前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇橋梁的設計要求范文,相信會為您的寫作帶來幫助,發現更多的寫作思路和靈感。
橋梁主要是在道路遇到河流、深溝等障礙時發揮跨越障礙、連接道路的作用,是確保道路通暢的重要基礎設施。簡支橋梁作為應用時間較早、應用范圍較廣的一種橋梁類型,具有橋梁結構受力明確以及施工簡便等諸多優點,而加強對簡支橋梁主要結構、基本要求以及設計要點的分析和研究,對提高簡支橋梁設計和建設質量有著重要意義。
1簡支橋梁的主要結構
1.1橋梁上部結構
簡支橋梁的上部結構(圖1所示)主要是指橋跨結構,其作用一方面是跨越河流、山谷等各種障礙,另一方面則是直接承受行車等橋梁荷載的結構,并通過橋梁支座等結構將承受的荷載傳遞到橋梁下部結構,從而確保簡支橋梁在相關標準和規定范圍內能夠安全、正常運行。
1.2橋梁下部結構
橋梁下部結構的組成部分主要包括橋墩、橋臺和橋梁基礎等結構。橋墩和橋臺的作用一方面是支撐橋跨結構,另一方面還負責將橋跨結構承受荷載向下傳導,其中,橋臺結構主要是設置在橋梁的兩端,除了需要支撐橋跨結構以外,還起到連接道路與橋梁的作用,而橋墩結構主要是布置在橋臺結構的中間以及橋跨結構下方,橋墩結構的數量可以根據現場實際情況進行合理規劃,在條件允許的情況下甚至可以不設置橋墩結構。橋梁基礎結構主要是橋梁墩臺下端連接的結構,是簡支橋梁最為關鍵的結構之一,也是工藝最為復雜、施工難度最大的橋梁結構之一,基礎結構的建設質量直接關系到橋梁墩臺的穩定性以及橋梁運行的安全性。
1.3橋梁支座結構
橋梁支座結構是設置在橋梁墩臺與橋跨之間的區域,一方面起到連接橋跨與橋梁墩臺的作用,另一方面則是滿足橋跨的正常位移和轉動需要。除了以上這些橋梁結構以外,簡支橋梁還包含伸縮縫、橋頭搭板以及導流結構等組成部分,而這些橋梁附屬設施的作用主要是進一步提升簡支橋梁的運行安全性和穩定性。
2簡支橋梁設計的基本要求
2.1橋梁使用方面的要求
橋梁的承載能力是橋梁使用方面的基本及核心要求之一,不僅需要根據行車以及行人流量的預估數值合理規劃橋面寬度,并考慮到橋梁通行安全性以及橋面排水能力,還需要對一段時間內橋梁車流量的增長情況進行分析和考量,如果簡支橋梁設置在河流上,還需要綜合考量到河道通行的需要。
2.2橋梁設計方面的要求
橋梁設計方面的要求,一方面是在設計過程中盡量使用先進的設計理念和設計方法,從而最大程度的確保簡支橋梁的施工安全性以及運行穩定性,另一方面,在施工材料、施工設備以及施工工藝的選擇方面,也應盡量使用新材料和先進、成熟的技術工藝,確保橋梁各個結構的生產能夠達到相應的標準和要求,并保證簡支橋梁建設進度和建設質量能夠達到預期標準,實現簡支橋梁經濟效益和社會效益的提升。
2.3經濟方面的要求
簡支橋梁設計過程中所要考量的經濟方面的要求,其一,是指要重視并加強橋梁工程建設的經濟性,比如,通過合理利用施工現場地形特點、優化橋梁設計方案以及盡量在施工現場附近獲取原材料等措施,最大限度的降低橋梁工程的總造價。其二,還需要考慮到橋梁工程施工過程中可能對周圍環境以及交通帶來的影響,一方面應降低橋梁工程施工造成的生態環境污染以及噪音污染,從而減少施工完成后的環境恢復支出費用,這不僅需要考量到施工工藝選擇以及施工方案設計等多個方面,還需要建立科學、完善的自然生態環境監測體系以及保護方案;另一方面則需要通過規劃針對性的應對和處理方案,盡量減小橋梁工程施工對周圍交通帶來的影響和阻礙。
2.4美觀方面的要求
隨著人們經濟水平以及生活質量的提升,對美的事物有了更高的追求,所以,簡支橋梁設計過程中也應考量到美觀因素,這并不意味著設計人員需要對橋梁外觀進行奢華的裝飾或夸張的設計,很多時候越是簡單、淳樸的事物,越容易讓人們體驗到美的感受。對于橋梁而言,美觀性一方面體現在橋梁與周圍環境的融合,從而讓人們感受到特殊的韻律感、秩序感以及和諧感;另一方面主要是通過對材料的合理選擇以及對色彩的合理搭配,給予人們簡潔、清爽以及穩固等視覺感受,但是,無論如何追求橋梁的美觀性,都應在滿足橋梁功能需要、通行安全性需要以及運行穩定性需要的基礎上開展。
