試論橋梁設(shè)計(jì)中常見問題及改進(jìn)方法

1、<p>　　試論橋梁設(shè)計(jì)中常見問題及改進(jìn)方法</p><p>　　摘 要：橋梁工程在近幾年得到了飛速的發(fā)展，但在橋梁的設(shè)計(jì)過程中也出現(xiàn)了一系列問題，這將導(dǎo)致一些工程事故的頻繁發(fā)生、使用壽命短等不良后果，因此，在橋梁設(shè)計(jì)中，保證橋梁的耐久性是最根本的要求。本文簡(jiǎn)單分析了現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)中常見的問題以及相關(guān)的改進(jìn)措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；耐久性；問題；改進(jìn)措施 &l

2、t;/p><p>　　Abstract: Bridge engineering has developed rapidly in recent years, but a series of problems appear in the process of bridge design, which will lead to frequent engineering accidents, short service l

3、ife of the adverse consequences, therefore, in the design of bridges, to ensure the durability of the bridge is the most basic requirements. This paper makes a simple analysis of the common problems of modern bridge desi

4、gn and relevant improvement measures. </p><p>　　Keywords: bridge design; durability; problems; measures for improvement </p><p>　　中圖分類號(hào)：U445 </p><p><b>　　一、 前言 </b></

5、p><p>　　目前，我國(guó)對(duì)橋梁建設(shè)越來越多重視，其建設(shè)不僅拉近了交通運(yùn)輸?shù)木嚯x，同時(shí)也給交通運(yùn)輸帶來了便利。但是在橋梁工程中仍然存在著一些問題，橋梁設(shè)計(jì)是施工的重要前提，重視設(shè)計(jì)工作，不僅能夠保證安全性能，也能夠保證其質(zhì)量。所以在橋梁設(shè)計(jì)中必須嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，也要對(duì)材料、環(huán)境等條件進(jìn)行綜合的考慮，以防受到外界因素的影響。在我國(guó)橋梁發(fā)展的現(xiàn)階段，不僅要在管理上需要不斷的借鑒其他國(guó)家的優(yōu)秀經(jīng)驗(yàn)，也要在其的設(shè)

6、計(jì)思想以及構(gòu)造等多個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，只有這樣才能很好的解決潛在的隱患問題，同時(shí)也有利于確保所建設(shè)橋梁的耐久性。 </p><p>　　二、 橋梁設(shè)計(jì)中存在的問題 </p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，交通的建設(shè)催生了道路橋梁的發(fā)展，目前我國(guó)道路橋梁設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到了較高的水平，但仍然存在著一些問題： </p><p>　　1. 對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范認(rèn)識(shí)不足 <

7、;/p><p>　　設(shè)計(jì)人員過于依賴規(guī)范，把規(guī)范當(dāng)成唯一的標(biāo)準(zhǔn)，未考慮道路交通量的發(fā)展及小概率事件的發(fā)生，未充分考慮規(guī)范以外的增加耐久性的構(gòu)造及手段。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中是要以規(guī)范為依據(jù)，但規(guī)范給出的僅是一個(gè)基本的要求，更多的細(xì)節(jié)問題都需要設(shè)計(jì)人員自己去考慮。比如最近出現(xiàn)的橋梁傾覆事件，雖有一些偶然的因素，我個(gè)人認(rèn)為設(shè)計(jì)中未對(duì)規(guī)范沒有明確要求的傾覆問題進(jìn)行仔細(xì)考慮也是一個(gè)重要因素。 </p><p&g

8、t;　　2. 設(shè)計(jì)人員素質(zhì)不強(qiáng)，理論基礎(chǔ)不扎實(shí) </p><p>　　參與橋梁設(shè)計(jì)的工作人員不但應(yīng)具備完善的工程力學(xué)知識(shí)體系，還須有過硬的設(shè)計(jì)水平，平時(shí)注意積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于工程設(shè)計(jì)的全部過程及相關(guān)細(xì)節(jié)要考慮周全，才能確保設(shè)計(jì)成果的安全性與可靠性。 </p><p>　　而實(shí)際上，設(shè)計(jì)人員往往做不到全面的考慮，經(jīng)常出現(xiàn)諸如：過于重視橋梁結(jié)構(gòu)問題，卻忽視了結(jié)構(gòu)體系的耐久性設(shè)計(jì)，也未考慮橋梁從

