淺議市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

摘要：市政橋梁的安全、耐久以及健康性不僅體現(xiàn)了施工設(shè)計(jì)人員的智慧與審美觀點(diǎn)，也意味著該橋梁能否經(jīng)得住時(shí)間考驗(yàn)，是否值得世人回味。市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持因地制宜原則，也就是要結(jié)合建設(shè)單位公布的市政橋梁設(shè)計(jì)方案，積極學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)技術(shù)，引進(jìn)一些成熟的新結(jié)構(gòu)、新型設(shè)備以及新材料與新的施工工藝，嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)總則、荷載以及每種材料技術(shù)條件要求等各項(xiàng)施工設(shè)計(jì)部規(guī)范及其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采取合適的設(shè)計(jì)方法，盡可能的規(guī)避主管因素可能給施工設(shè)計(jì)造成的影響。本文首先對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了概括說(shuō)明，之后著重對(duì)市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析研究，從而幫助有效提升城市橋梁建設(shè)使用質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：市政橋梁；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；要點(diǎn)

市政橋梁與其它類型橋梁相比，其主要的建設(shè)作用在于充分滿足使用功能需求的同時(shí)，對(duì)周邊景觀、環(huán)境的協(xié)調(diào)度也著重關(guān)注。

一、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概述

1.由于整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)準(zhǔn)確性將會(huì)在一定程度上受到設(shè)計(jì)人員主觀因素的影響。因此，在橋梁設(shè)計(jì)中，需要相關(guān)工作人員在設(shè)計(jì)中能夠具備極為扎實(shí)的理論基礎(chǔ)及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在當(dāng)前的橋梁設(shè)計(jì)中，大部分設(shè)計(jì)人員都著重關(guān)注強(qiáng)度問(wèn)題，但整體結(jié)構(gòu)的耐久度始終處于被遺忘的狀態(tài)下。結(jié)構(gòu)耐久度與時(shí)間有著較為緊密的關(guān)聯(lián)，在橋梁建成的較短時(shí)間內(nèi)是無(wú)法對(duì)其進(jìn)行細(xì)致查看的。但是如果結(jié)構(gòu)耐久性出現(xiàn)問(wèn)題，哪怕是極其細(xì)微的問(wèn)題，都有可能帶來(lái)難以解決的問(wèn)題。而這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題是完全不符合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理念的。

2.目前我國(guó)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(wèn)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(duì)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(lái)確保結(jié)構(gòu)的安全性。

二、我國(guó)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀分析

1.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(shí)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(lái)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(wèn)題，其中最主要的問(wèn)題分為下面幾種：第一，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；第二，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)；第三，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中過(guò)于重視結(jié)構(gòu)建造而忽視結(jié)構(gòu)維護(hù)。

2.在實(shí)際的橋梁施工中，對(duì)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(wèn)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。

三、市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面具體細(xì)節(jié)分析

1.在市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，極為常見(jiàn)的一大問(wèn)題便是伸縮縫的相關(guān)設(shè)計(jì)。大部分的城市橋梁在設(shè)計(jì)中將伸縮縫設(shè)置為普通類型的橡膠支座。但是為了確保其安全性，需要將其修正為活動(dòng)型的橡膠支座，從而有效避免出現(xiàn)拉裂問(wèn)題。此類問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因是，如果設(shè)計(jì)普通支座，則有極大的可能會(huì)出現(xiàn)變形情況，對(duì)整個(gè)橋梁的結(jié)構(gòu)安全及耐久性兩方面均極為不利。通常情況下，橋面不會(huì)與整體的鋼筋網(wǎng)相關(guān)，也不會(huì)對(duì)超載問(wèn)題進(jìn)行考慮。但當(dāng)前現(xiàn)狀是，在我國(guó)交通運(yùn)輸超載問(wèn)題極為常見(jiàn)，對(duì)于城市橋梁的使用安全性及耐久性均帶來(lái)了極大的考驗(yàn)。針對(duì)此類問(wèn)題，在將相關(guān)情況上報(bào)給管理部門加強(qiáng)管理的同時(shí)，還需在設(shè)計(jì)中將超載相關(guān)內(nèi)容納入其中，對(duì)其全面充分的考慮。由于伸縮縫所預(yù)埋之處的空心梁常常會(huì)出現(xiàn)數(shù)量不夠的問(wèn)題，因此，相關(guān)施工管理部門需著重注意前期檢查工作。

2.結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)。建造與使用市政橋梁期間，因?yàn)闃蛄褐黧w本身長(zhǎng)期暴露在空氣中，很容易受到環(huán)境與有害化學(xué)物質(zhì)等因素的侵蝕，加上橋梁結(jié)構(gòu)要承受的車輛、地震、疲勞以及超載等各種因素的影響，加上市政橋梁施工時(shí)采用的材料性能風(fēng)吹日曬下不斷退化，便促使橋梁的結(jié)構(gòu)各部位出現(xiàn)不同程度的損傷及劣化。現(xiàn)階段橋梁倒塌湖綜合嚴(yán)重?fù)p害例子越來(lái)越少，然而還是有很多市政橋梁由于拉鎖耐久性問(wèn)題使其使用性能受到影響，一些橋梁的拉鎖未到使用期便不得不進(jìn)行更換，不僅促使橋梁不能正常使用，還造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。這些問(wèn)題都和橋梁耐久性安全設(shè)計(jì)有著最為直接的關(guān)系，因此也促使人們加強(qiáng)對(duì)市政橋梁耐久性問(wèn)題的重視。長(zhǎng)久以來(lái)，人們側(cè)重于研究結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法，卻忽視了關(guān)于總體構(gòu)造與細(xì)節(jié)處理上的重視，所以要加強(qiáng)橋梁的耐久性和安全性方面的研究必須往定量分析方面發(fā)展。

