淺析市政橋梁設計的耐久性和安全性

鄭世杰

關(guān)鍵詞：耐久性;安全性;橋梁設計

一、市政道路橋梁設計

梁橋、吊橋、板橋，浮橋是我國市政道路橋梁的主要類型。橋梁功能包括使用功能，如可以保證道路人車交通可靠、安全、順暢;河道防洪排澇保證、暢通、穩(wěn)定等;美學功能即使區(qū)域景觀效果多變、和諧、美觀;輔助功能即工程管線過河順利、安全、可修。設計師在設計市政橋梁時要從功能、美觀、以及成分等不同方面考慮。對于安全可靠性、耐久性、經(jīng)濟性、技術(shù)性等方面的考慮，堅持總體協(xié)調(diào)、以人為本、個性化。橋梁設計是建造橋梁的第一步，合理的符合原則的設計是順利完成項目的首要條件，為橋梁的施工使用維護等工作提供了依據(jù)。設計橋梁時除了從橋梁自身出發(fā)考慮，還要結(jié)合現(xiàn)有的問題做出改進。只有這樣才能更好的發(fā)展我國市政橋梁建設，更好地服務于人民。

二、我國市政橋梁現(xiàn)存問題

市政橋梁工程存在著諸多影響結(jié)構(gòu)和使用安全的病害問題，如橋體裂縫，混凝土的開裂、侵蝕以及破碎和磨損，鋼筋腐蝕等問題，隨著病害的出現(xiàn)橋梁的承載能力降低，耐久性下降進而影響橋梁使用壽命甚至引發(fā)安全問題。

1.耐久性問題

由于橋梁結(jié)構(gòu)暴露于外，很容易受到極端天氣及污染氣體的侵蝕，橋梁的主要材料是鋼筋和混凝土，在實際的使用過程中易受到環(huán)境等客觀因素的影響，損害橋梁表面構(gòu)造，長此以往會導致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂，降低使用壽命。其次是橋梁結(jié)構(gòu)材料的老化問題，材料的老化會導致橋梁出現(xiàn)不同程度的疲勞變形現(xiàn)象，如果相關(guān)工作維護不及時，會進而導致橋梁結(jié)構(gòu)的承載力降低、耐久性下降等諸多問題。

2.安全問題

造成橋梁安全問題的原因主要有設計理念落后、未來交通量預測不準確、施工技術(shù)水平低、橋梁養(yǎng)護工作不到位和超載等。設計師進行橋梁設計時，不能根據(jù)具體實施條件進行設計，對影響橋梁結(jié)構(gòu)承載力的因素考慮不足，在這種理念下建造的橋梁會出現(xiàn)遠期承載能力不足，存在安全隱患等諸多問題;橋梁施工過程中，施工單位施工技術(shù)水平低，相關(guān)的工藝流程就無法得到有效保證，先進的橋梁施工理念貫徹度比較差;橋梁運營期間，如維修養(yǎng)護工作頻率低，橋梁養(yǎng)護工作無法得到有效保障，也會給橋梁的結(jié)構(gòu)安全性埋下不同程度的隱患;我國道路運輸中的超載現(xiàn)象仍較為普遍，超過設計標準的軸重可能會加速橋梁的疲勞甚至直接導致橋梁結(jié)構(gòu)破壞，安全事故屢有發(fā)生。

三、改進措施

1.改進設計建設理念

一般市政橋梁的設計理念往往趨向于靜態(tài)設計，即按照橋梁工程在建設完成時所要求具有的承載能力和力學性能來開展設計。而橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)的物理力學性能隨時間而下降的趨勢和速率幾乎不被重視，也難以被量化。因此，在橋梁設計建設工作中，應建立一套全壽命周期的維護系統(tǒng)，從設計時即將橋梁的地質(zhì)條件、設計載荷、使用年限、樁基形式、路面結(jié)構(gòu)等可以量化的指標輸入集成的系統(tǒng)，以便在運營期內(nèi)建立起良好的動態(tài)監(jiān)測養(yǎng)護機制，形成全生命周期的動態(tài)維護過程。

2.加強設計前期準備工作

在橋梁工程的設計工作之前，勘察設計工程師應當對擬建橋梁區(qū)域展開地質(zhì)勘察作業(yè)，明確該地區(qū)的地質(zhì)地形情況、地下水賦存情況、氣候變化等因素。開展橋梁設計時應當充分調(diào)研當?shù)氐慕?jīng)濟社會條件，做出有效的交通量預測并考慮當?shù)爻蕹d發(fā)生頻率，同時將橋梁的后期維修保養(yǎng)以及可能出現(xiàn)的各種潛在風險列入到設計的考慮范圍之內(nèi)，提出可行性較強的解決方案，這樣可以很大程度改善橋梁的設計針對性，因橋施策，避免千篇一律。

3.加強針對性設計

加強針對性設計主要指重視對橋梁的動荷載、動靜荷載組合、超載等對橋梁結(jié)構(gòu)造成的疲勞損傷的設計研究，通過對以上因素的全面分析，合理設計橋梁的具體結(jié)構(gòu)形式，適當采用減震機構(gòu)減輕橋梁關(guān)鍵部位受到的沖擊影響。充分考慮橋梁的超載現(xiàn)象和未來發(fā)展趨勢，根據(jù)不同的影響因素采取不同的處置措施。

4.充分考慮施工技術(shù)和后期養(yǎng)護

橋梁設計時應充分考慮到現(xiàn)階段的施工和管理水平、材料工藝水平，針對不同的環(huán)境和使用條件，采用適當?shù)陌踩群瓦m當?shù)脑O計方法，通過合理的結(jié)構(gòu)布局和構(gòu)造細節(jié)設計、增加材料的抗?jié)B性、抗腐蝕性等措施，防止不利環(huán)境對結(jié)構(gòu)的影響，避免病害的發(fā)生，并考慮后期養(yǎng)護，強調(diào)結(jié)構(gòu)“易查易修”。設計工程師應通過對施工、運營、維護等因素綜合考慮的基礎上，運用室內(nèi)模型試驗和數(shù)值模擬計算來進行驗證，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性達到遠期規(guī)劃目標。

總結(jié)

當下時代，耐久性和安全性是市政道路橋梁問題改進的重點工作，安全耐用的道路橋梁使得人民出行更加便捷，對企業(yè)經(jīng)濟效益的提高起著保障作用，從而促進我國的經(jīng)濟發(fā)展。因此，應對我國市政道路橋梁設計存在的問題進行分析，針對不同問題對癥下藥，提出行之有效的解決對策，不斷提高橋梁工程設計水平，改善現(xiàn)狀，進一步促進我國市政道路橋梁的發(fā)展。

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