橋梁設(shè)計常見荷載問題及處理途徑

肖隨明

摘要：橋梁是交通道路設(shè)計和運行過程中基本組成部分，隨著交通形式的越發(fā)復(fù)雜，橋梁應(yīng)用的范圍更加廣闊，橋梁設(shè)計中的荷載問題顯得尤為重要。本文從橋梁荷載設(shè)計的基本原則出發(fā)，對橋梁設(shè)計中常見的荷載問題進行分析，并給出對應(yīng)的處理途徑。

關(guān)鍵詞：橋梁;荷載;設(shè)計

橋梁荷載是在設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)時可能出現(xiàn)荷載的統(tǒng)稱，通常包括恒載、活載和其他荷載。對荷載的確定步驟分為計算方法、具體結(jié)構(gòu)分析、最終結(jié)果三個環(huán)節(jié)。荷載計算的科學(xué)性與否，不僅對橋梁的使用壽命有著較大的影響，而且對橋梁安全有著重大的影響。

一、橋梁荷載設(shè)計需堅持的原則

橋梁荷載設(shè)計過程中常會出現(xiàn)諸多方面的問題，其中兩個方面產(chǎn)生的問題最為明顯：一是橋梁的設(shè)計方案與實際需求之間產(chǎn)生較大的差異，在實際運行過程中無法滿足生產(chǎn)生活的需要。二是橋梁設(shè)計體系不夠科學(xué)，使得局部荷載性能達不到運行要求，從而造成整體荷載受限。為確保橋梁施工和實際運行的質(zhì)量，在進行橋梁荷載設(shè)計時，需要堅持兩個重要的原則：一是要嚴(yán)格按照國家頒布實施的設(shè)計和施工標(biāo)準(zhǔn)文案進行設(shè)計，確保設(shè)計中各項指標(biāo)能夠達到標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求;二是在滿足質(zhì)量要求的同時，通過技術(shù)性調(diào)整盡量降低建設(shè)和運營成本，確保整體設(shè)計能夠達到較高的性價比。

二、橋梁荷載設(shè)計中的常見問題

（一）耐久性考慮不足

橋梁運行過程中耐久性不足是我國各類橋梁運行過程中存在較多的問題，以此造成后期維護和改建費用較高，給當(dāng)?shù)亟煌ㄔO(shè)施的正常運行和居民出行安全帶來較大的影響。產(chǎn)生這一問題的主要原因是由在施工方案的設(shè)計中，對橋梁主體結(jié)構(gòu)的抗壓能力計算出現(xiàn)較大誤差，對外界環(huán)境影響考慮不夠周全，以此造成橋梁在實際運行過程中損耗速度不斷加快，嚴(yán)重影響了橋梁的設(shè)計壽命。

（二）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低

處于經(jīng)濟因素方面的考慮，橋梁設(shè)計方案中諸多環(huán)節(jié)無法達到國家強制性標(biāo)準(zhǔn)或者僅能達到最低設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但是對于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟增長和交通流量增長的預(yù)測嚴(yán)重失衡，使得橋梁使用的期限嚴(yán)重縮減，不得不采取改擴建等措施來彌補前期設(shè)計的不足，造成更大的浪費。

（三）承重能力設(shè)計不足

橋梁在運行過程中能夠達到的極限承重力和抗壓能力是確保橋梁整體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，承重能力不足會給橋梁的實際使用帶來較多方面的后續(xù)問題。在通行車輛重力超出橋梁極限承重能力標(biāo)準(zhǔn)的情況下，將會造成極大的安全隱患，對橋梁的部分結(jié)構(gòu)造成損害，減少橋梁的實際使用年限。

