淺談橋梁設(shè)計問題
2015-04-03
一、引言
橋梁是公路工程建設(shè)中的重要組成部分，因此在道路施工建設(shè)中占有非常重要的地位。我們設(shè)計人員在進(jìn)行橋梁工程的設(shè)計中，必須使用精確的工程力學(xué)知識以及設(shè)計能力，將設(shè)計過程需要將影響元素考慮周到。防止考慮不周或者疏忽造成我們設(shè)計的橋梁在以后投入使用時事故的發(fā)生，影響到我們對于橋梁的使用，甚至危害到人民群眾的生命、財產(chǎn)安全，影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
設(shè)計時我們必須根據(jù)橋梁的具體情況進(jìn)行具體的設(shè)計，充分的考慮日后在使用過程中可能受到的環(huán)境以及有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕等，還要嚴(yán)密、認(rèn)真的計算橋梁所需要承受車輛、地震、風(fēng)以及水流沖擊等荷載因素對于橋梁的影響。我們還要考慮到所用建筑材料的老化因素，防止橋梁結(jié)構(gòu)各個部分的損傷和劣化程度不同引起的事故。
能夠影響橋梁質(zhì)量的諸多因素之中，橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計是決定橋梁耐久性的重要決定性因素。因此除了保證施工中的質(zhì)量，還可以通過在設(shè)計中加強(qiáng)橋梁的耐久性和荷載量來保證橋梁的安全使用。
二、橋梁設(shè)計中存在的問題
1、設(shè)計理論與結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計方面
對橋梁耐久性以及安全性影響最主要的因素是是設(shè)計問題，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計首要做到的就是選擇經(jīng)濟(jì)、合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案；其次就是進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)件和與連接方面的設(shè)計，我們必須充分的考慮力學(xué)結(jié)構(gòu)等影響因素，保證橋梁能在使用期內(nèi)良好、正常的使用；而且我們還要按照規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)以及可靠性指標(biāo)等作為橋梁設(shè)計的依據(jù)，確保其結(jié)構(gòu)的安全性。
橋梁設(shè)計的實際工作中，很多設(shè)計人員通常僅僅注重設(shè)計規(guī)范中對于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求以橋梁的強(qiáng)度，卻忽視了其他因素對于橋梁結(jié)構(gòu)的影響。例如：結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)耐久性、結(jié)構(gòu)維護(hù)等問題，都沒有得到設(shè)計人員的重視，這些問題都是非常重要的，在設(shè)計、施工以及以后的使用中常常出現(xiàn)的一些人為問題，會嚴(yán)重影響到橋梁的安全性能和結(jié)構(gòu)性能。
在有的設(shè)計方案中，橋梁結(jié)構(gòu)的整體性與延性不夠，并且冗余性較小；受力路線與計算圖式不明確也是個非常嚴(yán)重的問題，很有可能造成橋梁局部受力過大，影響到橋梁的使用；橋梁施工中的建筑材料質(zhì)量也是影響橋梁結(jié)構(gòu)耐久性與使用安全性的重要因素。例如鋼筋直徑過細(xì)、混凝土強(qiáng)度等級過低、構(gòu)件截面過薄等，這些問題都可以在一定程度上影響到橋梁的耐久性。因此橋梁結(jié)構(gòu)耐久性問題已經(jīng)成為我們設(shè)計人員所面臨的一個最現(xiàn)實的問題。
2、橋梁施工與建筑管理水平方面
由于國內(nèi)外一些橋梁發(fā)生了突然的破壞甚至倒塌，造成我國橋梁的建設(shè)質(zhì)量問題成為社會所關(guān)注的焦點。然而對于橋梁發(fā)生垮塌的問題，很多人都會想到的一個關(guān)鍵因素就是施工，但是，設(shè)計與施工都是非常重要的影響因素，也僅僅只有在這兩個方面才可能造成橋梁發(fā)生安全事故。對于一些在短期內(nèi)發(fā)生的例如突然的破壞或倒塌，其主要原因就是因為施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)造成的，橋梁在施工過程中沒有按照規(guī)范與設(shè)計要求進(jìn)行，例如建筑材料強(qiáng)度不夠、施工工藝不符合要求等，都可能導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)質(zhì)量問題。
一些橋梁在建設(shè)驗收使用后不久，也出現(xiàn)了影響其正常使用的質(zhì)量問題，對于還沒有達(dá)到設(shè)計使用年限的橋梁就出現(xiàn)嚴(yán)重的耐久性不足的問題，這些都與橋梁施工質(zhì)量有很大的關(guān)系，例如鋼筋保護(hù)層不足、混凝土配合比、水泥選用、振搗與養(yǎng)護(hù)不當(dāng)以及預(yù)應(yīng)力施加不合理等原因都可能導(dǎo)致橋梁質(zhì)量問題。
三、對于橋梁設(shè)計中的問題的預(yù)防措施
1、重視地區(qū)氣象因素的影響
橋梁隨著公路道路的延伸而出現(xiàn)，因此地理位置因素決定了橋梁所需要承受的氣候特征，地區(qū)氣候?qū)εc橋梁建筑的影響是我們設(shè)計人員必須充分考慮的一個非常重要的因素。特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計與材料標(biāo)準(zhǔn)的確定，都與氣候因素有關(guān)，例如地區(qū)的年降雨量以及無霜期等都是我們橋梁設(shè)計者應(yīng)該重點考慮的因素。在一些橋梁工程設(shè)計中，設(shè)計師應(yīng)該根據(jù)具體的橋梁進(jìn)行具體的工程設(shè)計，并且還要在設(shè)計時充分的考慮到地區(qū)環(huán)境影響以及氣候因素中有害化學(xué)物質(zhì)對橋梁的侵蝕，考慮到橋梁所需要承受的車輛、疲勞、超載、風(fēng)、地震以及人為因素等的損害，只有了解橋梁設(shè)計中存在的不利因素，并針對其進(jìn)行防治才能確保橋的持久與耐用使用。
2、對于橋梁結(jié)構(gòu)的精確設(shè)計
我們對橋梁各個結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行較為精準(zhǔn)的設(shè)計可以有效的防止橋梁質(zhì)量問題的發(fā)生，例如橋梁的總跨徑、橋梁的孔徑、橋梁標(biāo)高、橋梁橫斷面、橋梁的平面等，我們可以參考下表對以上各部分進(jìn)行設(shè)計，已達(dá)到預(yù)防橋梁質(zhì)量問題的發(fā)生：
3、加強(qiáng)對于疲勞損傷的研究
疲勞損傷是橋梁設(shè)計中的核心問題，我們橋梁設(shè)計人員必須將對橋梁疲勞損傷的研究加入到混凝土結(jié)構(gòu)之中，以防治鋼材出現(xiàn)開裂的情況。疲勞損傷時有結(jié)構(gòu)荷載造成的，我們必須對宏觀裂縫進(jìn)行有效的控制，防治引起材料與結(jié)構(gòu)的斷裂。
四、總結(jié)
橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工對于橋梁質(zhì)量控制是非常重要的，它的質(zhì)量好壞不僅直接關(guān)系到人們對橋梁的使用安全，而且對我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著非常重要的作用，因此我們要積極的借鑒國外的成功做法和經(jīng)驗，不僅要通過加強(qiáng)對于橋梁施工方面的質(zhì)量管理，而且還要同時從橋梁的結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造角度以及設(shè)計理念對橋梁的耐久性進(jìn)行較為完善的設(shè)計，使我國橋梁設(shè)計方面能夠更上一層樓，加快我國橋梁設(shè)計水平的長遠(yuǎn)發(fā)展。
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