淺論公路橋梁設(shè)計(jì)
2017-02-06
我國公路工程建設(shè)規(guī)模的發(fā)展不斷壯大，各種公路工程施工任務(wù)漸漸增多，人們對(duì)公路橋涵結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)研究和設(shè)計(jì)的熱情也日益高漲，繼而公路橋梁工程的建設(shè)也顯得越來越重要。公路橋梁的設(shè)計(jì)好壞直接關(guān)系到橋梁的安全性和耐久性在公路橋梁設(shè)計(jì)研究地過程中出現(xiàn)地各自為政、以我為標(biāo)的局面不僅造成了大量的人力資源浪費(fèi)，也給公路橋梁的系統(tǒng)性養(yǎng)護(hù)管理造成了困難，所以亟待解決。
1 公路橋梁設(shè)計(jì)要點(diǎn)
1.1 橋梁設(shè)計(jì)與環(huán)境配合
尤其要注意在山區(qū)橋梁的建設(shè)中與環(huán)境的配合，隨著橋梁樁基礎(chǔ)的樁基的成孔技術(shù)和手段越來越為豐富，工程成本越來越小，工程質(zhì)量越來越高，在公路橋梁的廣泛應(yīng)用，特別是在強(qiáng)度高且并不透水的地質(zhì)條件下，挖孔樁已被廣泛應(yīng)用，因此梁式橋梁選擇基礎(chǔ)方案時(shí)慎用擴(kuò)大基礎(chǔ)。
1.2 對(duì)高速公路橋梁設(shè)計(jì)的一般要求
對(duì)于大跨徑橋梁，采用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，在橋位基本確定本著因地制宜，設(shè)計(jì)師應(yīng)在綜合比較的基礎(chǔ)上結(jié)合橋梁周邊地質(zhì)等因素選橋型方案。應(yīng)嚴(yán)格遵循的主要原則是在滿足橋梁使用功能要求下力求，橋梁造型新穎合理，特別要注重墩高與橋跨的周圍整體景觀相互協(xié)調(diào)；橋梁設(shè)計(jì)在滿足造價(jià)預(yù)算的前提下應(yīng)盡量滿足結(jié)構(gòu)整體性好的橋型；盡量做到應(yīng)選用技術(shù)成熟結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)化施工，快速簡便的橋型方案，保證橋梁早日順利投入使用。
1.3 高速公路橋梁上部設(shè)計(jì)的基本原則
從上部和下部設(shè)計(jì)兩方面進(jìn)行上部設(shè)計(jì)，應(yīng)注重合理構(gòu)造和設(shè)計(jì)。主線橋梁單孔跨徑的橋梁，一般可采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；其余跨徑的橋梁宜采普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。單孔跨徑以下宜采用其他連續(xù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于跨河橋梁盡量采用先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于山區(qū)內(nèi)中支架現(xiàn)澆難度較大的問題等跨徑的大橋，因受現(xiàn)澆難度非常大，也宜采用預(yù)制結(jié)構(gòu)。
1.4 橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
下部結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足上部結(jié)構(gòu)對(duì)支撐力的要求，同時(shí)在外形上要做到與上部結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)、布置均勻。
1.5 設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的一些細(xì)節(jié)問題
高速公路橋梁設(shè)計(jì)除了應(yīng)遵循的一般性要求和基本原則外，還具有與一般橋梁設(shè)計(jì)的差異之處，設(shè)計(jì)中為避免在施工和運(yùn)營階段，應(yīng)強(qiáng)調(diào)支座安放必須水平，防止主梁沿支座產(chǎn)生不可恢復(fù)位移，施工應(yīng)保證支座要水平放置。
2 現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計(jì)存在的主要問題
2.1 方案設(shè)計(jì)的不合理性
在橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域關(guān)于橋梁施工和使用期安全性的問題存在不少需要改進(jìn)的地方，許多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員往往只滿足于規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要，而忽視經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足，冗余性??；有的計(jì)算圖式和受力路線不明確，造成局部受力過大；這些都削弱了結(jié)構(gòu)耐久性，會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性。
2.2 公路橋梁工程設(shè)計(jì)水平較低
國內(nèi)外多座橋梁的突然破壞與倒塌，已使工程界對(duì)橋梁安全極為重視，大家一般會(huì)認(rèn)為事故主要是野蠻施工和管理腐敗所導(dǎo)致。
2.3 設(shè)計(jì)理論不夠完善