9、工程施工到投入使用的時(shí)間段內(nèi)極易出現(xiàn)的人為過錯(cuò)進(jìn)行預(yù)防性設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的整體性不強(qiáng)，安全系數(shù)不夠；結(jié)構(gòu)受力設(shè)計(jì)分析不合理致使工程局部受力超限；工程材料的設(shè)計(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)不科學(xué)，導(dǎo)致混凝土構(gòu)件橫截面太薄弱，強(qiáng)度不夠等現(xiàn)象，導(dǎo)致整體工程結(jié)構(gòu)的使用壽命受到影響，橋梁的耐久性不夠。除了設(shè)計(jì)不能滿足工程規(guī)范外，一些設(shè)計(jì)人員無法正確認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)本身的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足無法對(duì)結(jié)構(gòu)可能面臨的使用環(huán)境、外在腐蝕、風(fēng)雪冰凍、地震泥石流、過往車量載重情況以及工程用料

10、本身的老化等因素所造成的影響做出科學(xué)的預(yù)測(cè)。 </p><p>　　3.對(duì)橋梁載重能力設(shè)計(jì)不足 </p><p>　　橋梁設(shè)計(jì)過程中，橋梁載重能力有兩種極限狀態(tài)：承載能力與正常使用。前者有兩層涵義，既超出橋梁的承載極限之后，結(jié)構(gòu)的整體或者某個(gè)部位的穩(wěn)定性就會(huì)受到破壞，又指在重復(fù)荷載的情況下，橋梁混凝土構(gòu)件超出疲勞極限而喪失其穩(wěn)定性。如果對(duì)這些問題考慮不細(xì)或考慮不足的話，將對(duì)橋梁的安全性、耐

11、久性產(chǎn)生不利的影響。 </p><p>　　三、改進(jìn)橋梁設(shè)計(jì)的相關(guān)措施 </p><p>　　1重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性問題 </p><p>　　橋梁在投入使用后，會(huì)受到車輛、地震、風(fēng)、超載、疲勞等各種外來因素的影響和作用，以及橋梁本身所用材料自身性能的不斷退化，那么橋梁就不可避免地會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷和劣化。雖然我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)及施工技術(shù)都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，只要規(guī)范設(shè)計(jì)、

12、施工，出現(xiàn)倒塌和嚴(yán)重?fù)p害的例子很少，但仍有許多橋梁因?yàn)槟途眯詥栴}不得不提前修理，不僅影響正常使用，還增加了經(jīng)濟(jì)支出。事實(shí)說明，橋梁需要重視耐久性設(shè)計(jì)，研究表明，在保證了施工和材料方面的和理性之后，設(shè)計(jì)上的缺陷是影響耐久性的重要因素。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于橋梁耐久性的研究主要停留在材料和統(tǒng)計(jì)分析的角度，對(duì)于從設(shè)計(jì)方面改善耐久性問題研究不足，需要引起足夠的重視，從定量分析方面去研究耐久性問題。 </p><p><b&

13、gt;　　2 重視超載問題 </b></p><p>　　橋梁在使用中難免會(huì)出現(xiàn)超載的情況，對(duì)于設(shè)計(jì)方來說，需要特別關(guān)注由于通行車流量超過原設(shè)計(jì)最大流量的問題，因?yàn)檫@已成為我國(guó)道路運(yùn)輸?shù)钠毡閱栴}。超載所帶來的影響是巨大的，不僅會(huì)造成橋梁的疲勞問題，更重要的是使橋梁疲勞應(yīng)力幅度增加，以致?lián)p傷加劇，長(zhǎng)久以往，極易造成橋梁結(jié)構(gòu)的破壞從而引發(fā)事故，并且，因?yàn)槌d所造成的橋梁內(nèi)部損傷是不可恢復(fù)的，這對(duì)橋梁的安全