3簡支橋梁設計的要點分析
3.1橋梁設計計算環節
計算環節是簡支橋梁設計的關鍵環節,對橋梁設計的科學性以及可行性有著重要影響。首先,需要根據橋梁使用需求以及現場實際情況,了解簡支梁的受力情況(圖4所示)對橋梁各結構的尺寸等數據進行假設。其次,相關技術人員需要根據假設的橋梁各結構尺寸,對橋梁行車道板、主梁、橋梁支座以及橋梁基礎等結構的剛度以及穩定性進行分析和計算,從而通過計算結果反向分析假設的橋梁結構尺寸是否科學、合理,如果未通過驗證,則需要對橋梁結構假設數據進行調整或重新擬定,然后再次進行計算和分析,直至橋梁各結構假設數據通過驗證。
3.2簡支橋梁設計錯誤容易出現的缺陷
簡支橋梁表層缺陷包括蜂窩、空洞、表層脫落等幾種,其一,橋梁表層蜂窩缺陷,可能是由于橋梁設計存在鋼筋布置過密或者混凝土原材料中的粗骨料粒徑過大而導致的;其二,橋梁空洞缺陷,其產生原因可能是由于橋梁設計中選用的鋼筋不合理,或者在橋梁施工過程中存在混凝土振搗工作不充分以及存在漏漿等情況時,也會導致橋梁表層存在空洞缺陷。其次,裂縫也是簡支橋梁較為常見的結構缺陷,包括橋梁部位經常出現的網狀裂縫、下緣受拉區裂縫、腹板豎向裂縫以及斜向裂縫等,大致可分為溫度引發的裂縫以及荷載引發的裂縫。其產生原因:其一,可能是由于混凝土配合比設計存在不足,其二,可能是在橋梁設計過程中對橋梁結構受力分析結果與實際受力存在較大差異,從而導致橋梁結構的安全系數較低。第三,伸縮縫也是因簡支橋梁設計錯誤而出現的常見缺陷之一,主要包括鋼板伸縮縫、橡膠伸縮縫以及彈性體伸縮縫等幾種,而引發伸縮縫缺陷的設計錯誤因素,一方面可能是由于橋梁設計方案中橋面板端的剛度不足,以及伸縮縫裝置剛度或錨固構件的強度不足而導致的,另一方面可能是由于橋梁設計過程中相關技術人員對伸縮量的計算存在較大誤差,或者對于后澆筑填料的選擇方面存在不合理之處,這些橋梁設計錯誤都有可能導致簡支橋梁出現伸縮縫缺陷,并對橋梁的整體安全性和穩定性帶來極大影響。圖2為簡支梁伸縮縫施工。
3.3重視并加強簡支橋梁抗震設計工作的開展
抗震設計水平對簡支橋梁通行安全性以及運行穩定性有著重要影響,而地震設計烈度的變化以及地質類型的不同不僅會使工程造價出現較大的波動,也會對橋梁抗震設計難度帶來一定的影響,所以,簡支橋梁建設地點應盡量避免選在易液化土層區域,而且,連續梁橋就抗震性能而言是要優于簡支梁橋的,但具體選用那種類型的梁橋,還需要從工程整體層面和實際需要進行考量,本文主要對簡支橋梁的抗震設計進行簡單闡述。簡支橋梁震害表現可以大致分為三個部分,其一,橋梁上部結構震害表現,主要包括梁結構的錯位和滑落,但梁結構本身出現損害的幾率較小,也有可能出現橋梁支座上的錨固結構出現剪斷等現象,以及橋梁上部結構出現混凝土開裂或剝落等情況。其二,橋梁下部結構震害表現,主要體現在橋墩柱體出現彎曲、殘缺等破損現象,或者橋梁的下部各連結結構出現斷裂等損壞。其三,橋梁墩臺基礎結構震害表現,主要包括墩臺基礎結構出現位移、下沉等情況,而這些情況都會對橋梁墩臺以及橋梁上部結構帶來極大的影響或破壞,比如,梁結構錯位、滑落以及橋墩柱體彎曲等問題都可能因墩臺基礎的震害表現而發生。在開始橋梁抗震設計之前,不僅需要地質勘探團隊對施工現場地質情況進行全面、細致的勘察,還需要對當地歷年來的地震發生頻率以及震級等資料進行收集和分析,從而為簡支橋梁抗震設計工作提供詳細、可靠、全面的參考數據。在橋梁抗震設計過程中,相關設計人員不僅需要合理選用計算模式對縱橋向、橫向以及豎向地震作用進行計算,設計人員還應通過結構設計優化等途徑,提高簡支橋梁的抗震性能,比如,對橋梁各處的連接結構進行適當增強,并加強橋梁結構的整體性,同時,對橋梁支座結構設計進行調整和改進,最大限度的避免梁結構滑落情況的發生,而墩臺基礎結構的優化,是橋梁抗震設計的關鍵環節之一,因為橋梁結構的破壞程度往往會因墩臺基礎的震害問題而擴大,這就需要綜合考量施工現場地質情況、橋梁總荷載需要以及抗震需要等方面,對墩臺基礎結構(如圖3所示)進行科學設計以及適當加強,從而提高簡支橋梁的整體抗震性能。
