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        公路橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量和耐用性提高分析

        2023-11-14 20:57:26李向玉
        運(yùn)輸經(jīng)理世界 2023年20期
        關(guān)鍵詞:耐用性防水層跨度

        李向玉

        (貴州順康檢測(cè)股份有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550000)

        0 引言

        公路橋梁作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,不僅需要滿足交通運(yùn)輸?shù)男枨?,還需要具備良好的耐久性和安全性。然而,在設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量不佳等因素的影響下,我國(guó)許多公路橋梁存在著耐久性、安全性不足等問(wèn)題,給交通運(yùn)輸帶來(lái)了安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)。為了解決這些問(wèn)題,提高公路橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量和增強(qiáng)公路橋梁的耐用性,迫切需要加強(qiáng)相關(guān)方面的研究并采取一系列的監(jiān)管措施。

        1 影響公路橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量和耐用性的主要因素

        1.1 地形條件

        地形條件是公路橋梁設(shè)計(jì)中重要的考慮因素之一,地形的高低起伏和地勢(shì)的平緩與否等都會(huì)對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。地形條件對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響包括橋梁跨度、橋墩數(shù)量、橋梁高度、地基承載力等多個(gè)方面。在不同地形條件下,公路橋梁的設(shè)計(jì)方案會(huì)有所不同。例如,在峽谷或深溝等地形險(xiǎn)要地段,需要根據(jù)地形條件,選擇跨度較大的梁橋或拱橋來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì),以確保公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性;而在平原地帶,地勢(shì)平緩,公路橋梁的設(shè)計(jì)通常較為簡(jiǎn)單,可采用較少的橋墩數(shù)量和較低的橋梁高度,以降低工程成本。此外,地形條件還會(huì)影響公路橋梁的地基承載力和土質(zhì)情況,在設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行地質(zhì)勘察和地基檢測(cè),根據(jù)地形條件選擇適當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒?,如加固、加密土壤等,以保證公路橋梁的地基承載力和穩(wěn)定性。

        1.2 荷載條件

        荷載條件指公路橋梁在運(yùn)行過(guò)程中承受的車輛荷載、自重荷載、風(fēng)荷載、溫度荷載等外力的作用。荷載條件對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)會(huì)產(chǎn)生不可忽視的影響,包括公路橋梁的結(jié)構(gòu)形式、斷面形狀、材料選擇、橋梁跨度、橋墩數(shù)量等方面,直接影響著公路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和荷載承載能力。在設(shè)計(jì)長(zhǎng)跨度橋梁時(shí),荷載條件必須得到充分的考慮。例如,大型車輛的荷載會(huì)導(dǎo)致橋梁的形變和應(yīng)力集中,影響橋梁的安全性和穩(wěn)定性,因此,在長(zhǎng)跨度橋梁設(shè)計(jì)中,需要根據(jù)荷載條件的不同,選擇適當(dāng)?shù)臉蛄航Y(jié)構(gòu)形式和材料,并采用合理的斷面形狀,增加橋墩數(shù)量,以確保橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

        1.3 材料和構(gòu)造方式

        材料的選擇對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響主要包括強(qiáng)度、韌性、耐久性、防腐性等方面。在設(shè)計(jì)長(zhǎng)跨度橋梁時(shí),應(yīng)該選擇高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕性好的材料,如高強(qiáng)度鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土等;而在設(shè)計(jì)較小跨度的橋梁時(shí)可以選擇普通鋼筋混凝土等材料,以降低工程成本。構(gòu)造方式的選擇對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)產(chǎn)生的影響主要包括橋梁的結(jié)構(gòu)形式、橋面鋪裝、橋墩數(shù)量等方面。例如,在設(shè)計(jì)長(zhǎng)跨度懸索橋時(shí),需要選擇特殊的斜拉索結(jié)構(gòu),以提高橋梁的穩(wěn)定性和承載能力;在橋面鋪裝方面應(yīng)該根據(jù)路況和使用要求,選擇合適的鋪裝材料和方式,以提高橋梁的平穩(wěn)性和安全性;在橋墩數(shù)量方面,需要根據(jù)橋梁跨度、地形條件等因素進(jìn)行合理的調(diào)整,以保證橋梁的穩(wěn)定性和承載能力。

