邊 亮

邊 亮

湛江市規(guī)劃勘測(cè)設(shè)計(jì)院

【摘 要】近幾年我國(guó)道路橋梁事業(yè)得到了迅速的發(fā)展，許多技術(shù)復(fù)雜、結(jié)構(gòu)新穎的大橋也不斷出現(xiàn)，這些較高難度的橋梁標(biāo)志著我國(guó)橋梁建設(shè)的水平已進(jìn)入全新的局面。本文根據(jù)筆者多年的工作實(shí)踐，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)案例分析其設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】橋梁；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；案例分析

前言

現(xiàn)代橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)且復(fù)雜的工作，為保證橋梁工程質(zhì)量以及功能的充分發(fā)揮，進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)除了重視結(jié)構(gòu)耐久性、抗疲勞、抗震方面的考慮，同時(shí)還應(yīng)注重降低其給環(huán)境造成的不良影響。目前我國(guó)橋梁事業(yè)在現(xiàn)階段還存在三個(gè)問(wèn)題：①橋梁結(jié)構(gòu)不完善，②橋梁設(shè)計(jì)理念不完整，橋梁結(jié)構(gòu)的構(gòu)造體系不全面，③橋梁的耐久性不強(qiáng)，橋梁的耐久性關(guān)系到整個(gè)橋梁的質(zhì)量問(wèn)題，因此橋梁設(shè)計(jì)者應(yīng)該加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化工作，橋梁優(yōu)化的主要措施有加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的完整性和耐久性設(shè)計(jì)，對(duì)橋梁的橋長(zhǎng)加以?xún)?yōu)化，對(duì)橋梁疲勞損傷導(dǎo)致的表面裂縫進(jìn)行加固處理等，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不斷完善也能夠使其整體外觀更加完美，對(duì)促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展起到重大的作用。

1、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題與優(yōu)化措施

1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

1.1.1橋梁結(jié)構(gòu)體系不夠完整

橋梁建設(shè)具有一定的復(fù)雜性，它是由多個(gè)不同的體系構(gòu)成的，但是在設(shè)計(jì)的過(guò)程中由于設(shè)計(jì)人員對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)欠缺，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中缺少動(dòng)態(tài)思維，在面對(duì)不同環(huán)境和設(shè)計(jì)對(duì)象時(shí)候不能及時(shí)進(jìn)行思維調(diào)整，也不能做出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，沒(méi)有對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的完整性和橋梁安全性加以重視，在施工中未嚴(yán)格按照國(guó)家的相關(guān)規(guī)范施工，導(dǎo)致施工質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，從而縮短了橋梁的使用壽命。除此之外，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過(guò)程中缺乏整體的設(shè)計(jì)規(guī)劃，重點(diǎn)偏向設(shè)計(jì)完成后橋梁結(jié)構(gòu)的服務(wù)能力而忽略了橋梁性能的變化。

1.1.2橋梁結(jié)構(gòu)缺乏耐久性能

由于橋梁結(jié)構(gòu)的組成材料是一些具有足夠強(qiáng)度和耐久性的構(gòu)件，橋梁的施工和選材出現(xiàn)問(wèn)題一定程度上制約著耐久性的強(qiáng)度，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性加以考慮。但是在我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中沒(méi)有形成統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系和比較完整的設(shè)計(jì)理念，忽略了外界環(huán)境對(duì)橋梁的影響，從不同程度上破壞了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體性和耐久性，在設(shè)計(jì)中對(duì)橋梁的強(qiáng)度要求過(guò)低，車(chē)輛載重量使得結(jié)構(gòu)局部受力程度加大，組合構(gòu)件橫截面較大或是過(guò)薄，間接性的影響著橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，導(dǎo)致橋梁坍塌事故時(shí)有發(fā)生，從而阻礙了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，降低了橋梁的經(jīng)濟(jì)效益。

