xiàng)目側(cè)面工作任務(wù)，橋梁項(xiàng)目的完工可為人們出行帶來(lái)便利，設(shè)計(jì)工作中過分注重效率，會(huì)造成安全耐久性差。本段文字通過兩點(diǎn)總結(jié)：第一施工周期短。設(shè)計(jì)工作會(huì)根據(jù)以往項(xiàng)目合理計(jì)算出項(xiàng)目的施工周期，受通車影響無(wú)法按照理論數(shù)據(jù)完成工作，此時(shí)設(shè)計(jì)部門會(huì)針對(duì)性調(diào)整方案，采用趕工方式保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，此時(shí)勢(shì)必會(huì)造成性能低，且過渡追求效率容易影響安全耐久性[4];第二成本原因。效率與成本互為反比，為保證成本錯(cuò)誤提升工作效，一旦影響安全性，不僅在驗(yàn)收過程無(wú)法交付，后續(xù)還會(huì)增加維修工作，不但影響安全性還造成資金利用弊端。

3 優(yōu)化橋梁設(shè)計(jì)性能的策略

3.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

提高安全耐久性，應(yīng)不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，本段文字通過三點(diǎn)內(nèi)容總結(jié)：第一，增加實(shí)地考察。市政橋梁通常是指城市內(nèi)部的城市立交，為保證項(xiàng)目的安全性能，設(shè)計(jì)過程要增加實(shí)地考察，考察工作對(duì)此項(xiàng)目的日常運(yùn)輸狀況，項(xiàng)目地的風(fēng)向以及橋面與風(fēng)向頻率均應(yīng)該計(jì)算出，保證方案不出現(xiàn)參數(shù)錯(cuò)誤。實(shí)地考察時(shí)應(yīng)對(duì)橋梁應(yīng)用過程容易出現(xiàn)的安全隱患進(jìn)行記錄，設(shè)計(jì)過程利用建筑信息模型進(jìn)行模擬，將安全性通過問題規(guī)避方法提升;第二，注重施工規(guī)劃。設(shè)計(jì)工作注重橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但不局限于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，施工規(guī)劃工作應(yīng)劃分到設(shè)計(jì)工作，對(duì)施工單位、材料以及周期，設(shè)計(jì)過程要合理安排，在項(xiàng)目投入資金允許情況下，可使用信息模型率先進(jìn)行模擬，將設(shè)計(jì)方案預(yù)演，將預(yù)演過程的問題重新調(diào)整，避免開工環(huán)節(jié)造成方案重新調(diào)整;第三，預(yù)制件使用。傳統(tǒng)橋梁項(xiàng)目橋面橋體多使用混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)大體積結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)無(wú)法跟進(jìn)，容易出現(xiàn)縫隙，結(jié)構(gòu)縫隙是影響安全耐久性的主要原因，為在源頭優(yōu)化安全耐久性，可適當(dāng)使用預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)方案[5]。

3.2 高性能材料的應(yīng)用

提高安全耐久性，應(yīng)使用高性能材料，我國(guó)對(duì)橋梁工程也注入了更多的科研利用，伴隨著新型材料在橋梁項(xiàng)目的應(yīng)用，橋梁項(xiàng)目的性能得到大幅度提升，基于上述本段文字通過三點(diǎn)內(nèi)容總結(jié)：第一，主體材料?，F(xiàn)階段市政橋梁的主要材料仍是鋼混材料，以橋面耐久性為例，著重探討低溫狀態(tài)下的材料應(yīng)用，市政橋梁多數(shù)會(huì)在一二季度工作，此時(shí)橋面不會(huì)因溫差影響耐久性，遇到項(xiàng)目尾期低溫狀態(tài)，保證橋梁耐久性應(yīng)注重低溫橋面材料的使用，避免因橋面縫隙造成的整體結(jié)構(gòu)安全性能降低;第二，增加格柵網(wǎng)格的使用。橋梁項(xiàng)目中影響耐久性主要原因是縫隙，如橋面縫隙、橋體縫隙等，一旦出現(xiàn)縫隙不僅造成養(yǎng)護(hù)難題，還會(huì)縮減橋梁使用年限，在不考慮后期養(yǎng)護(hù)工作的基礎(chǔ)上，不僅著眼于項(xiàng)目質(zhì)量，還應(yīng)注重使用格柵等高性能材料控制縫隙，以此延長(zhǎng)耐久性。格柵材料具有高延展性，與普通鋪設(shè)材料相比可減少橋面縫隙的出現(xiàn)概率，設(shè)計(jì)工作中應(yīng)對(duì)高性能材料重視，在投入資金允許的條件下，使用格柵等高性能材料，以此提升橋梁質(zhì)量。