        2 當(dāng)前公路橋梁設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

        2.1 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范待完善

        公路橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是保證其設(shè)計(jì)質(zhì)量和耐用性的重要保障,但目前一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范相對(duì)落后,不能完全滿足公路橋梁設(shè)計(jì)的實(shí)際需要。例如,一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)荷載條件、材料和構(gòu)造方式等方面的規(guī)定相對(duì)簡(jiǎn)單,不能全面反映公路橋梁的實(shí)際情況;一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范缺乏實(shí)用性,難以指導(dǎo)公路橋梁設(shè)計(jì)的實(shí)際工作[1]。

        2.2 工程質(zhì)量管理不嚴(yán)格

        公路橋梁工程質(zhì)量管理是保證其設(shè)計(jì)質(zhì)量和耐用性的關(guān)鍵,但當(dāng)前存在一些問(wèn)題。一方面,部分設(shè)計(jì)單位和施工單位存在片面追求利潤(rùn)而忽視工程質(zhì)量的現(xiàn)象,導(dǎo)致工程質(zhì)量難以得到保障;另一方面,部分地方政府和相關(guān)部門(mén)在工程監(jiān)管方面存在疏漏,難以有效監(jiān)督公路橋梁工程的質(zhì)量和安全。

        2.3 技術(shù)創(chuàng)新不足

        公路橋梁設(shè)計(jì)中存在技術(shù)創(chuàng)新不足的問(wèn)題,導(dǎo)致公路橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量和耐用性無(wú)法得到有效提升。一些設(shè)計(jì)單位和施工單位缺乏技術(shù)創(chuàng)新意識(shí),仍然沿用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建造方法。此外,一些新技術(shù)和新材料難以得到應(yīng)用和推廣,限制了公路橋梁設(shè)計(jì)的發(fā)展。

        3 提高公路橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量和耐用性的措施

        3.1 完善設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

        為了提高公路橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量和增強(qiáng)公路橋梁的耐用性,需要完善公路橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,確保公路橋梁的設(shè)計(jì)符合國(guó)家的相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)要求。應(yīng)當(dāng)根據(jù)公路橋梁的設(shè)計(jì)類型、環(huán)境條件、地質(zhì)特征、使用目的等不同因素進(jìn)行分類制訂;同時(shí),應(yīng)當(dāng)參照國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況,確保標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的科學(xué)性和適用性。此外,還要提高標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求,對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)的各個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)定,如建筑結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計(jì)參數(shù)等;對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)中的各種技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行規(guī)定,如抗震性、耐久性、安全性等指標(biāo),從而確保公路橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量和耐用性。對(duì)此,應(yīng)該建立完善的監(jiān)管和評(píng)估體系,由政府部門(mén)、行業(yè)協(xié)會(huì)等對(duì)公路橋梁的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行監(jiān)督和檢查;對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的實(shí)施效果進(jìn)行定期評(píng)估,從而不斷改進(jìn)和完善標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范[2]。

        3.2 加強(qiáng)工程質(zhì)量管理

        要加強(qiáng)公路橋梁工程質(zhì)量管理,需要建立完善的工程質(zhì)量管理體系,包括組織結(jié)構(gòu)、職責(zé)分工、工作程序、工作要求和質(zhì)量控制等方面,以確保公路橋梁工程在全過(guò)程中得到有效的監(jiān)督和管理。此外還要嚴(yán)格執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,確保公路橋梁工程的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。監(jiān)督管理也是非常重要的,可以由政府、行業(yè)協(xié)會(huì)等部門(mén)進(jìn)行監(jiān)督,對(duì)施工的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正施工過(guò)程中存在的問(wèn)題,以確保公路橋梁工程的質(zhì)量和安全。在工程質(zhì)量管理中,材料的把控也不能忽視,材料是公路橋梁建設(shè)中的重要組成部分,其質(zhì)量直接影響公路橋梁的使用壽命和安全性,因此必須對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控,確保材料的質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

