常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題研究

張彪

摘要：就橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，需要設(shè)計(jì)者具備較為豐富的理論知識(shí)，以及豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，避免基于主觀認(rèn)知的偏差而影響到整個(gè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。當(dāng)前國(guó)內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，過多的關(guān)注橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性與抗震性等缺乏關(guān)注，在設(shè)計(jì)過程中由于缺少全方面的關(guān)注，導(dǎo)致整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案存在一定的缺陷，而這種缺陷若不能夠及時(shí)的解決，則為橋梁日后應(yīng)用帶來風(fēng)險(xiǎn)隱患。針對(duì)此，需要橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者不斷的總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，并及時(shí)更新橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝與觀念，不斷優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使其符合不斷發(fā)展的橋梁建設(shè)需求。

關(guān)鍵詞：常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問題;措施

通過對(duì)目前橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題進(jìn)行分析，進(jìn)一步研究得出解決我國(guó)橋梁質(zhì)量問題主要應(yīng)從優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)各部位、保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性著手，進(jìn)而結(jié)合當(dāng)前橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)現(xiàn)狀，有針對(duì)性地提出了一些改進(jìn)措施，以期能為橋梁設(shè)計(jì)者提供一些參考，延長(zhǎng)橋梁的使用年限，推動(dòng)我國(guó)橋梁工程的發(fā)展。

1常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所存在的問題分析

1.1橋梁設(shè)計(jì)耐久性問題

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性問題，一方面來自于初期設(shè)計(jì)的影響，另一個(gè)方面來自于施工期間環(huán)境與操作的影響。耐久性是評(píng)價(jià)橋梁建設(shè)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，在設(shè)計(jì)與建設(shè)期間是否考慮到耐久性原則，將對(duì)后期應(yīng)用效果產(chǎn)生重要影響，一旦耐久性受損，則為后期修復(fù)帶來一定難度。例如，近幾年所發(fā)生的大橋坍塌事故，便是由于橋梁使用年限較為久遠(yuǎn)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性有所弱化，結(jié)構(gòu)整體承載能力下降，由此致使大橋出現(xiàn)坍塌?；诖?，需要設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)初期對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問題加以重視，同時(shí)對(duì)施工期間可能出現(xiàn)的多種影響因素進(jìn)行綜合考慮，完善橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)。

1.2橋梁設(shè)計(jì)疲勞損傷問題

在不同的地區(qū)，橋梁具有著不同的應(yīng)用價(jià)值，但是承受車輛的荷載是所有橋梁需要具備的基礎(chǔ)功能。車輛荷載屬于動(dòng)荷載，將會(huì)在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成循環(huán)盈利，而橋梁長(zhǎng)期受到這種循環(huán)盈利的作用，必然會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞損傷。另外，在橋梁建設(shè)期間，受到多種不確定因素的影響，而橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部材料會(huì)存在不均勻或不連續(xù)的情況，因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，需要全面的認(rèn)識(shí)到建設(shè)期間不確定因素的存在，且這些因素對(duì)橋梁耐久性的重要影響。

1.3橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的超載問題

在橋梁投入到實(shí)際應(yīng)用期間，可能存在著多數(shù)數(shù)據(jù)不在原有的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，出現(xiàn)荷載超出原定值的情況。超載對(duì)橋梁的影響為，加大了橋梁負(fù)載應(yīng)力的幅度，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞損傷等問題。而當(dāng)前普遍橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不能夠充分的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)問題，或不將其考慮在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，可能對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成不可恢復(fù)的損壞，影響到橋梁的整體質(zhì)量，甚至是在應(yīng)用期間出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。例如，武夷山公館大橋坍塌事件、哈爾濱機(jī)場(chǎng)高速大橋坍塌事件等，都是由于超載問題考慮不到位所導(dǎo)致。

2橋梁設(shè)計(jì)問題的解決對(duì)策

2.1對(duì)橋梁耐久性進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)

對(duì)于橋梁的耐久度，我國(guó)之前的技術(shù)規(guī)范并沒有明確要求，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)橋梁的耐久度方面也沒有多加注意，也就沒有對(duì)這方面進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，橋梁的日常維護(hù)與檢修過程中，對(duì)耐久度也沒有針對(duì)性的進(jìn)行，這就導(dǎo)致了橋梁在使用過程中極易因?yàn)槟途枚炔蛔愣鴮?dǎo)致事故的發(fā)生。為了打破這種局面，最新頒布的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)橋梁的使用年限進(jìn)行了明確的規(guī)定，要求設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須將橋梁的耐久性考慮進(jìn)去，摒棄之前片面關(guān)注橋梁強(qiáng)度的觀念，將橋梁的耐久性作為設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素進(jìn)行把控并及時(shí)改進(jìn)，這樣才能使橋梁的耐久性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，在規(guī)定的使用年限內(nèi)不會(huì)因?yàn)槟途眯圆蛔愣霈F(xiàn)重大事故，保障橋梁的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)進(jìn)一步提高橋梁結(jié)構(gòu)的效用，發(fā)揮其在交通運(yùn)輸和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的作用有著重要意義。