3.4簡支橋梁設計應重視橋梁結構體系的完善
隨著城市建設步伐的深入,部分橋梁設計人員為了迎合城市整體設計以及市場的需要,往往過于追求橋梁設計的美觀性和景觀效果,不僅在一定程度上提升了橋梁工程的建設成本以及建設難度,還會對橋梁結構的安全性產生一定的影響。所以,橋梁設計人員應重視橋梁結構體系的科學與完善,應在確保橋梁結構設計安全性以及耐久性的基礎上,對橋梁結構的布局及其細節之處進行合理調整和改動,除此之外,橋梁設計人員還應考量到橋梁正式運行后的檢修維護需求,從整體角度對橋梁結構進行規劃和設計,盡量避免對橋梁投入運行后的檢修和維護工作產生嚴重影響及阻礙,從而最大限度的減少簡支橋梁設計的質量和安全隱患。
3.5簡支梁設計需重視設計管理工作
從上述內容可以看出,簡支梁目前已經成為了一項較為常見的結構,簡支梁設計至關重要。所以在簡支梁設計過程中,還需要重視設計管理,具體應做好以下幾個方面:首先做好設計準備工作。設計人員應做好設計前的準備工作,建議設計人員應到現場進行實地勘察,了解所在區域環境燈。其次在具體的簡支梁設計過程中,設計人員還應綜合考慮其它因素,具體包括公路功能、抗洪防災要求、通行能力等,對簡支梁進行綜合設計,保證簡支梁選線合理,合理跨徑,既要滿足通航規劃要求,還要滿足橋梁的美觀性要求。對于大橋橋位,原則上應與河道保持垂直,或者使得大橋能夠直接跨越河道,對于簡支梁橋,為了避免影響影響簡支梁橋的美觀性,橋墩數量設置應適宜,避免過密。對于中橋喬位,原則應根據橋梁路線總方向進行設計,遵循經濟性原則,盡量不與河流進行斜交,如果出現橋梁斜交,那么應嚴格控制角度,一般不大于30度。對于小橋涵的橋位,原則上同樣要按照總路線走向進行設計,如果在具體的設計過程中,發現會不利于施工的地質水文條件,也不允許隨便改變路線,需要采取適宜的措施,加以解決。小橋涵跨徑應科學、合理的設置,應滿足河道泄洪的要求,因此需要根據實際情況而定。
結語
總而言之,隨著國民經濟的飛速發展,對交通系統的需求以及要求在不斷提升,橋梁作為交通系統的重要組成部分,其設計水平和建設質量逐漸受到了社會各界越來越多的關注和重視,而加強對簡支橋梁設計要點的研究,并促進簡支橋梁設計水平的提升,不僅有助于實現橋梁工程建設工作的順利開展,對我國交通行業的健康發展也有著積極的推動作用。
參考文獻
[1]劉偉,趙偉,唐章翔.簡支大跨鋼-混組合梁橋設計[J].城市道橋與防洪,2019(10):46-49+10.
關鍵詞:互通區;小半徑曲線橋梁;設計方法
我國各城市人口及車輛呈逐年上升趨勢,這對城市出行交通造成了極大的壓力。在交通量集中的交叉路口設置互通式立體交叉,是減緩交通擁堵的有效方法。受到互通區規模的限制以及定向匝道設計要求等,小半徑曲線橋成為一種普遍存在的結構形式。
1、什么是互通區小半徑曲線橋梁
所謂的互通區小半徑曲線橋梁主要指的是橋梁互通區域內橋平面線呈某一種曲線形狀的橋梁。一般從橋梁的平面線形來看,互通區小半徑曲線橋梁大多數位于橋梁曲線的圓點之上,而少部分橋梁也會位于緩和曲線上。另外,互通區小半徑曲線橋梁一般分為扇形曲線橋梁與斜交曲線橋梁兩種。但由于斜交曲線橋梁設計施工工藝較復雜,因此目前國內城市建設中多數采用扇形曲線橋梁設計方案。
2、互通區小半徑曲線橋梁的設計原則
一般來說,無論是城市中哪種橋梁的設計,都必須首先考慮橋梁所能承載的車流量負荷,而對于互通區小半徑曲線橋梁設計,更應該將對車流量的承載能力作為首要的考慮條件以及橋梁設計的基本原則。
首先,在設計中要求互通區小半徑曲線橋梁的設計與車流量、車速及區域環境因素相匹配。例如:對地理環境及地下水質等條件相對較好的區域,在設計時就可以適當地提高要求,從而使車輛通行時能夠提高車速。而對于地質環境及其它因素較差的區域,則要適當地降低要求。另外,與車輛行駛速度快慢的直接關系因素在于匝道的形式和立交橋的形式,因此在設計中要根據區域車輛行駛的環境因素進行考慮。例如:如果在設計中采用定向連接設計或半定向連接設計時,則車速可以高一些。而在設計中采用環形匝道設計時,則外環道的車速可以高一些,而內環道的車速則要低一些。