1.1.3橋梁結(jié)構(gòu)疲勞損傷過(guò)于嚴(yán)重

施工過(guò)程中所采用的材料存在許多微小的缺陷，不均勻或是攤鋪不連續(xù)，就會(huì)使得道路存在較多缺陷，在車(chē)輛的反復(fù)碾壓下，橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，一些較為微小的缺陷就會(huì)演化為橋梁損傷，導(dǎo)橋梁表面出現(xiàn)大面積的裂縫，不及時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制就會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)的損壞。

1.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施

1.2.1強(qiáng)化結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

首先橋梁設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)橋梁設(shè)計(jì)知識(shí)加強(qiáng)學(xué)習(xí)，提高自身的專(zhuān)業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)，除此之外，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該從多角度思考橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的構(gòu)件、材料等使用情況，對(duì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的各種因素全面進(jìn)行考慮，其中應(yīng)該考慮的因素包括自然環(huán)境的影響、有害化學(xué)物質(zhì)對(duì)橋梁的侵蝕、材料的性能、車(chē)輛的承載力以及自然災(zāi)害等，使用新技術(shù)和新材料對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)使其滿(mǎn)足各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的新要求，更好地解決橋梁結(jié)構(gòu)面臨的發(fā)展技術(shù)問(wèn)題，從而加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，避免在使用的過(guò)程中出現(xiàn)橋梁倒塌或是損害的現(xiàn)象。

1.2.2減少橋梁損傷的措施

應(yīng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞損傷狀況，首先該對(duì)車(chē)輛的載重有效進(jìn)行控制，避免其對(duì)材料的影響，為避免橋梁損傷出現(xiàn)裂紋，應(yīng)該加強(qiáng)混泥土裂縫的控制，從而增強(qiáng)橋梁拉應(yīng)力，也能夠讓混凝土的橫截面加固。在進(jìn)行混凝土裂縫寬度的設(shè)計(jì)時(shí)，采用局部預(yù)應(yīng)力的方法將寬度調(diào)整適中，從而使其能夠達(dá)到橋梁建設(shè)施工的要求。除此之外，鋼筋位置一定程度上也影響著混凝土的寬度，所以應(yīng)該對(duì)鋼筋位置進(jìn)行調(diào)整，確保橋梁的拉力增強(qiáng)，使其承受能力加大。

1.2.3優(yōu)化橋梁長(zhǎng)度設(shè)計(jì)

橋梁設(shè)計(jì)中橋位選址一般會(huì)出現(xiàn)兩種情況，第一種是橋梁選址的面積相對(duì)較小時(shí)，要相應(yīng)減少橋梁的長(zhǎng)度，第二種是橋址面積相對(duì)較大時(shí)候，對(duì)橋梁的長(zhǎng)度要相應(yīng)的進(jìn)行增加，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員要對(duì)橋長(zhǎng)的計(jì)算進(jìn)行準(zhǔn)確的把握，應(yīng)該利用橋梁模型與實(shí)際橋梁長(zhǎng)度進(jìn)行對(duì)比，提高橋梁設(shè)計(jì)長(zhǎng)度的準(zhǔn)確性，達(dá)到國(guó)家相關(guān)規(guī)范的具體要求，這樣可以在一定程度上提高城市的文化品味，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)快速的發(fā)展。

