試論橋梁設(shè)計中常見問題及改進方法

1、<p>　　試論橋梁設(shè)計中常見問題及改進方法</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)計過程中也出現(xiàn)了一系列問題，這將導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)計中，保證橋梁的耐久性是最根本的要求。本文簡單分析了現(xiàn)代橋梁設(shè)計中常見的問題以及相關(guān)的改進措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計；耐久性；問題；改進措施 &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：U445 </p><p><b>　　一、 前言 </b></

5、p><p>　　目前，我國對橋梁建設(shè)越來越多重視，其建設(shè)不僅拉近了交通運輸?shù)木嚯x，同時也給交通運輸帶來了便利。但是在橋梁工程中仍然存在著一些問題，橋梁設(shè)計是施工的重要前提，重視設(shè)計工作，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)計中必須嚴格按照相關(guān)的規(guī)范進行設(shè)計，也要對材料、環(huán)境等條件進行綜合的考慮，以防受到外界因素的影響。在我國橋梁發(fā)展的現(xiàn)階段，不僅要在管理上需要不斷的借鑒其他國家的優(yōu)秀經(jīng)驗，也要在其的設(shè)

6、計思想以及構(gòu)造等多個方面對其進行全面的設(shè)計，只有這樣才能很好的解決潛在的隱患問題，同時也有利于確保所建設(shè)橋梁的耐久性。 </p><p>　　二、 橋梁設(shè)計中存在的問題 </p><p>　　隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，交通的建設(shè)催生了道路橋梁的發(fā)展，目前我國道路橋梁設(shè)計已經(jīng)達到了較高的水平，但仍然存在著一些問題： </p><p>　　1. 對設(shè)計規(guī)范認識不足 <

7、;/p><p>　　設(shè)計人員過于依賴規(guī)范，把規(guī)范當成唯一的標準，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)計人員在設(shè)計中是要以規(guī)范為依據(jù)，但規(guī)范給出的僅是一個基本的要求，更多的細節(jié)問題都需要設(shè)計人員自己去考慮。比如最近出現(xiàn)的橋梁傾覆事件，雖有一些偶然的因素，我個人認為設(shè)計中未對規(guī)范沒有明確要求的傾覆問題進行仔細考慮也是一個重要因素。 </p><p&g

8、t;　　2. 設(shè)計人員素質(zhì)不強，理論基礎(chǔ)不扎實 </p><p>　　參與橋梁設(shè)計的工作人員不但應具備完善的工程力學知識體系，還須有過硬的設(shè)計水平，平時注意積累相關(guān)經(jīng)驗，對于工程設(shè)計的全部過程及相關(guān)細節(jié)要考慮周全，才能確保設(shè)計成果的安全性與可靠性。 </p><p>　　而實際上，設(shè)計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，也未考慮橋梁從

9、工程施工到投入使用的時間段內(nèi)極易出現(xiàn)的人為過錯進行預防性設(shè)計；設(shè)計結(jié)構(gòu)的整體性不強，安全系數(shù)不夠；結(jié)構(gòu)受力設(shè)計分析不合理致使工程局部受力超限；工程材料的設(shè)計指標設(shè)計不科學，導致混凝土構(gòu)件橫截面太薄弱，強度不夠等現(xiàn)象，導致整體工程結(jié)構(gòu)的使用壽命受到影響，橋梁的耐久性不夠。除了設(shè)計不能滿足工程規(guī)范外，一些設(shè)計人員無法正確認識結(jié)構(gòu)本身的特點，設(shè)計經(jīng)驗不足無法對結(jié)構(gòu)可能面臨的使用環(huán)境、外在腐蝕、風雪冰凍、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的預測。 </p><p>　　3.對橋梁載重能力設(shè)計不足 </p><p>　　橋梁設(shè)計過程中，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)的整體或者某個部位的穩(wěn)定性就會受到破壞，又指在重復荷載的情況下，橋梁混凝土構(gòu)件超出疲勞極限而喪失其穩(wěn)定性。如果對這些問題考慮不細或考慮不足的話，將對橋梁的安全性、耐