其次,在互通區小半徑曲線橋梁的匝道交通量的設計中,要充分考慮到城市未來建設的發展能力以及交通量的增長來進行分析。同時,匝道交通量的設計還應該根據交通工程學的設計原理,對互通區橋梁地理位置進行調查、取證、分析,并建立初步的橋梁設計模型,以便更加準確地計算出未來橋梁使用年限內對平均交通量的承載能力。
最后,對于互通區小半徑曲線橋梁的設計中要充分考慮到通行能力與公路技術、交通環境、交通管制因素等。并且橋梁匝道外的車輛承載能力直接受車道數量、交織路段長度、匝道口與主線或被交線連接處的能行能力等因素影響。因此在互通區小半徑曲線橋梁設計時必須要對各類因素進行綜合性的分析及計算,保證互通區小半徑曲線橋梁設計的合理性。
3、互通區小半徑曲線橋梁設計方法
互通區小半徑曲線橋梁設計是滿足市政建設及車流量順利通行的基礎,因此在設計時必須遵照一定的設計方法。
3.1、混凝箱梁的控制設計
互通區小半徑橋梁一般采用20m以下的配跨設計,上部結構通常為混凝土現澆箱梁。在整個小半徑曲線橋梁設計中,依照橋梁設計主體的規劃需求,對橋梁的混凝土箱梁實行控制設計是十分必要的。為了保證橋梁設計時混凝土箱梁控制設計得到有效的應用,就必須首先對其橋梁的支座模式進行優化和設計,從而保證整個設計的合理性。例如:支座形式及設計如果達不到要求或是不合理的情況下,在外界溫度上升時,支座的摩擦約束力及重力作用會直接導致整個橋梁體的移位,甚至會因移位幅度較大而發生橋梁倒塌事故。另外,如果在設計中橋梁墩座的形式和支座設計不合理,則會導致橋梁因長時間受力造成過早破壞的現象,從而引起橋梁整個墩座的裂痕,造成不必要的損失。因此可以說,小半徑曲線橋梁混凝土箱梁的控制設計是負載作用下橋梁承重能力的重要保障。
3.2、主梁扭轉控制的設計方法
對于互通區小半徑曲線橋梁中的主梁扭轉控制設計中,首先要認清曲線橋梁設計與直線橋梁設計之間所存在的巨大差異。通常在直線橋梁設計中,由于其受到的主梁自重影響較大,且時受到預應力鋼束的制約,從而使主梁扭轉變形的扭矩在一定程度上能夠得到很好的控制。而對于曲線橋梁的主梁設計而言,由于受到與其相關的各種因素影響,在主梁扭轉變形的環節中對扭矩無法實現很好的控制,進而影響橋梁工程的施工。隨著橋梁建設事業的發展以及對曲線橋梁設計的不斷分析與研究,在主梁扭轉控制中應采用梁端部支柱橫向受力的設計方法,并且根據曲線橋梁設計中的特殊性采用相應的對策,進而全方位提升互通區小半徑曲線橋梁的承載能力。
3.3、受力系統的設計方法
在互通區小半徑曲線橋梁設計中,受力系統的設計是十分重要的。曲線橋梁各種受力作用的設計是保障整個橋梁設計優化,提高橋梁整體結構深化應用的基礎條件。首先,在設計中通過對曲線橋梁扭轉剛度的控制來保證橋梁變形狀態穩定性及受力狀態的優化,并且通過對橋梁扭轉剛度的控制不保證其對抗彎曲剛度的控制,進而保證受力系統優化設計的有效進行。另外,在受力系統設計中,配筋設計環節的優化是尤為重要的。它主要是通過對受力鋼筋以及抗扭曲鋼筋的有效利用來實現對曲線橋梁截面的主拉預應力的控制,進而保證橋梁受力系統的均勻性。
3.4、橋梁系統優化設計方法
在互通區小半徑曲線橋梁的設計中,要實現對車流量負載的有效控制,從而一方面可以滿足車輛通行需求,另一方面可以滿足城市經濟建設發展的需求。另外,在橋梁系統優化設計中,要根據交通工程學的設計原理,對車流量的平均負載進行計算,并制定出有效控制的方案。同時,在橋梁系統設計中,要充分利用通信系統,進而實現對交通運行條件、技術條件及管理條件的優化。最后,在橋梁系統優化設計算計中,要對橋梁系統進行綜合的測試及評定,從而實現橋梁系統中各環節的統一協調。
結語:綜上所述,互通區小半徑曲線橋梁的設計對提高的城市車輛通行能力以及橋梁承載能力都是十分重要的保證。因此,在對互通區小半徑曲線橋梁進行設計時,要根據其具體的設計要求以及其它相關聯的因素進行設計方法的分析及制定,以最大限度保證曲線橋梁設計的實效性。
參考文獻
[1]馮興奎.試論互通區小半徑曲線橋梁設計[J].《科技致富向導》, 2011(03).