2、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的案例分析

2.1案例一分析

橋梁結(jié)構(gòu)受車(chē)輛載重量的影響相對(duì)較大，尤其是一些國(guó)省道干線的橋梁結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)候，對(duì)車(chē)輛的載重比較重視，這樣才能使得城市橋梁的安全度和穩(wěn)定性得到保障。例如在山西省某市的一座橋梁，起初設(shè)計(jì)的荷載為汽車(chē)-20掛-100級(jí)，這座橋梁通過(guò)的車(chē)輛主要來(lái)源于附近產(chǎn)煤區(qū)的重載車(chē)輛，是當(dāng)?shù)刂匾囊粭l運(yùn)煤和貨運(yùn)通道，在未治超以前通行的運(yùn)煤車(chē)載重量為100噸左右、行駛的速度一般保持在50km/h，而橋梁原先設(shè)計(jì)荷載的為55t，由于經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量超載車(chē)輛的通行，使得該橋收到嚴(yán)重?fù)p害，橋面橫向連接嚴(yán)重受損，板底出現(xiàn)裂縫，滲水嚴(yán)重，嚴(yán)重縮短了該橋的使用壽命，從而影響了該段路的正常運(yùn)行。后期采用碳纖維對(duì)橋梁進(jìn)行了加固，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真的分析，除此之外，還對(duì)橋梁的基礎(chǔ)進(jìn)行了加固，從而達(dá)到通行的要求。

2.2案例二分析

主要分析某市機(jī)場(chǎng)附近一個(gè)大型立交項(xiàng)目。這條線路是該市南面出口的一個(gè)重要通道，為了滿(mǎn)足交通路網(wǎng)的功能，設(shè)計(jì)人員根據(jù)規(guī)劃路線的走向在沿線設(shè)置了三條車(chē)輛行駛的輔道，這三條輔道的下面主要穿過(guò)機(jī)場(chǎng)路和廣園路，而且與道路上面的東環(huán)高速公路相互連接。所以在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)候應(yīng)該保證進(jìn)行橋墩基礎(chǔ)托換，避免橋梁結(jié)構(gòu)與既有的高架橋結(jié)構(gòu)發(fā)生沖突。在機(jī)場(chǎng)的道路平面中，存在高架橋眾多，橋墩密集現(xiàn)象，從而導(dǎo)致東西線路的車(chē)輛行駛道路和多個(gè)橋墩產(chǎn)生沖突，嚴(yán)重影響交通運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行，所以要進(jìn)行橋墩基礎(chǔ)托換，對(duì)車(chē)行條件進(jìn)行改善，這樣才能夠提高輔道的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，避免車(chē)輛在行駛中與橋墩發(fā)生沖突。

2.3 案例三分析

某市橋梁設(shè)計(jì)荷載為公路-I級(jí)，原設(shè)計(jì)車(chē)速最高位50km/h，這段橋梁是該省的高速公路進(jìn)出口，通行車(chē)輛一般都是大型的載貨車(chē)，而且此段公路連接多條道路，對(duì)路基抗壓能力要求較高，但是設(shè)計(jì)人員只是從設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)上來(lái)加強(qiáng)橋梁的設(shè)計(jì)，忽略了實(shí)際橋梁的需要，使其不能滿(mǎn)足交通壓力的要求，從而縮短了使用壽命。一般橋梁設(shè)計(jì)使用壽命為50年，高速公路的橋梁設(shè)計(jì)則需要100年左右，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要全面考慮橋梁的施工和運(yùn)行情況，還要對(duì)橋梁的檢測(cè)和維護(hù)進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)橋梁中存在的問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行解決，只有這樣才能增加橋梁的承載力，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。

3、結(jié)束語(yǔ)

橋梁在我國(guó)現(xiàn)階段的交通運(yùn)輸中發(fā)揮著很大的作用，施工人員在施工過(guò)程中應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，完善設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)思路，除此之外，還應(yīng)該對(duì)橋梁的耐久性加以考慮，更好的認(rèn)識(shí)橋梁疲勞損傷對(duì)交通運(yùn)輸帶來(lái)的重大影響，只有對(duì)橋梁質(zhì)量的威脅因素更好的解決，才能進(jìn)一步提高我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，節(jié)省橋梁使用過(guò)程中的維修資金，增加橋梁的使用壽命，為交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和人們的生活提供更大的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉昌，王大磊，范存波等.略述路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)例分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（15）.

[2]甘霖.路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)例分析[J].中華民居，2012（19）.

[3]鄧明波.路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)病害與安全性研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（18）.

[4]張波，孔德玉.對(duì)于路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（下），2011（2）.