        3.3 推廣新技術(shù)和新材料

        公路橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)的新技術(shù)和新材料不斷涌現(xiàn),其在工程中的應(yīng)用能使公路橋梁具有更好的設(shè)計(jì)質(zhì)量和耐用性,因此,需要加強(qiáng)對(duì)這些新技術(shù)和新材料的研究和推廣??蒲泻图夹g(shù)創(chuàng)新是推動(dòng)新技術(shù)和新材料應(yīng)用的重要手段,政府、高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)合作,開(kāi)展有針對(duì)性的研究和開(kāi)發(fā),推廣新技術(shù)和新材料的應(yīng)用。要想提高新技術(shù)和新材料的推廣效果,需要建立推廣機(jī)制:政府可以出臺(tái)相關(guān)政策,鼓勵(lì)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在公路橋梁建設(shè)中使用新技術(shù)和新材料;行業(yè)協(xié)會(huì)可以通過(guò)開(kāi)展宣傳活動(dòng)、組織技術(shù)交流等方式,加強(qiáng)新技術(shù)和新材料的推廣和應(yīng)用。在新技術(shù)和新材料的應(yīng)用推廣中,還要注重人才培養(yǎng),提高公路橋梁設(shè)計(jì)和建設(shè)技術(shù)水平。此外,政府也可以通過(guò)優(yōu)惠政策鼓勵(lì)企業(yè)在工程項(xiàng)目中應(yīng)用新技術(shù)和新材料,使其應(yīng)用水平在實(shí)踐中不斷得到完善[3]。

        3.4 增加混凝土保護(hù)層厚度

        混凝土的保護(hù)層是指混凝土構(gòu)件中起到保護(hù)鋼筋作用的混凝土層,其表面容易受到外部環(huán)境的侵蝕和損害,例如受到風(fēng)化、水蝕、鹽蝕、碳化等因素的影響,從而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和耐久性降低,增加混凝土的保護(hù)層厚度能夠有效地保護(hù)混凝土表面,降低其受到外部環(huán)境損害的概率,延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。此外,適當(dāng)增加混凝土的保護(hù)層厚度還可以提高混凝土的抗裂性,減少混凝土受到外力影響而產(chǎn)生的裂縫和缺陷,從而提高公路橋梁的穩(wěn)定性和耐久性。當(dāng)然這一舉措還能夠增加混凝土與鋼筋的保護(hù)層間距,減少混凝土與鋼筋之間的銹蝕和腐蝕,保證公路橋梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。需要指出的是,適當(dāng)增加混凝土的保護(hù)層厚度并不意味著厚度越大越好,如果保護(hù)層厚度過(guò)大,會(huì)導(dǎo)致混凝土表面積累水分,內(nèi)部水泥石的碳化速度加快,從而降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此,適當(dāng)增加混凝土的保護(hù)層厚度需要根據(jù)具體情況確定,以1.5~2.5cm 之間為宜。

        3.5 重視公路橋梁的抗震設(shè)計(jì)

        地震是導(dǎo)致公路橋梁遭到破壞的重要因素之一,因此,加強(qiáng)公路橋梁的抗震設(shè)計(jì)能夠有效提高公路橋梁的抗震能力,從而保障公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性。地震對(duì)公路橋梁的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一方面是地震作用導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)發(fā)生變化,從而對(duì)公路橋梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成影響;另一方面是地震作用對(duì)公路橋梁基礎(chǔ)土壤產(chǎn)生影響,導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)沉降、變形等問(wèn)題,進(jìn)而縮短公路橋梁的使用壽命。

        加強(qiáng)公路橋梁的抗震設(shè)計(jì)能夠有效減少地震對(duì)公路橋梁的影響,提高公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性。對(duì)此設(shè)計(jì)人員要了解不同地震災(zāi)害的特征,掌握地震動(dòng)力學(xué)和地質(zhì)條件相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí),根據(jù)地震作用對(duì)公路橋梁的影響,制訂相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。此外還要應(yīng)用先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)技術(shù)和結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析方法,如反應(yīng)譜法、時(shí)程分析法和底部剪力法等進(jìn)行抗震設(shè)計(jì);采用新型的結(jié)構(gòu)材料和構(gòu)造形式,如鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等提高公路橋梁的抗震能力。

        在地震作用下,公路橋梁受到的變形和應(yīng)力會(huì)加劇其疲勞損傷和裂縫擴(kuò)展,從而縮短公路橋梁的使用壽命,加強(qiáng)公路橋梁的抗震設(shè)計(jì)能夠有效地減少公路橋梁受到的變形和應(yīng)力,減緩其疲勞損傷和裂縫擴(kuò)展,提高公路橋梁的耐久性和延長(zhǎng)其使用壽命。需要注意的是,公路橋梁的抗震設(shè)計(jì)需要根據(jù)具體地震區(qū)域的地質(zhì)條件和地震特征來(lái)確定,設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行全面考慮,采取科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)方案,從而確保公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性[4]。