【關鍵詞】橋梁設計;安全性;改進措施;結構
經濟建設的不斷發展與完善,推動了交通建設行業的發展,人們在不斷提高經濟效益的同時,更加關注橋梁建設的質量,尤其是近年來,隨著道路橋梁建設“安全事故”的不斷發生,使我國對于橋梁建設規范性的標準又有了新的認識,并不同程度上調整了橋梁建設結構的標準,針對橋梁建設涉及到的各要素也規定了新的要求及標準。真正意義上從客觀實際出發,力求在保障施工進度的同時,完善施工質量,保證橋梁的耐久性以及結構性都完全符合國家的標準要求,針對其特殊工藝可以采用特別的施工標準,從整體布局出發,充分考慮橋梁結構建設的周邊環境,影響因素,將一切可控因素都做詳細的調查分析,作為橋梁設計者要不斷的提高專業知識的學習,實戰經驗,在設計中從客觀實際出發,絕對不能天馬行空,肆意想象,這樣設計出來的橋梁結構不單不能運行于實際的施工中,更加會影響橋梁建設的工期,最終耗費大量的人力、物力、財力。
1 我國道路橋梁設計的狀況
現如今經濟的發展帶動著生活水平的不斷提高,對于道路橋梁建設質量也有了新的認識與了解,對于建筑橋梁建設者而言,更是一種全新的挑戰。如何在道路橋梁設計中不斷提高其設計的實際能力就成為了當今道路橋梁設計重點解決的問題之一。與此同時,對于道路橋梁使用的材料、施工工藝及橋梁的抗耐壓力也提出了更加嚴格的標準與要求,此外,在進行橋梁設計的同時還要考慮到實際建設過程中的外在環境,充分將設計原理運用到實際的道路橋梁施工中,要從客觀實際出發,只有這樣橋梁道路設計才有了它的實際意義。各個學科的不斷滲透,道路橋梁設計也有了新的規范和標準要求,所以對于道路橋梁施工人員要不斷的加以培訓,提高他們對專業知識的學習與掌握,不斷引進新的思想和技術手段,加強其橋梁設計創新以全面適應時代社會發展的需要。因此,科學合理的橋梁結構設計不僅僅要滿足橋梁設計的規范要求,還要將橋梁設計與實踐相結合,豐富設計人員的實踐經驗與在施工中的設計手段,更好的促進橋梁建設的發展。
2 影響橋梁設計安全性的因素
2.1 結構體系設計不合理
結構體系設計作為橋梁設計的重要組成部分,在整個橋梁建設中起著決定性的作用。結構設計的好與壞,相關規范設計參數,可靠性性能指標都必須在規定的范圍內進行結構體系設計,但在結構設計的同時還要注重結構材料的質量以及使用性能,外部結構構成等要素,這也是決定結構耐久性的主要因素,可在實際設計中,設計人員卻往往忽略這方面的構成要素,有的甚至是由于人為的設計因素,最終導致結構設計的不合理,所以在進行結構設計的同時,必須將圖紙進行嚴格的審查,保證設計過程中的每一個細節都能在圖紙上有所體現,當發現問題時要給予一定的解決,絕對不能因局部壓力過大而產生結構體系質量問題的出現。
2.2 結構構造的體系和設計理論還不夠完善
在橋梁的設計領域,尤其是有關橋梁設計與使用期的安全性問題依然存在很多需要改善的地方。一般來說,橋梁的結構設計最主要的任務就是選擇一個經濟化、合理化的方案,然后就是結構構件與分析和連接設計,并必須采用規范規定的可靠性指標和安全系數來保證橋梁結構安全性。
然而,許多橋梁設計人員僅僅只保證規范對橋梁結構的強度在計算上滿足安全度的需要,卻不重視從結構構造、結構體系、結構維護、結構耐久性、結構材料以及從設計與施工到使用的整個過程里出現的例如人為錯誤這些方面來保證和加強橋梁結構的安全。在橋梁設計過程中,某些計算圖式與受力路線不太明確,從而造成了橋梁的局部受力大;某些混凝土的強度等級太低、鋼筋直徑太細、構件截面太薄、保護層的厚度過小;某些結構的整體性與延性不足、冗余性太?。贿@些問題都大大的削弱了橋梁結構的耐久性,從而嚴重地影響了結構安全性。目前存在大量的橋梁在設計規范上滿足了強度的要求,但是卻只用了不到十年就由于耐久性存在問題而影響了橋梁的結構安全。橋梁結構的耐久性是在橋梁設計中最實在,最需要解決的安全問題,因而要在設計時從構造、材料各個角度來采取一系列措施達到加強結構耐久性的目的。