三、橋梁荷載問題的相關(guān)處理途徑

（一）強化在耐久度方面的設(shè)計

橋梁整體的耐久度受到各種外界因素的影響，因此在進行橋梁設(shè)計時需要加強對關(guān)鍵性細節(jié)的處理，尤其是對于受氣候、水利等因素影響較大的部位，需要對其損耗趨勢進行嚴(yán)格預(yù)測，在必要的情況下，要多方查找當(dāng)?shù)氐娜宋馁Y料和自然環(huán)境資料，基于計算機軟件運行的基礎(chǔ)上測算出科學(xué)的數(shù)據(jù)，從而確保在進行方案設(shè)計時各種數(shù)據(jù)不僅能夠達到國家強制性標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，還要能夠使關(guān)鍵部位的設(shè)計方案能夠滿足極限條件的運行需要[1]。此外在設(shè)計過程中還要對建筑材料的選用進行科學(xué)界定，充分考慮建筑材料在施工過程和橋梁運行過程中所產(chǎn)生的損耗問題，對于具有特殊氣候因素的地區(qū)，要采取具有對應(yīng)特征的建筑材料，或者進一步設(shè)計建筑材料的特殊處理措施，盡量減少由于部分環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而對橋梁的整體耐久度產(chǎn)生影響。

（二）科學(xué)提升設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

在橋梁設(shè)計工作設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中，對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計內(nèi)容所要能夠達到的最低標(biāo)準(zhǔn)，是設(shè)計工作開展的基本依據(jù)，但是在實際設(shè)計工作開展的過程中，不能完全基于最低標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，而是要結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的實際狀況和遠期發(fā)展規(guī)劃，對橋梁的計算荷載、驗算荷載、沖擊力、離心力、橫向搖擺力和人群荷載等多項數(shù)據(jù)進行科學(xué)測算[2]。在設(shè)定相應(yīng)的系數(shù)時，要能夠根據(jù)時代發(fā)展的要求適當(dāng)提高相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，在橋梁運行過程中，管理部門要加大監(jiān)管力度，減少由于超載等不法營運現(xiàn)象給橋梁荷載帶來的負面影響，確保橋梁的運行年限和運行質(zhì)量能夠達到設(shè)計要求。

（三）強化對疲勞損傷的研究

橋梁設(shè)計的各項標(biāo)準(zhǔn)能否達到實際運行的需求，與其實際運行中產(chǎn)生的動態(tài)性能和疲勞性能的改善情況有著直接性的關(guān)系。雖然我國近幾十年來在橋梁設(shè)計和施工方面已經(jīng)取得了較為優(yōu)異的成績，但是由于橋梁設(shè)計過程中對疲勞損傷研究不足所帶來的后遺癥依然存在。尤其是在后期運行過程中，更多的是通過對橋梁運行的定期監(jiān)測從而達到掌握橋梁運行動態(tài)數(shù)據(jù)的目的，確保橋梁運行中的安全[3]。通過計算機軟件建立橋梁運行過程中疲勞損傷的運行模型，通過數(shù)據(jù)處理倒推橋梁設(shè)計的細節(jié)數(shù)據(jù)要求，是強化疲勞損傷的有效途徑。但是就目前的發(fā)展水平而言，相應(yīng)的技術(shù)手段還無法滿足設(shè)計工作的實際需求。

四、結(jié)束語

橋梁設(shè)計中對荷載結(jié)果計算產(chǎn)生的因素包括多個方面，在實際工作開展過程中，設(shè)計人員必須將設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)實狀況結(jié)合在一起，綜合考慮橋梁工程運行過程中可能出現(xiàn)的因素，從而確保設(shè)計結(jié)果更加符合橋梁運行的實際需要，為橋梁工程的施工設(shè)計提供科學(xué)的指導(dǎo)，為橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的提高提供必要的保障，為我國橋梁事業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)用的貢獻。

參考文獻：

[1]劉昱斌.橋梁工程荷載檢測試驗中應(yīng)變數(shù)據(jù)異?，F(xiàn)象研究[J].中外建筑，2019（06）：262-264.

[2]彭愛勤.基于《公路橋梁荷載試驗規(guī)程》的橋梁荷載試驗分析[J].廣東建材，2018，34（07）：33-37.

[3]俞志國.城市橋梁與公路橋梁的荷載標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計對比分析[J].城市道橋與防洪，2018（05）：123-125+14-15.