袁錦 侯磊
摘要:本文作者根據(jù)自身專業(yè)知識的學(xué)習(xí)以及工作經(jīng)驗,對公路橋建設(shè)的設(shè)計進行綜合分析與不斷實驗,談?wù)勛陨淼囊恍┛捶ǎ瑢ΜF(xiàn)狀做出分析,提出改進措施。在專業(yè)知識的不斷學(xué)習(xí)中,提出自己的觀點,設(shè)計更為合理的方案,做到知識巧妙應(yīng)用,經(jīng)驗合理運用,完成整個設(shè)計,做到一一俱全。
關(guān)鍵詞:公路橋梁建設(shè) ;設(shè)計技巧;經(jīng)驗措施
0 引言
隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展,對于交通的要求也在不斷的增大為了不約束經(jīng)濟的發(fā)展,公路工程的建設(shè)也在大規(guī)模的建設(shè)和改造交通便利是經(jīng)濟迅速發(fā)展的前提,不同的施工要求需要不同的設(shè)計方案,對不同的地區(qū)進行考查,尋找符合地域特點的設(shè)計方案,從而達到目標要求。公路橋梁在自然因素的影響下,質(zhì)量的持久性會降低,減少質(zhì)量保證年限,所以也要保養(yǎng)好公路橋梁的路面。在隨著時間的變化,材料也會出現(xiàn)退化直接影響質(zhì)量的安全。
1 現(xiàn)階段國內(nèi)橋梁工程安全性耐久性的概況
近些年來,國內(nèi)發(fā)生不少橋梁倒塌的嚴重事故,造成不該有的人間悲劇。但調(diào)查分析結(jié)果表明,很多事故是因為設(shè)計不規(guī)范或施工不注意質(zhì)量控制造成的。施工中的偷工減料、工程腐敗,設(shè)計中的態(tài)度不嚴謹,計算錯誤等等都是造成橋梁英年旱逝或出現(xiàn)安全隱患的重要因素。
2 橋梁出現(xiàn)安全性、耐久性問題的主要原因
2.1公路橋梁設(shè)計的標準低,隱藏安全隱患我國在上世紀紀60年代至70年代建設(shè)的橋梁,由于當時的社會經(jīng)濟發(fā)展水平較低,對橋梁的等級要求也較低。出于節(jié)省資源和實用的目的,橋梁的設(shè)計荷載標準也降低。但隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,社會對橋梁承壓等級越來越高,而大部分城市如今卻仍使用以前低設(shè)計標準的公路橋梁。隨著交通量的日益增多和繁重,之前所設(shè)計的橋梁已不適合現(xiàn)階段的交通需要,其本身的安全性和耐久性問題隨時可能發(fā)生,對人類的生命造成一定威脅。
2.2 施工和管理水平較低
很多橋梁的突然破壞與倒塌現(xiàn)象的調(diào)查分析,一般是由施工時出現(xiàn)野蠻施工和管理腐敗所導(dǎo)致。而剛建不久卻發(fā)生諸如突然破壞與倒塌事故的橋梁,很多是因為施工質(zhì)量沒有達到規(guī)范和設(shè)計要求,其中以材料強度不足和施工工藝不合理等原因為主;而偷工減料、以次充好等嚴重管理問題,可造成對橋梁安全性有致命的損害后果。在施工生產(chǎn)過程中,由于質(zhì)量的波動性(系統(tǒng)性因素或偶然性因素的影響),施工質(zhì)量很難百分之百地符合規(guī)范規(guī)定的質(zhì)量標準,必然存在著因不合格項目而引起的返工返修損失和為減少損失加強預(yù)防控制而增加的費用,工程施工質(zhì)量成本就是施工生產(chǎn)過程中與符合性質(zhì)量水平最直接、最密切、最敏感的這部分費用。工程施工質(zhì)量成本由控制成本(含預(yù)防成本、鑒定成本)、損失成本(含內(nèi)部損失成本、外部損失成本)組成。
2.3 橋梁的設(shè)計不合理
在設(shè)計過程,設(shè)計者只考慮橋梁的結(jié)構(gòu)強度計算結(jié)果滿足規(guī)范要求,卻忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為因素等方面綜合計算橋梁的安全性和耐久性。例如有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足;而有的橋梁計算圖式和受力路線不明確,造成局部受力太大;有的混凝土強度等級太低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構(gòu)件截面過薄等等原因,都會嚴重影響橋梁的安全性和耐久性。
3 提高橋梁安全性、耐久性的措施
(1)加強對橋梁壽命期的理解。我國在工程建設(shè)方面,將逐步從最初的單純設(shè)計滿足載荷強度的設(shè)計原則轉(zhuǎn)變到既滿足載荷強度需求又滿足橋梁壽命需要的設(shè)計思路。符合國際上造橋?qū)勖诘囊?。加強橋梁使用壽命的理解,?yīng)首先要研究確定結(jié)構(gòu)重要性的方法。例如,一般我國設(shè)計的公路橋梁若不是高速公路則只需設(shè)計50年壽命,而高速公路或其他造價較高的橋梁設(shè)計時則需100年甚至要150年。但這些壽命來源并不可靠,需經(jīng)過大量模擬實驗證明。壽命期定后橋梁建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運行(包括養(yǎng)護、維修、管理)也需要綜合考慮,以便修建的橋梁壽命在預(yù)想之中。