        3.6 注重公路橋梁防水層設(shè)計(jì)

        公路橋梁作為一種特殊的工程結(jié)構(gòu),其受到各種自然環(huán)境如氣候、濕度等的影響,容易發(fā)生滲漏、龜裂等問(wèn)題,因此,在公路橋梁設(shè)計(jì)中注重防水層的設(shè)計(jì)能夠有效地保護(hù)公路橋梁,提高其耐用性。公路橋梁的防水層是防止水分滲透進(jìn)入公路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部造成損害的重要措施之一。如果公路橋梁防水層設(shè)計(jì)不合理或者防水材料選用不當(dāng),將導(dǎo)致水分滲透進(jìn)入公路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部,導(dǎo)致龜裂、腐蝕等問(wèn)題,進(jìn)而影響公路橋梁的安全性和耐用性。防水材料是公路橋梁防水層設(shè)計(jì)的核心部分,選擇合適的防水材料對(duì)于公路橋梁的防水性能和耐久性至關(guān)重要。在選擇防水材料時(shí),需要考慮其耐久性、環(huán)保性以及使用壽命等多個(gè)方面。同時(shí),要了解所選材料在不同氣候和環(huán)境條件下的適用性,以保證其在實(shí)際使用中具有較好的防水性能。防水層設(shè)計(jì)應(yīng)該合理選擇防水層的厚度和分層結(jié)構(gòu),對(duì)于不同的公路橋梁類型和不同的防水材料,其防水層結(jié)構(gòu)也需要有所不同。對(duì)于已經(jīng)建成的公路橋梁,還需要定期對(duì)防水層的質(zhì)量和狀況進(jìn)行檢查和維護(hù),及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決防水層存在的問(wèn)題,如龜裂、損壞等,進(jìn)一步提高防水層的持久性和防水性能[5]。

        3.7 強(qiáng)化公路橋梁結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

        在公路橋梁結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)中,需要充分考慮構(gòu)造方式的選擇、施工質(zhì)量等因素。不同的構(gòu)造方式具有不同的特點(diǎn)和適用范圍。例如,梁式橋是一種常見(jiàn)的橋梁構(gòu)造方式,適用于跨度較小的橋梁,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,建造成本低廉,但是受力狀態(tài)較為單一,容易出現(xiàn)疲勞損傷。相比之下,拱橋是一種跨度較大的橋梁構(gòu)造方式,其結(jié)構(gòu)具有良好的受力性能,能夠承受大的荷載,但是建造成本較高,而且在設(shè)計(jì)和建造時(shí)需要考慮橋墩的數(shù)量和位置,以及施工難度等問(wèn)題。此外,斜拉橋是一種結(jié)構(gòu)新穎、美觀大氣的橋梁構(gòu)造方式,適用于跨度較大、地形起伏較大的地區(qū),兼具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工難度低、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn),但其建造成本相對(duì)較高。

        在選擇橋梁的構(gòu)造方式時(shí),需要綜合考慮多種因素,如橋梁的跨度、荷載條件、地形條件、建造成本、施工難度等,以及橋梁的使用壽命和維護(hù)成本等。公路橋梁的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)是長(zhǎng)期運(yùn)行的關(guān)鍵因素,在綜合考慮的基礎(chǔ)上,選擇合適的構(gòu)造方式,能夠使公路橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性得到保障,提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性[6]。

        4 結(jié)語(yǔ)

        總而言之,公路橋梁是交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,對(duì)保障交通運(yùn)輸?shù)陌踩⒏咝?、穩(wěn)定有重要作用。在未來(lái),需要繼續(xù)深入研究公路橋梁設(shè)計(jì)和施工中存在的問(wèn)題,加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)積累,推動(dòng)公路橋梁建設(shè)和維護(hù)的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化,進(jìn)一步提高公路橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量和增強(qiáng)公路橋梁的耐用性,為我國(guó)交通事業(yè)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步作出積極貢獻(xiàn)。

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