王安波

摘 要：公路建設(shè)的發(fā)展為我國的經(jīng)濟(jì)創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)保障，橋梁是公路建設(shè)中最主要的一個(gè)部分，但是最近幾年橋梁的安全事故頻頻發(fā)生，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化問題已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注。文章對現(xiàn)如今橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，闡述了設(shè)計(jì)中需要注意的幾個(gè)問題，指出了橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化的主要研究方向，希望能對我國的橋梁工程起到一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；耐久性

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是要保證安全性、適用性以及經(jīng)濟(jì)性，不僅要求設(shè)計(jì)者要具備豐富的理論知識，還要具一定的工程經(jīng)驗(yàn)，如果有經(jīng)驗(yàn)上的偏差就會(huì)嚴(yán)重影響設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要堅(jiān)持因地制宜的基本原則，要充分結(jié)合建設(shè)單位公布的橋梁設(shè)計(jì)方案，積極學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)一些新設(shè)備、新材料，嚴(yán)格依照施工設(shè)計(jì)的總則、荷載以及每種材料技術(shù)條件要求等施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，采取適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法，能最大限度地規(guī)避主管因素對橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成的影響。

1 我國橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)覆蓋范圍非常廣，屬于一種比較復(fù)雜的系統(tǒng)工程，只有將理論知識充分的融入進(jìn)去才能有效的預(yù)防主觀經(jīng)驗(yàn)因素給設(shè)計(jì)帶來的不利影響，在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)很多問題，其中最主要的問題分為下面幾種：（1）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮強(qiáng)度的因素要多于耐久性；（2）設(shè)計(jì)時(shí)重視強(qiáng)度的極限狀態(tài)，而忽視使用的極限狀態(tài)，然而橋梁結(jié)構(gòu)屬于整個(gè)生命周期里最為重要的使用性能表現(xiàn)；（3）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中過于重視結(jié)構(gòu)建造而忽視結(jié)構(gòu)維護(hù)。

在實(shí)際的橋梁施工中，對橋梁的耐久性只是處于表面設(shè)計(jì)，一方面缺少明確的使用要求，另一方面還缺少專門關(guān)于耐久性的設(shè)計(jì)，這些問題是導(dǎo)致橋梁事故發(fā)生的主要因素，這些因素同橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求相背離，也不能滿足當(dāng)前橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在經(jīng)濟(jì)性方面的要求。

目前我國橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與構(gòu)造體系不夠完善，橋梁的設(shè)計(jì)特別是橋梁施工和安全的問題上還有很多需要改善的地方。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一要?jiǎng)?wù)便是選擇一套經(jīng)濟(jì)、適用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，然后對方案及連接方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，并選出施工規(guī)范允許的安全系數(shù)和指標(biāo)來確保結(jié)構(gòu)的安全性。

2 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問題

2.1 橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性

目前我國在橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面已經(jīng)取得了一定的成績，但是這些研究都是針對材料和統(tǒng)計(jì)的，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性研究還是較為薄弱，因?yàn)樵跇蛄旱氖褂眠^程中，環(huán)境對橋梁的影響是非常大的，橋梁設(shè)計(jì)中耐久性的問題是一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。

長期以來，橋梁設(shè)計(jì)人員最重視的研究就是計(jì)算方法，而忽視了結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面的改善，其中耐久性對橋梁的使用和維護(hù)關(guān)系是非常大的，對橋梁的安全和使用壽命也是息息相關(guān)的，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該重視起來，如果等出現(xiàn)問題之后再進(jìn)行補(bǔ)救就已經(jīng)為時(shí)已晚。

2.2 橋梁的疲勞損傷

橋梁結(jié)構(gòu)根據(jù)使用的場所不同，能夠分為風(fēng)荷載和車輛負(fù)載兩種因素，這兩種因素統(tǒng)稱為動(dòng)荷載，動(dòng)荷載會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力，進(jìn)而橋梁在反復(fù)的振動(dòng)中產(chǎn)生疲勞損傷。

橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)楹芏嘁蛩氐挠绊?，?nèi)部材料不能均勻的分布，這其中就會(huì)隱藏著很多微小的缺陷，而這些小缺陷在動(dòng)荷載的作用下會(huì)演變成大的缺陷，當(dāng)缺陷達(dá)到一定程度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重了就會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)的脆性斷裂，產(chǎn)生的后果是非常嚴(yán)重的。因此為了更好的消除危險(xiǎn)發(fā)生的可能性，一定要做好疲勞損傷的防范工作，要將這個(gè)問題重視起來，防患于未然。