14、性和耐久性是很大的威脅。因此，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)工作中要重視這一問題，充分考慮橋梁所在地區(qū)的車流量，經(jīng)過充分調(diào)研，掌握最準(zhǔn)確的數(shù)字，不僅考慮現(xiàn)在，還要考慮橋梁壽命內(nèi)的將來，保證設(shè)計(jì)流量能滿足該地區(qū)的最大負(fù)載量，只有這樣才能保證充分安全。 </p><p>　　3重視附屬工程設(shè)計(jì)以及偶然狀況下的結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算 </p><p>　　附屬工程是橋梁的重要組成部分，關(guān)系到通行的方便性、安全性以及后期維護(hù)

15、的順利展開等方方面面，設(shè)計(jì)人員必須充分考慮這些問題。同時(shí)還要充分考慮一些可能發(fā)生的偶然狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)安全驗(yàn)算，比如整體式箱梁在特殊條件下的抗傾覆驗(yàn)算以及在通航河流上撞擊對(duì)橋墩的影響等。 </p><p>　　4加強(qiáng)疲勞損傷研究 </p><p>　　疲勞損傷曾經(jīng)一直被視為剛橋梁設(shè)計(jì)中的核心和主要問題，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)疲勞會(huì)導(dǎo)致鋼材開裂，從而有可能引起橋梁垮塌。 </p><p&

16、gt;　　橋梁結(jié)構(gòu)所承受的風(fēng)荷載、車輛荷載等屬于動(dòng)荷載，這些荷載會(huì)在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和累積疲勞損傷，再加上橋梁建造所使用的材料不是均勻的與連續(xù)的，而是存在著許多很微小的缺陷，那么這些缺陷在在循環(huán)荷載的作用下會(huì)逐漸發(fā)展、合并，形成損傷，積累后就會(huì)在材料上形成裂紋，如果對(duì)這些裂紋控制不好，就會(huì)導(dǎo)致材料和結(jié)構(gòu)的脆性斷裂，帶來安全問題。近年來，我國(guó)關(guān)于橋梁疲勞損傷的研究在逐步發(fā)展，由于混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，這一問題已經(jīng)得

17、到了很好的控制，但是對(duì)于由于有些鋼筋混凝土構(gòu)件在使用期由于受到腐蝕，其動(dòng)態(tài)性能和疲勞性研究的難度仍然很大，這方面的研究需要加強(qiáng)。 </p><p>　　5重視下部構(gòu)造設(shè)計(jì) </p><p>　　下部構(gòu)造是橋梁的重要組成部分，理應(yīng)受到重視。 在實(shí)際中，同一橋梁下部構(gòu)造結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量統(tǒng)一，以避免因?yàn)椴唤y(tǒng)一問題所帶來的不均勻沉降；有些輕型橋臺(tái)因?yàn)楦叨却蟆⑴_(tái)后土壓力大，為保證安全，有必要對(duì)臺(tái)身進(jìn)行

18、受力驗(yàn)算；支座墊石水泥混凝土應(yīng)該保證和蓋梁相同的強(qiáng)度，最好使用與改良混凝土整體澆注的方法設(shè)計(jì)施工；有些橋梁在采用擴(kuò)大基礎(chǔ)的橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工文件中明確對(duì)地基承載力的要求，對(duì)于存在軟弱地基的，要給出具體處理方案。 </p><p>　　總而言之，橋梁設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)的迅速發(fā)展，橋梁的耐久性問題也應(yīng)該越來越引起足夠的重視。橋梁設(shè)計(jì)人員在橋梁設(shè)計(jì)過程中，不僅要滿足規(guī)范的要求，還要綜合考

19、慮橋梁所處的環(huán)境，包括自然環(huán)境、人為因素、承擔(dān)車流量等，借鑒國(guó)內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn)，爭(zhēng)取將橋梁設(shè)計(jì)工作做到更好，減少后期可能出現(xiàn)的各種問題。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 宋寶起.橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性差的原因及改進(jìn)[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2008(26) </p><p>　　[2] 徐凱東,李博