橋梁設計之我見
2016-07-05
近幾年來,隨著經濟的發(fā)展和國家的財政的而支持,我國的橋梁基礎設施建設在逐漸的加大投入,橋梁工程的發(fā)展和規(guī)模也令世界矚目。許多橋梁設計表面上大都達到了設計規(guī)范強度指標,也逐步實現了人們所關心的的適用、經濟、安全、美觀等要求,但實際使用過程中在橋梁的設計和改進中就不同程度地出現了影響橋梁結構安全問題,制約著著國民經濟的發(fā)展和人民的生命財產安全。
1、橋梁設計簡要概述
設計是橋梁工程的靈魂,它在很大程度上決定了橋梁工程的質量、造價、施工難易程度和工期長短等。缺少創(chuàng)新意識、經濟指標跟不上以及設計觀念落后造成的資源浪費、安全性問題已經對我國橋梁工程技術進步帶來許多負面影響。近年來,我國許多橋梁設計表面上大都達到了設計規(guī)范強度指標,但實際使用過程中部分橋梁僅僅幾年時間就不同程度地出現了橋梁結構安全問題。國內現行規(guī)范對橋梁設計提出的要求是適用、經濟、安全、美觀,這些要求基本上包含了人們關心的所有重要問題。具體的設計過程按承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)來進行。然而在國內的結構設計過程中,有這樣的傾向:設計中考慮強度多而考慮耐久性少,實際上目前的橋梁設計中,對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關注,既沒有明確提出使用年限的要求,也沒有進行專門的耐久性設計（從材料、結構措施及設計程序上上保證耐久性,并明確聲明在何種維護和使用條件下,橋梁具有哪種程度的耐久性）;重視強度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài);重視結構的建造而對于后期的養(yǎng)護、維修等的長期綜合成本缺乏考慮。現在,這些傾向在一定程度上導致了當前工程事故頻發(fā)、結構使用性能差、使用壽命短的不良后果。因此,在道路橋梁設計時應該綜合考慮構造、材料等因素,采取切實措施加強橋梁結構耐久性設計,此外,還應須知,環(huán)境不同、使用條件不同、設計對象不同,設計要求也就不同,橋梁結構體系的布局和構造等方面也要隨之進行調整?？茖W合理的道路橋梁結構設計除必須滿足橋梁設計規(guī)范基本要求之外,還要求橋梁設計人員具有較高的專業(yè)素質、豐富的設計經驗和正確的實踐判斷能力。
2、橋梁設計存在的問題剖析
2.1 道路橋梁設計方案缺乏創(chuàng)新
隨著經濟的飛速發(fā)展,橋梁建設規(guī)模日益加大,社會對橋梁的設計標準提出了更高層次的要求。然而,在設計方面,許多城市仍在沿用過去的橋梁設計方案,原有的設計理念已經無法滿足現實的交通狀況。橋梁設計方案需要創(chuàng)新,但現實卻不容樂觀,橋梁設計在新材料、新結構和新工藝等方面的運用不足。由于橋梁設計周期時間太短、承接的任務量過重、盲目的追求經濟效益,而導致橋梁設計單位沒有充足的時間進行研究更有方案,只能按照原來的舊方案實施。
2.2 設計理論和結構構造體系不夠完善,存在缺陷
在橋梁設計領域,特別是關于橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多需要改進的地方。在結構設計方面,結構設計的首要任務是選擇經濟合理的結構方案,其次是結構分析與構件和連接的設計,并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。我國的橋梁設計理論和構造體系仍不完善,現實中,設計人員大多會認真考慮道路橋梁結構強度的計算結果設計要滿足規(guī)范的要求和對結構強度計算上的安全度需要,而忽視從結構體系、結構構造、結構維護、結構材料、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中可能經常會出現的各類人為因素等方面綜合性考慮不夠全面,比如橋梁設計過程中,道路橋梁的計算圖式和實際路線不夠明確,使得局部受力過大,再如混凝土等級過低,保護層厚度過薄,鋼筋直徑過小構件截面過薄;這些都削弱了結構耐久性,會嚴重影響結構的安全性。道路橋梁設計過程中,如果設計人員工作態(tài)度不嚴謹,計算出現失誤等,就更會直接造成道路橋梁的安全隱患問題。然而規(guī)范再詳細也不能同時解決所有的問題,也適應不了新知和新技術的更新發(fā)展要求。所以設計人員在橋梁設計中,要從材料、構造等多個角度去加強措施,確保結構的持久性。
2.3 橋梁施工和管理水平不足
橋梁的突然破壞與倒塌,已使工程界對橋梁安全性問題倍加關注。對于短期內發(fā)生的諸如突然破壞與倒塌,工程界則認為:主要是由于管理水平低造成的,施工質量沒有達到規(guī)范和設計要求,典型的問題包括材料強度不足和施工工藝不合格等;也有個別橋梁存在諸如偷工減料、以次充好等嚴重的管理問題,大量的橋梁在沒有達到預期使用壽命時,就出現了病害對橋梁安全造成致命的損害。特別是一些橋梁在只使用了幾年、甚至剛建成不久就出現嚴重的耐久性不足的問題,這也與施工質量低下有重要關系,典型的問題有鋼筋保護層不足及目前廣泛存在于施工現場的嚴重的構件開裂。這些施工上的缺陷雖然短期不會對橋梁的正常使用產生明顯的響但卻會對結構的長期耐久性影響很此外,工程施工的材料以次充好,鋼筋保護層不做,有些施工現場的構件開裂等,這些都造成了典型的橋梁工程事故,從而對梁的耐久性產生了不利的影響。
3、改進橋梁設計的建議
3.1 提高道路橋梁設計水平
橋梁設計水平是決定道路橋梁工程成敗的關鍵所在,提高橋梁設計水平,要牢固樹立“質量為本的”的觀念,要給橋梁設計單位充足的時間,認真地進行科學合理的設計,減少因時間的匆促而造成的設計方案的缺陷;橋梁設計方面,設計單位要采用高度發(fā)展的計算機輔助手段精心設計,進行有效的快速優(yōu)化和仿真分析,運用智能化制造系統(tǒng)在工廠生產部件,利用GPS和遙控技術控制橋梁施工。要克服設計、施工周期短,中標價格低等不利因素,全力打造精品工程。加強橋梁設計在新材料、新結構和新工藝等方面的運用,設計人員根據項目工程實踐選擇優(yōu)化的方案,不能純粹模仿原有的設計方案,敢于創(chuàng)新,同時更要熟悉施工工作,盡量選擇施工風險較小、施工質量易于檢查、控制的結構和施工方法。設計人員嚴謹認真的精神,對于重大工程和工程關鍵部分,一定要對此核算,認真把關,杜絕因計算結果有誤而引發(fā)的事故發(fā)生。
3.2 加強橋梁驗收工作,重視橋梁維護
新建橋梁在竣工后要對現場施工質量進行重點監(jiān)控,在驗收時尤其是一些關鍵項目的檢測極為重要。例如,墩臺的設計、橋梁結構的固有頻率、混凝土的強度等,要將這些作為技術資料存入到竣工檔案,來為今后的橋梁檢測提供一些可靠的數據。在對舊橋梁進行加固和改造時,要選擇那些技術裝備齊全的施工隊伍進行,確保工程順利進行。
參考文獻
[1]李敏.我國橋梁設計的現狀和發(fā)展[J].橋梁建設,2008.
[2]張成.公路橋梁設計[M].黑龍江人民出版社,2007.