2.3 橋梁的超載

橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都要達(dá)到正常的使用標(biāo)準(zhǔn)，可是在實(shí)際的橋梁運(yùn)行階段，橋梁荷載并不能都達(dá)到在設(shè)計(jì)的允許范圍之內(nèi)，超載會(huì)導(dǎo)致動(dòng)荷載的應(yīng)力幅值增加，同時(shí)損傷出現(xiàn)的幾率也會(huì)增加。因?yàn)槌d所造成的損傷是巨大的，這些損傷是很難修復(fù)的，超載甚至?xí)茐臉蛄旱慕Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致事故的發(fā)生。設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對橋梁超載問題的研究力度，保證橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性以及安全性。

2.4 橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性

有些橋梁會(huì)應(yīng)用在經(jīng)常發(fā)生地震的區(qū)域，地震會(huì)對橋梁產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，因?yàn)樵跇蛄航Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮到了動(dòng)荷載的作用，所以要在鞏固動(dòng)荷載的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能，將動(dòng)荷載和抗震性能合二為一的進(jìn)行綜合考慮。

對橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能一定要加強(qiáng)，保證橋梁的施工質(zhì)量，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要進(jìn)行充分的考慮：

（1）在完善操作工藝的同時(shí)還要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)部材料的整體連續(xù)性。

（2）強(qiáng)化橋梁支座的錨固，提高墩臺(tái)與結(jié)構(gòu)的連接強(qiáng)度。

（3）為了使結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的延性，可以適當(dāng)?shù)脑黾优浣睢?/p>

（4）橋梁結(jié)構(gòu)中存在不良土層時(shí)要強(qiáng)化或替換。

（5）橋梁結(jié)構(gòu)中一些薄弱的地方要采取結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施進(jìn)行處理。

加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)中的抗震性能，一方面能夠使橋梁的抵抗動(dòng)荷載能力加強(qiáng)，另一方面還能夠在地震發(fā)生時(shí)發(fā)揮出防護(hù)作用。

2.5 環(huán)境保護(hù)的重要性

在建造橋梁的過程中往往會(huì)對周圍的環(huán)境造成破壞，對空氣和植被也會(huì)產(chǎn)生一定影響，目前人們對環(huán)境的重視程度大大提高，所以在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要高度重視環(huán)境的保護(hù)，在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)之前要充分考慮橋梁位置的選擇、橋梁的跨度以及施工的方法，要將施工對環(huán)境的影響降到最低；要減少對植被的破壞，減少水土流失，避免污染，最大程度的保護(hù)好環(huán)境，還要把可持續(xù)發(fā)展的思想融入到橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中去。

3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方向

3.1 橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性

目前設(shè)計(jì)人員從很多角度對橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性進(jìn)行了研究，也取得了一定成果，另外還研究了系統(tǒng)可靠性界定的方法，總之，橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性是一個(gè)比較復(fù)雜的研究內(nèi)容，其中蘊(yùn)含了很多種知識，研究具有一定的難度，需要設(shè)計(jì)人員深入的進(jìn)行探索。

3.2 人為差錯(cuò)

在橋梁結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的問題，大多數(shù)都是因?yàn)槭┕と藛T或技術(shù)人員的專業(yè)知識或經(jīng)驗(yàn)缺乏導(dǎo)致的，很多工程中的事故都是因此而發(fā)生，所以人為差錯(cuò)的優(yōu)化已經(jīng)成為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的工作重點(diǎn)。

3.3 在役結(jié)構(gòu)的評估問題

在役結(jié)構(gòu)的可靠性評估所覆蓋的學(xué)科范圍很廣，包括了工程地質(zhì)學(xué)、斷裂力學(xué)以及結(jié)構(gòu)力學(xué)等學(xué)科，在這些學(xué)科的基礎(chǔ)上，這個(gè)問題更關(guān)系到施工工藝、檢驗(yàn)手段和后期維護(hù)等因素。

3.4 模糊隨機(jī)的可靠度

隨著我國對模糊數(shù)學(xué)研究力度的加大，工程結(jié)構(gòu)模糊隨機(jī)可靠度理論不斷的得到完善，先進(jìn)的理論基礎(chǔ)對橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)起到非常大的促進(jìn)作用。

4 結(jié)束語

通過上述分析能夠看出，隨著交通建設(shè)的飛速發(fā)展，橋梁建設(shè)日益增多，優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也變得非常重要，但是我國橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題還是很多，設(shè)計(jì)人員要在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮結(jié)構(gòu)中具有影響力的因素，整體提升橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性。

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