不一樣的環境與使用條件、不一樣的設計對象在結構體系上都會有不一樣的布局與構造的要求。因而規范無論多么具體也不能羅列全部的本來應該由橋梁設計人員去解決的各式各樣的問題,而且規范也無論如何都無法適應新認識、新材料、新技術高速發展的條件下對橋梁的結構上提出的新的其它要求。所以,既合理又可靠的橋梁結構設計不但應該符合規范的要求,還應該要求橋梁的設計者對橋梁結構本性有豐富的經驗、正確的認識和十分準確的判斷。
3 橋梁設計應重視的問題
3.1 必須更加重視橋梁結構耐久性
一直以來,設計者都偏重結構的計算方法有關的研究,卻缺乏對總體的構造與細節的處理方面該有的關注。然而橋梁的結構耐久性設計和常規的橋梁結構設計區別很大,所以目前還要努力把對結構耐久性從定性分析向定量分析發展。
3.2 要重視橋梁超載的問題
一方面,橋梁的超載可能會引發一些疲勞問題;另一方面,因為超載而造成的對橋梁內部的損傷是不能恢復的,這會讓橋梁工作狀態在正常的荷載下也會發生變化,從而危害橋梁的耐久性和安全性。所以不僅交管部門需要加強管理外,我們也需對由于超載而引起的后果進行相關研究、分析。
3.3 設計時要考慮到公路橋梁超載問題
公路橋梁超載現象可以說是普遍存在的,一方面可能因為橋梁使用時間長,本身強度下降,致使承載能力下降;另一方面則是設計者在設計時低估了當地的交通環境,致使公路橋梁在使用時嚴重超載,與原設計相差甚遠。公路橋梁一旦超載使用,將會產生嚴重的難以修復的內部損傷,即使嚴格控制了公路橋梁承載量,橋梁內部發生的變化也是難以恢復的。如用混凝土制造的公路橋梁在一段時間內的超載后會發生開裂現象,在限定車流量、對裂縫進行修復后,橋梁內部的損壞也已經減小了彎矩,致使橋梁強度發生降低,事實上公路橋梁的承載量已經降低了。
3.4 做好調查研究內容
為了增加公路橋梁的安全性和耐久性,設計單位在拿到指標后,應立即組織隊伍對當地的地質環境、人文環境等進行考察,得到所建公路橋梁的資料,設計出符合橋梁要求的參數和方案,對路線比較長的公路橋梁,一定要高度重視橋梁的耐久性,用更科學、更具有實用性的方法做出設計方案。
4 結束語
公路橋梁的設計存在問題會嚴重影響人身安全與財產安全,因此對公路橋梁的設計一定要予以重視,尤其是設計者一定要把在施工過程及投入使用后可能出現的狀況考慮完全,設計出更具有使用性能的公路橋梁,嚴格要求施工人員使用符合標準的建筑材料,為促進公路橋梁建筑工程的可持續發展提供保障。
參考文獻:
[1]郭艷玲,于英梅.我國橋梁設計中存在的具體問題分析[J].中國科技博覽,2010(17).
關鍵詞:公路橋梁設計;設計要點;主要問題;思考
我國公路工程建設規模的發展不斷壯大,各種公路工程施工任務漸漸增多,人們對公路橋涵結構的標準化技術研究和設計的熱情也日益高漲,繼而公路橋梁工程的建設也顯得越來越重要。公路橋梁的設計好壞直接關系到橋梁的安全性和耐久性在公路橋梁設計研究地過程中出現地各自為政、以我為標的局面不僅造成了大量的人力資源浪費,也給公路橋梁的系統性養護管理造成了困難,所以亟待解決。
1 公路橋梁設計要點
1.1 橋梁設計與環境配合
尤其要注意在山區橋梁的建設中與環境的配合,隨著橋梁樁基礎的樁基的成孔技術和手段越來越為豐富,工程成本越來越小,工程質量越來越高,在公路橋梁的廣泛應用,特別是在強度高且并不透水的地質條件下,挖孔樁已被廣泛應用,因此梁式橋梁選擇基礎方案時慎用擴大基礎。
1.2 對高速公路橋梁設計的一般要求
對于大跨徑橋梁,采用預應力混凝土連續梁,在橋位基本確定本著因地制宜,設計師應在綜合比較的基礎上結合橋梁周邊地質等因素選橋型方案。應嚴格遵循的主要原則是在滿足橋梁使用功能要求下力求,橋梁造型新穎合理,特別要注重墩高與橋跨的周圍整體景觀相互協調;橋梁設計在滿足造價預算的前提下應盡量滿足結構整體性好的橋型;盡量做到應選用技術成熟結構,標準化施工,快速簡便的橋型方案,保證橋梁早日順利投入使用。
1.3 高速公路橋梁上部設計的基本原則
從上部和下部設計兩方面進行上部設計,應注重合理構造和設計。主線橋梁單孔跨徑的橋梁,一般可采用預應力混凝土結構;其余跨徑的橋梁宜采普通鋼筋混凝土結構。單孔跨徑以下宜采用其他連續結構,對于跨河橋梁盡量采用先簡支后連續結構,對于山區內中支架現澆難度較大的問題等跨徑的大橋,因受現澆難度非常大,也宜采用預制結構。
1.4 橋梁下部結構設計