11、久性產(chǎn)生不利的影響。 </p><p>　　三、改進橋梁設(shè)計的相關(guān)措施 </p><p>　　1重視結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性問題 </p><p>　　橋梁在投入使用后，會受到車輛、地震、風、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出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的損傷和劣化。雖然我國的橋梁設(shè)計及施工技術(shù)都取得了長足的進步，只要規(guī)范設(shè)計、

12、施工，出現(xiàn)倒塌和嚴重損害的例子很少，但仍有許多橋梁因為耐久性問題不得不提前修理，不僅影響正常使用，還增加了經(jīng)濟支出。事實說明，橋梁需要重視耐久性設(shè)計，研究表明，在保證了施工和材料方面的和理性之后，設(shè)計上的缺陷是影響耐久性的重要因素。目前，國內(nèi)對于橋梁耐久性的研究主要停留在材料和統(tǒng)計分析的角度，對于從設(shè)計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出現(xiàn)超載的情況，對于設(shè)計方來說，需要特別關(guān)注由于通行車流量超過原設(shè)計最大流量的問題，因為這已成為我國道路運輸?shù)钠毡閱栴}。超載所帶來的影響是巨大的，不僅會造成橋梁的疲勞問題，更重要的是使橋梁疲勞應力幅度增加，以致?lián)p傷加劇，長久以往，極易造成橋梁結(jié)構(gòu)的破壞從而引發(fā)事故，并且，因為超載所造成的橋梁內(nèi)部損傷是不可恢復的，這對橋梁的安全

14、性和耐久性是很大的威脅。因此，設(shè)計者在設(shè)計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)計流量能滿足該地區(qū)的最大負載量，只有這樣才能保證充分安全。 </p><p>　　3重視附屬工程設(shè)計以及偶然狀況下的結(jié)構(gòu)安全驗算 </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

15、的順利展開等方方面面，設(shè)計人員必須充分考慮這些問題。同時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)安全驗算，比如整體式箱梁在特殊條件下的抗傾覆驗算以及在通航河流上撞擊對橋墩的影響等。 </p><p>　　4加強疲勞損傷研究 </p><p>　　疲勞損傷曾經(jīng)一直被視為剛橋梁設(shè)計中的核心和主要問題，因為鋼結(jié)構(gòu)疲勞會導致鋼材開裂，從而有可能引起橋梁垮塌。 </p><p&

16、gt;　　橋梁結(jié)構(gòu)所承受的風荷載、車輛荷載等屬于動荷載，這些荷載會在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應力，引起結(jié)構(gòu)的振動和累積疲勞損傷，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)荷載的作用下會逐漸發(fā)展、合并，形成損傷，積累后就會在材料上形成裂紋，如果對這些裂紋控制不好，就會導致材料和結(jié)構(gòu)的脆性斷裂，帶來安全問題。近年來，我國關(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。 </p><p>　　5重視下部構(gòu)造設(shè)計 </p><p>　　下部構(gòu)造是橋梁的重要組成部分，理應受到重視。 在實際中，同一橋梁下部構(gòu)造結(jié)構(gòu)形式應盡量統(tǒng)一，以避免因為不統(tǒng)一問題所帶來的不均勻沉降；有些輕型橋臺因為高度大、臺后土壓力大，為保證安全，有必要對臺身進行

18、受力驗算；支座墊石水泥混凝土應該保證和蓋梁相同的強度，最好使用與改良混凝土整體澆注的方法設(shè)計施工；有些橋梁在采用擴大基礎(chǔ)的橋涵設(shè)計時，應在設(shè)計和施工文件中明確對地基承載力的要求，對于存在軟弱地基的，要給出具體處理方案。 </p><p>　　總而言之，橋梁設(shè)計是一個復雜的系統(tǒng)工程，隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的迅速發(fā)展，橋梁的耐久性問題也應該越來越引起足夠的重視。橋梁設(shè)計人員在橋梁設(shè)計過程中，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、承擔車流量等，借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗，爭取將橋梁設(shè)計工作做到更好，減少后期可能出現(xiàn)的各種問題。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] 宋寶起.橋梁設(shè)計中安全性和耐久性差的原因及改進[J]. 科技創(chuàng)新導報. 2008(26) </p><p>　　[2] 徐凱東,李博