橋梁設(shè)計之我見
2016-07-05
近幾年來,隨著經(jīng)濟的發(fā)展和國家的財政的而支持,我國的橋梁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(shè)計表面上大都達到了設(shè)計規(guī)范強度指標(biāo),也逐步實現(xiàn)了人們所關(guān)心的的適用、經(jīng)濟、安全、美觀等要求,但實際使用過程中在橋梁的設(shè)計和改進中就不同程度地出現(xiàn)了影響橋梁結(jié)構(gòu)安全問題,制約著著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民的生命財產(chǎn)安全。
1、橋梁設(shè)計簡要概述
設(shè)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(zhì)量、造價、施工難易程度和工期長短等。缺少創(chuàng)新意識、經(jīng)濟指標(biāo)跟不上以及設(shè)計觀念落后造成的資源浪費、安全性問題已經(jīng)對我國橋梁工程技術(shù)進步帶來許多負面影響。近年來,我國許多橋梁設(shè)計表面上大都達到了設(shè)計規(guī)范強度指標(biāo),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(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)安全問題。國內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范對橋梁設(shè)計提出的要求是適用、經(jīng)濟、安全、美觀,這些要求基本上包含了人們關(guān)心的所有重要問題。具體的設(shè)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(nèi)的結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,有這樣的傾向:設(shè)計中考慮強度多而考慮耐久性少,實際上目前的橋梁設(shè)計中,對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)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(shè)計（從材料、結(jié)構(gòu)措施及設(shè)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(jié)構(gòu)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(xiàn)在,這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了當(dāng)前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果。因此,在道路橋梁設(shè)計時應(yīng)該綜合考慮構(gòu)造、材料等因素,采取切實措施加強橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計,此外,還應(yīng)須知,環(huán)境不同、使用條件不同、設(shè)計對象不同,設(shè)計要求也就不同,橋梁結(jié)構(gòu)體系的布局和構(gòu)造等方面也要隨之進行調(diào)整。科學(xué)合理的道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計除必須滿足橋梁設(shè)計規(guī)范基本要求之外,還要求橋梁設(shè)計人員具有較高的專業(yè)素質(zhì)、豐富的設(shè)計經(jīng)驗和正確的實踐判斷能力。
2、橋梁設(shè)計存在的問題剖析
2.1 道路橋梁設(shè)計方案缺乏創(chuàng)新
隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展,橋梁建設(shè)規(guī)模日益加大,社會對橋梁的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)提出了更高層次的要求。然而,在設(shè)計方面,許多城市仍在沿用過去的橋梁設(shè)計方案,原有的設(shè)計理念已經(jīng)無法滿足現(xiàn)實的交通狀況。橋梁設(shè)計方案需要創(chuàng)新,但現(xiàn)實卻不容樂觀,橋梁設(shè)計在新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝等方面的運用不足。由于橋梁設(shè)計周期時間太短、承接的任務(wù)量過重、盲目的追求經(jīng)濟效益,而導(dǎo)致橋梁設(shè)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(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不夠完善,存在缺陷
在橋梁設(shè)計領(lǐng)域,特別是關(guān)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(jié)構(gòu)設(shè)計方面,結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟合理的結(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,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。我國的橋梁設(shè)計理論和構(gòu)造體系仍不完善,現(xiàn)實中,設(shè)計人員大多會認(rèn)真考慮道路橋梁結(jié)構(gòu)強度的計算結(jié)果設(shè)計要滿足規(guī)范的要求和對結(jié)構(gòu)強度計算上的安全度需要,而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)維護、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計、施工到使用全過程中可能經(jīng)常會出現(xiàn)的各類人為因素等方面綜合性考慮不夠全面,比如橋梁設(shè)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(gòu)件截面過薄;這些都削弱了結(jié)構(gòu)耐久性,會嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性。道路橋梁設(shè)計過程中,如果設(shè)計人員工作態(tài)度不嚴(yán)謹(jǐn),計算出現(xiàn)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(yīng)不了新知和新技術(shù)的更新發(fā)展要求。所以設(shè)計人員在橋梁設(shè)計中,要從材料、構(gòu)造等多個角度去加強措施,確保結(jié)構(gòu)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(guān)注。對于短期內(nèi)發(fā)生的諸如突然破壞與倒塌,工程界則認(rèn)為:主要是由于管理水平低造成的,施工質(zhì)量沒有達到規(guī)范和設(shè)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(yán)重的管理問題,大量的橋梁在沒有達到預(yù)期使用壽命時,就出現(xiàn)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(xiàn)嚴(yán)重的耐久性不足的問題,這也與施工質(zhì)量低下有重要關(guān)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(xiàn)場的嚴(yán)重的構(gòu)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(chǎn)生明顯的響但卻會對結(jié)構(gòu)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(xiàn)場的構(gòu)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(chǎn)生了不利的影響。
3、改進橋梁設(shè)計的建議
3.1 提高道路橋梁設(shè)計水平
橋梁設(shè)計水平是決定道路橋梁工程成敗的關(guān)鍵所在,提高橋梁設(shè)計水平,要牢固樹立“質(zhì)量為本的”的觀念,要給橋梁設(shè)計單位充足的時間,認(rèn)真地進行科學(xué)合理的設(shè)計,減少因時間的匆促而造成的設(shè)計方案的缺陷;橋梁設(shè)計方面,設(shè)計單位要采用高度發(fā)展的計算機輔助手段精心設(shè)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(chǎn)部件,利用GPS和遙控技術(shù)控制橋梁施工。要克服設(shè)計、施工周期短,中標(biāo)價格低等不利因素,全力打造精品工程。加強橋梁設(shè)計在新材料、新結(jié)構(gòu)和新工藝等方面的運用,設(shè)計人員根據(jù)項目工程實踐選擇優(yōu)化的方案,不能純粹模仿原有的設(shè)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(fēng)險較小、施工質(zhì)量易于檢查、控制的結(jié)構(gòu)和施工方法。設(shè)計人員嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的精神,對于重大工程和工程關(guān)鍵部分,一定要對此核算,認(rèn)真把關(guān),杜絕因計算結(jié)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(xiàn)場施工質(zhì)量進行重點監(jiān)控,在驗收時尤其是一些關(guān)鍵項目的檢測極為重要。例如,墩臺的設(shè)計、橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、混凝土的強度等,要將這些作為技術(shù)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(shù)據(jù)。在對舊橋梁進行加固和改造時,要選擇那些技術(shù)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(shè)計的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].橋梁建設(shè),2008.
[2]張成.公路橋梁設(shè)計[M].黑龍江人民出版社,2007.