下部結構應能滿足上部結構對支撐力的要求,同時在外形上要做到與上部結構相互協調、布置均勻。
1.5 設計應考慮的一些細節問題
高速公路橋梁設計除了應遵循的一般性要求和基本原則外,還具有與一般橋梁設計的差異之處,設計中為避免在施工和運營階段,應強調支座安放必須水平,防止主梁沿支座產生不可恢復位移,施工應保證支座要水平放置。
2 現行公路橋梁設計存在的主要問題
2.1 方案設計的不合理性
在橋梁設計領域關于橋梁施工和使用期安全性的問題存在不少需要改進的地方,許多結構設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要,而忽視經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。有的結構整體性和延性不足,冗余性?。挥械挠嬎銏D式和受力路線不明確,造成局部受力過大;這些都削弱了結構耐久性,會嚴重影響結構的安全性。
2.2 公路橋梁工程設計水平較低
國內外多座橋梁的突然破壞與倒塌,已使工程界對橋梁安全極為重視,大家一般會認為事故主要是野蠻施工和管理腐敗所導致。
2.3 設計理論不夠完善
結構設計的首要任務是選擇經濟合理的結構方案,其次是結構分析與構件和連接的設計,并取用規范規定的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。目前國內的設計可視為靜態的設計,它只定義了設計建成時刻結構具有的工作能力和性能,只考慮了建造成本,卻忽視了營運期的維護成本和與使用壽命相對應的成本效益。
2.4 設計人員對結構設計缺乏充足的經驗
不同的環境和使用條件、不同的設計對象都會對結構體系提出不同的布局和構造等方面的要求,不少橋梁雖然滿足了設計規范的強度要求,僅用了五年到十年的時間就因為耐久性出了問題影響結構安全,結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題,設計時要從構造、材料等角度采取措施加強結構耐久性。因此這就還要求設計人員具有對結構本性的正確認識、豐富的經驗和準確的判斷。
3 對公路橋梁設計的思考
3.1 橋梁安全性、耐久性差的主要原因
橋梁的安全性和耐久性是橋梁設計者永遠追求不變的宗旨。所謂安全性是指結構防止破壞倒塌的能力,主要體現在結構構件承載能力和結構的整體牢固性上。耐久性是指結構抵抗外界環境、有害化學物質侵蝕的能力。近些年來,國內發生不少橋梁倒塌的嚴重事故,很多事故是因為設計不規范或施工不注意質量控制造成的。
3.2 提高安全性,耐久性的措施
從思想上強化責任,要求,建立、完善公路橋梁設計責任體系,落實安全生產責任機制,強化責任意識,層層落實責任,確保橋梁設計責任到崗、責任到人,按屬地管理原則加強安全監管,敦促公路橋梁的建設、改造、養護等相關單位履行好企業主體職責,確保橋梁安全。重視汽車超載問題,在設計過程中,科學使用材料:鋼筋混凝土的質量和合理使用對橋梁的安全性具有極其重要的作用。提高對橋梁結構耐久性設計的重視程度,只有切實提高對橋梁耐久性設計的重視,才能有效避免此類現象的發生,并且有效提高橋梁的使用壽命。重視橋梁疲勞損傷問題的研究,應積極借鑒歐美等先進國家的做法:我們的工程設計人員應該博采眾長,取長補短,積極借鑒國外的經驗和成果,避免走彎路,從而提高我國公路橋梁建設的成效,使之可以跨入一個新的臺階。
4 結語
展望我國公路建沒的前景將是一片繁榮,因而橋梁新建、改建、加固的任務依然很重。而橋梁設計需要設計人員具有豐富的理論知識,并且盡量避免主觀經驗因素對設計的影響,橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題,應積極借鑒國外成功的經驗和做法。設計人員應當堅持技術創新和可持續發展,總結經驗,正視不足之處,并能認真解決公路橋梁建設中所存在的問題,除了注重設計建成時具有的工作能力和性能外,還應該更為重視營運期的維護成本與使用壽命相對應的成本效益,并且加強從橋梁設計理念、結構體系和構造的角度做好耐久性的設計。在設計過程中,還要善于結合工程實際分析問題、解決問題,根據場區的地質狀況以及樁基本身的各項指標,運用合理的計算分析手段,準確地確定樁基承載力,以達到經濟、安全的設計效果。