3.結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的疲勞損傷。市政橋梁結(jié)構(gòu)通常所需承受的車輛荷載與風(fēng)向荷載屬于動(dòng)荷載，它們會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成可以循環(huán)變化的應(yīng)力，這些應(yīng)力不僅會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)振動(dòng)，還會(huì)促使結(jié)構(gòu)因累積出現(xiàn)疲勞損傷。一般市政橋梁使用的材料不是均勻和連續(xù)性的，而且材料上經(jīng)常會(huì)有各種微小缺陷出現(xiàn)，受循環(huán)荷載作用，該類缺陷會(huì)日益發(fā)展合并在一起，進(jìn)而造成損傷，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在材料內(nèi)部產(chǎn)生宏觀裂紋。假如施工人員不能有效控制住宏觀裂紋，便可能導(dǎo)致材料與結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性斷裂現(xiàn)象。通常早期疲勞損傷很難被檢測(cè)到，然而由于它帶來(lái)的后果屬于災(zāi)難性的，因而要嚴(yán)加防范。疲勞損失在以往常被認(rèn)為鋼橋設(shè)計(jì)過(guò)程中最為核心的問(wèn)題，并且由它引發(fā)的鋼材開(kāi)裂情況比較多，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要將這個(gè)問(wèn)題列為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮因素的重中之重。

4.防洪水位及人行橋欄桿。在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需在充分考量百年洪水位的基礎(chǔ)上對(duì)所處地域的防洪水位著重關(guān)注，核查其相關(guān)影響。在對(duì)人行橋欄桿進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需做好相關(guān)的抗水平外推檢算設(shè)計(jì)，欄桿重量也不應(yīng)超過(guò)1.2kN/m的范圍，樣式應(yīng)以豎條或是整板為主。欄桿建成后明令禁止行人攀爬，對(duì)于一些特殊欄桿給予橋梁設(shè)計(jì)的影響也應(yīng)充分全面的考慮。

5.交通量及特殊荷載。在進(jìn)行城市橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需在對(duì)其所承載交通量全面分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行車道寬度、結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)明確。特別是一些互通式的立交橋在設(shè)計(jì)時(shí)，需依照其自身需求、車輛行駛速度充分考量，對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)規(guī)模合理設(shè)計(jì)，避免出現(xiàn)交通堵塞問(wèn)題。我國(guó)的超載問(wèn)題極為突出卻又無(wú)法完全杜絕。對(duì)于一些極為突出、明顯化的超載情況，可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)橋梁塌陷、傾覆等問(wèn)題。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需對(duì)此類特殊因素著重考量。在進(jìn)行橋梁荷載驗(yàn)算時(shí)，需在最大荷載值的基礎(chǔ)上進(jìn)行1.4倍的乘以處理。對(duì)于一些支座或是墩梁結(jié)構(gòu)可以考慮安裝抗傾覆裝置

6.實(shí)例說(shuō)明。某大橋無(wú)論是從結(jié)構(gòu)還是施工上看均達(dá)到了世界超一流水平。整座大橋無(wú)論是樁基、邊跨鋼箱梁還是鋼箱梁合龍的設(shè)計(jì)施工，均讓相關(guān)工作人員煞費(fèi)苦心。通過(guò)對(duì)橋梁設(shè)計(jì)問(wèn)題的著重分析研究，最終獲取到了較好的成效。為了更好地應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，相關(guān)設(shè)計(jì)人員對(duì)此橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了再設(shè)計(jì)施工，對(duì)其系桿進(jìn)行了加固設(shè)計(jì)，以此幫助其更好承受拱腳推力，滿足荷載需求。與此同時(shí)，還在橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了減震性能的設(shè)計(jì)，從而全面有效的抵擋可能發(fā)生的地震災(zāi)害。另外，在大橋的兩側(cè)還進(jìn)行了1.5m人行道的設(shè)置。（大橋基本資料如表1所示）

總體而言，我國(guó)市政橋梁的設(shè)計(jì)理論與結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系尚不完善，很多方面都需要進(jìn)一步的改進(jìn)與完善。從某種程度上來(lái)講市政橋梁設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)性非常復(fù)雜的工程，不僅需要具備極其豐富的理論知識(shí)，還要盡可能的減少主管經(jīng)驗(yàn)因素給施工設(shè)計(jì)造成的不良影響，只有全面規(guī)避一切不良因素，才能確保市政橋梁設(shè)計(jì)方案能夠達(dá)到工程規(guī)劃的要求，也才能為后期工程實(shí)際施工作業(yè)的開(kāi)展指明道路。

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