2.2橋梁超載問題的優(yōu)化設(shè)計(jì)

目前，我國(guó)大多數(shù)橋梁會(huì)在運(yùn)行階段出現(xiàn)不同程度的超載問題，主要表現(xiàn)為橋梁超出使用年限而導(dǎo)致的超齡負(fù)載及車流量過大導(dǎo)致的橋梁超載。這些超載現(xiàn)象都會(huì)造成橋梁的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷，影響橋梁的整體質(zhì)量和運(yùn)行效果，大大降低了橋梁的通行安全性。針對(duì)這一問題，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合橋梁工程所處的環(huán)境、地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，準(zhǔn)確對(duì)橋梁運(yùn)行中可能出現(xiàn)一些因素進(jìn)行分析，利用先進(jìn)的科技手段對(duì)橋梁的運(yùn)行模式進(jìn)行模擬操作，以便對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行整體優(yōu)化，確保橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量可以滿足橋梁運(yùn)行的實(shí)際需求。

2.3橋梁疲勞損傷的優(yōu)化設(shè)計(jì)

動(dòng)態(tài)荷載會(huì)直接對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，給橋梁結(jié)構(gòu)帶來循環(huán)變化的作用力，再加上橋梁運(yùn)行中可能出現(xiàn)的超載現(xiàn)象，會(huì)致使橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)疲勞損傷，容易產(chǎn)生裂縫或結(jié)構(gòu)斷裂，因此，對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說在橋梁設(shè)計(jì)階段要考慮疲勞損傷引發(fā)的后果，并要結(jié)合不同結(jié)構(gòu)形式橋梁特點(diǎn)來深入研究疲勞損傷問題，通過對(duì)橋梁所在地區(qū)的車流量以及車輛特點(diǎn)進(jìn)行充分調(diào)研，掌握最準(zhǔn)確的數(shù)字，不僅考慮現(xiàn)在，還要考慮橋梁壽命內(nèi)的情況，保證設(shè)計(jì)流量能滿足該地區(qū)的最大負(fù)載量，并有針對(duì)性地對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來防止其出現(xiàn)疲勞損傷，這樣才能避免橋梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)行階段出現(xiàn)一些嚴(yán)重的后果。

2.4橋梁地基的優(yōu)化設(shè)計(jì)

地基高度的設(shè)計(jì)是否合理會(huì)影響到橋梁的整體質(zhì)量和運(yùn)行效果，是橋梁工程中的重要組成部分。因此橋梁設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)。要重視地基的高度問題，考慮到地基土層可能會(huì)因?yàn)樗鞯臎_刷出現(xiàn)下沉或者崩塌的情況，在橋梁的地基設(shè)計(jì)中，要采用封閉防水技術(shù)，盡可能提高地基的穩(wěn)定性，確保地基的使用性能不受損壞。

2.5橋梁抗震性能的優(yōu)化

橋梁作為抗震救災(zāi)的重要通道，其抗震性能必須得以提高。在設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，要注意避開地震帶和板塊活躍區(qū)，在建橋地區(qū)進(jìn)行地震動(dòng)力分析，依照動(dòng)力學(xué)原理進(jìn)行進(jìn)一步抗震鑒定，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的薄弱環(huán)節(jié)加以強(qiáng)化，增加橋梁的整體連貫性;橋臺(tái)要盡量選擇穩(wěn)定地帶，加強(qiáng)橋墩基礎(chǔ);重視施工質(zhì)量，做好細(xì)節(jié)處理，保證橋梁連接處的穩(wěn)固;必要時(shí)候要在橋梁上加設(shè)減震設(shè)施。

3結(jié)束語(yǔ)

橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，同時(shí)也是一項(xiàng)非常系統(tǒng)的工程。要想使橋梁工程具有良好的性能，需要橋梁設(shè)計(jì)師不斷的努力，不僅要求設(shè)計(jì)師掌握豐富的橋梁設(shè)計(jì)理論知識(shí)，同時(shí)，還要參與到橋梁工程的實(shí)踐中，充分積累橋梁設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。不能通過主觀臆想進(jìn)行橋梁的設(shè)計(jì)，避免因?yàn)橹饔^想法導(dǎo)致橋梁設(shè)計(jì)產(chǎn)生的問題，造成不必要的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]張沛.橋梁設(shè)計(jì)中的問題及解決對(duì)策[J].科技與創(chuàng)新，2014（8）：78-80.

[2]劉立軍.淺析公路橋梁設(shè)計(jì)中存在的問題及解決措施[J].民營(yíng)科技，2014（7）：13-15.

（作者單位：鐵嶺市交通運(yùn)輸事務(wù)服務(wù)中心）