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計(jì)，并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)以保證結(jié)構(gòu)的安全性。目前國內(nèi)的設(shè)計(jì)可視為靜態(tài)的設(shè)計(jì)，它只定義了設(shè)計(jì)建成時(shí)刻結(jié)構(gòu)具有的工作能力和性能，只考慮了建造成本，卻忽視了營運(yùn)期的維護(hù)成本和與使用壽命相對(duì)應(yīng)的成本效益。
2.4 設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏充足的經(jīng)驗(yàn)
不同的環(huán)境和使用條件、不同的設(shè)計(jì)對(duì)象都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)體系提出不同的布局和構(gòu)造等方面的要求，不少橋梁雖然滿足了設(shè)計(jì)規(guī)范的強(qiáng)度要求，僅用了五年到十年的時(shí)間就因?yàn)槟途眯猿隽藛栴}影響結(jié)構(gòu)安全，結(jié)構(gòu)耐久性不足已成為最現(xiàn)實(shí)的一個(gè)安全問題，設(shè)計(jì)時(shí)要從構(gòu)造、材料等角度采取措施加強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性。因此這就還要求設(shè)計(jì)人員具有對(duì)結(jié)構(gòu)本性的正確認(rèn)識(shí)、豐富的經(jīng)驗(yàn)和準(zhǔn)確的判斷。
3 對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)的思考
3.1 橋梁安全性、耐久性差的主要原因
橋梁的安全性和耐久性是橋梁設(shè)計(jì)者永遠(yuǎn)追求不變的宗旨。所謂安全性是指結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力和結(jié)構(gòu)的整體牢固性上。耐久性是指結(jié)構(gòu)抵抗外界環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)侵蝕的能力。近些年來，國內(nèi)發(fā)生不少橋梁倒塌的嚴(yán)重事故，很多事故是因?yàn)樵O(shè)計(jì)不規(guī)范或施工不注意質(zhì)量控制造成的。
3.2 提高安全性，耐久性的措施
從思想上強(qiáng)化責(zé)任，要求，建立、完善公路橋梁設(shè)計(jì)責(zé)任體系，落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任機(jī)制，強(qiáng)化責(zé)任意識(shí)，層層落實(shí)責(zé)任，確保橋梁設(shè)計(jì)責(zé)任到崗、責(zé)任到人，按屬地管理原則加強(qiáng)安全監(jiān)管，敦促公路橋梁的建設(shè)、改造、養(yǎng)護(hù)等相關(guān)單位履行好企業(yè)主體職責(zé)，確保橋梁安全。重視汽車超載問題，在設(shè)計(jì)過程中，科學(xué)使用材料：鋼筋混凝土的質(zhì)量和合理使用對(duì)橋梁的安全性具有極其重要的作用。提高對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的重視程度，只有切實(shí)提高對(duì)橋梁耐久性設(shè)計(jì)的重視，才能有效避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，并且有效提高橋梁的使用壽命。重視橋梁疲勞損傷問題的研究，應(yīng)積極借鑒歐美等先進(jìn)國家的做法：我們的工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該博采眾長，取長補(bǔ)短，積極借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)和成果，避免走彎路，從而提高我國公路橋梁建設(shè)的成效，使之可以跨入一個(gè)新的臺(tái)階。
4 結(jié)語
展望我國公路建沒的前景將是一片繁榮，因而橋梁新建、改建、加固的任務(wù)依然很重。而橋梁設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)人員具有豐富的理論知識(shí)，并且盡量避免主觀經(jīng)驗(yàn)因素對(duì)設(shè)計(jì)的影響，橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題，應(yīng)積極借鑒國外成功的經(jīng)驗(yàn)和做法。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，正視不足之處，并能認(rèn)真解決公路橋梁建設(shè)中所存在的問題，除了注重設(shè)計(jì)建成時(shí)具有的工作能力和性能外，還應(yīng)該更為重視營運(yùn)期的維護(hù)成本與使用壽命相對(duì)應(yīng)的成本效益，并且加強(qiáng)從橋梁設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造的角度做好耐久性的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，還要善于結(jié)合工程實(shí)際分析問題、解決問題，根據(jù)場區(qū)的地質(zhì)狀況以及樁基本身的各項(xiàng)指標(biāo)，運(yùn)用合理的計(jì)算分析手段，準(zhǔn)確地確定樁基承載力，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全的設(shè)計(jì)效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 黃靜.淺析公路橋梁設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]. 四川建材. 2009（03）