(2)對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計和現(xiàn)場的施工應(yīng)減輕甚至隔絕環(huán)境因素對混凝土和鋼筋的影響。特別在靠近氯離子侵蝕嚴重的海邊,其環(huán)境因素對橋梁的影響后果更不容忽視。橋面應(yīng)有一定的坡度或設(shè)置排水管道,在混凝土橋面板與路面層之間設(shè)置可靠防水層,防止水向下滲漏,造成環(huán)境對橋梁的破壞后果。
(3)重視橋梁疲勞損傷問題的研究。橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動荷載,會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力,不但會引起結(jié)構(gòu)的振動,還會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的,實際上還存在有許多微小的缺陷,在循環(huán)荷載作用下,這此微小缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷,并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果這些宏觀裂紋得不到有效控制,極有可能會引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。旱期疲勞損傷往往不易被檢測到,但其帶來的后果是災(zāi)難性的。對疲勞損傷的研究不僅僅指對整個結(jié)構(gòu)而言,事實上橋梁結(jié)構(gòu)常常由于某些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的失效。
(4)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。這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了當前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果,也與國際結(jié)構(gòu)工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背,也不符合結(jié)構(gòu)動態(tài)和綜合經(jīng)濟性的要求。國內(nèi)橋梁設(shè)計存在的主要問題橋梁具體的設(shè)計過程按承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)來進行。后者控制結(jié)構(gòu)在正常使用狀態(tài)時應(yīng)力、裂縫和變形小于一定的限值,對應(yīng)于適用性的要求。暫且不論這些控制方程和計算理論是否完全合理,它們至少從定性和定量的形式上保證了安全性和適用性兩項要求,而對于經(jīng)濟、美觀的要求則沒有具體的指標進行衡量。當然,在方案設(shè)計和評審階段會考慮到經(jīng)濟和美觀的要求。
(5)借鑒國外的優(yōu)秀經(jīng)驗和成果。國內(nèi)橋梁設(shè)計存在的主要問題是結(jié)構(gòu)正常使用性能差,例如橋梁的線形不平順、振動過大、接頭易跳車、結(jié)構(gòu)開裂和變形過大等。而國內(nèi)橋梁的耐久性和安全性也比較差。對于橋梁出現(xiàn)的這些問題,我們應(yīng)認真考慮國外有關(guān)橋梁方面的技術(shù),應(yīng)認真研究其優(yōu)秀的設(shè)計和施工經(jīng)驗。例如歐洲國家對結(jié)構(gòu)物的性能設(shè)計經(jīng)驗,包括對結(jié)構(gòu)的變形、裂縫的處理,消除或減小振動的方法等,這些設(shè)計都將加強橋梁的安全性和耐久性的設(shè)計。
4 結(jié)語
有效地設(shè)計公路橋梁,因為公路橋梁設(shè)計的方案,直接影響到質(zhì)量問題。質(zhì)量的保證才是最重要的,質(zhì)量的安全應(yīng)該是設(shè)計人員的高度重視,不能一味的追求設(shè)計目標,而忘記質(zhì)量的過關(guān)。要不斷地積極的尋找最佳的設(shè)計方案,改變現(xiàn)有的公路橋梁的缺陷和不足。要重視培養(yǎng)專業(yè)知識人員,共同學(xué)習(xí)、總結(jié)、發(fā)現(xiàn)問題,解決問題。確保建設(shè)的安全和可實施性。同時還要重視公路橋梁的改造,減少危險的發(fā)生。
參考文獻
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