3.3 注重細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)工作應(yīng)分為結(jié)構(gòu)、平面、斷面以及橋體，本段文字通過四點(diǎn)詳細(xì)總結(jié)：第一，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。此項(xiàng)工作中為保證橋梁耐久性應(yīng)增加橋跨方案，部分城市橋梁會(huì)增加行人承受結(jié)構(gòu)，為保證行人在通行中的安全，方案設(shè)計(jì)工作者要完成橋跨的方案參數(shù)分析，保證橋梁行人安全;第二，平面設(shè)計(jì)。城市橋梁項(xiàng)目提高安全性，規(guī)劃決策人應(yīng)注重平面工作，平面設(shè)計(jì)關(guān)系到橋面穩(wěn)定性以及橋面的防裂性，此項(xiàng)工作應(yīng)多次規(guī)劃方案，保證平面設(shè)計(jì)方案符合橋面施工，橋面施工符合安全性能要求，最終在項(xiàng)目決策者的統(tǒng)一規(guī)劃中，以平面設(shè)計(jì)為施工過程創(chuàng)造便利條件，最終讓橋面施工成為優(yōu)化整體安全性的有利條件;第三，注重?cái)嗝嬖O(shè)計(jì)。橋梁項(xiàng)目與道路項(xiàng)目工作不同，市政道路在超載荷運(yùn)行下，會(huì)對(duì)路面造成裂縫影響，而橋梁項(xiàng)目在超載荷運(yùn)行容易出現(xiàn)更大的風(fēng)險(xiǎn)，此時(shí)注重?cái)嗝嬖O(shè)計(jì)可提升橋梁承重力，這是側(cè)面提升安全性。首先項(xiàng)目決策人員應(yīng)對(duì)斷面設(shè)計(jì)部門提供更多的技術(shù)支持，在技術(shù)人員的方案支持下完成斷面方案確定，保證橋梁的安全耐久性[6]。其次在橋梁排水功能保障前提下，適當(dāng)減少排水孔徑預(yù)留，或在符合規(guī)定下控制孔徑參數(shù);第四，橋體設(shè)計(jì)。橋體關(guān)系到橋梁的整體承重能力，注重橋體方案優(yōu)化，這是工作核心，對(duì)于填充料應(yīng)選擇更高規(guī)格的原材以及配比，所用的回填材料也應(yīng)選用高規(guī)格的回填料。橋體的運(yùn)載承受力以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度關(guān)系到耐久性能，設(shè)計(jì)過程應(yīng)注重安排細(xì)節(jié)，從方案到施工、施工到驗(yàn)收均應(yīng)該系統(tǒng)規(guī)劃，保證橋體質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜合上述，本文總結(jié)市政橋梁設(shè)計(jì)的安全及耐久性的相關(guān)問題與策略，優(yōu)化橋梁設(shè)計(jì)工作方案，實(shí)現(xiàn)工作價(jià)值，促進(jìn)城市橋梁項(xiàng)目穩(wěn)定發(fā)展。城市發(fā)展中離不開交通事業(yè)，而橋梁設(shè)計(jì)工作是整個(gè)市政項(xiàng)目的基礎(chǔ)工作，橋梁設(shè)計(jì)工作價(jià)值應(yīng)得到充分發(fā)揮。

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