關鍵詞:公路橋梁;設計;安全性;耐久性
中圖分類號:X734文獻標識碼: A
公路橋梁設計中的結構安全性和耐久性已經成為公路橋梁設計中急需解決的問題,因此要加強對公路橋梁設計中的結構安全性和耐久性的研究,以求能夠提高公路橋梁設計中的結構安全性和耐久性。
一、關于公路橋梁設計中安全性和耐久性存在的問題分析
1.公路橋梁設計不合理
(1)需要承認的是,在公里橋梁的設計中,我國橋梁設計人員仍有很多需要改進的地方。部分設計人員缺乏實踐經歷,他們雖然有一些理論知識,但考慮問題時不夠全面,設計的公路橋梁不夠科學或者缺乏實用性。很多公路橋梁的設計人員雖然普遍都比較重視公路橋梁結構強度的安全性,但往往忽略了公路橋梁設計的合理性。這些設計上的問題使得公路橋梁的安全性與耐久性在源頭上的安全就得不到保障,自然會對后期的施工建設及使用帶來較為嚴重的影響。
(2)多數公路橋梁設計人員在設計橋梁時,基本是根據理論(如有關規定的強度指標等)來計算確定結構強度,很少考慮或根本就不考慮公路橋梁在實施過程中所用材料、施工方法等因素對公路橋梁安全性和耐久性造成的影響。有些設計人員在設計時不考慮公路橋梁的安全性和耐久性,盲目地增加公路橋梁的強度,缺乏公路橋梁整體設計的意識。還有一些設計人員很少考慮到橋梁在使用過程中的受力路線,致使橋梁從一開始就有很大的安全隱患;選用的混凝土強度與公路橋梁設計的強度不符合,或者是保護層厚度薄等因素使得橋梁在使用時安全
性和耐久性都得不到保證。
2.施工管理水平較低。當前公路橋梁突然損壞和坍塌問題已經備受社會的關注,從實際的事故來看,主要的原因是由于施工過程以及管理過程中的腐敗、野蠻施工等造成的,而那些突發性的公路橋梁損壞和坍塌事故主要是由于施工的質量與設計的標準之間存在較大差異造成的,施工過程中各種偷工減料、以次充好的現象以及施工材料和工藝沒有達到相關要求等問題,是對公路橋梁安全性和耐久性造成影響的主要因素。很多公路橋梁無法達到設計的使用壽命,有的甚至在建成后的短時間內就出現嚴重的質量問題,這與施工質量有著非常緊密的聯系,比方說鋼筋的保護層不足,施工中使用的水泥、混凝土配合比、振搗、養護等存在不當的問題,雖然對公路橋梁的短期使用不會造成太大的影響,但是對公路橋梁的耐久性會造成深遠的影響。
二、關于提高公路橋梁設計中安全性和耐久性的措施分析
1.加強完善公路橋梁設計理念,提高公路橋梁使用壽命。為了滿足公路橋梁的發展需要,我國公路橋梁設計理念,已經開始從單純的滿足承載能力要求逐漸向滿足使用壽命和承載能力兩方面的需要方向努力,與國際工程設計理論接軌。要加大公路橋梁使用壽命就要從結構設計研究出發,提高公路橋梁設計新理念,提高設計人員職業道德素質和設計水平。雖然我國公路橋梁設計使用年限已經要求是五十年,有些高速公路是一百年,具有較高質量要求的橋梁設計是一百五十年,但這些都只是一個簡單的數字,缺乏使用可靠的檢測模擬證明,綜合考慮設計、施工、運行中的各項影響性因素,做到公路橋梁質量事前控制,確保公路橋梁的耐久性符合使用要求。
2.重視公路橋梁耐久性設計方案。在公路橋梁建造和使用過程中,由于受到外界環境的侵害,承受車輛頻繁作用,風荷載、地震作用、超載嚴重、疲勞破壞以及各種人為因素等外在因素的破壞作用,同時再加上公路橋梁本身材料腐蝕、疲勞以及設計、施工過程中沒有按照嚴格的標準進行,雖然說迄今為止我國出現公路橋梁嚴重損害的事故較少,但已經出現一些由于耐久性問題,嚴重影響了正常使用,造成了重大經濟損失,這些工程問題和公路橋梁合理的耐久性設計息息相關,也給人們耐久性問題敲響了警鐘。大量工程事故事例證明:耐久性設計也和施工、材料一樣對公路橋梁的能否滿足使用要求起著決定性作用,綜合考慮結構布局和構造細節,應用灰色分析法使公路橋梁設計從定性分析向定量分析發展,加強公路設計、施工、運行中的檢查與維護,以確保公路橋梁的安全使用性和耐久性滿足要求,使公路橋梁獲得更大的經濟效益。
3.加強重視公路橋梁結構的疲勞損傷的研究。公路橋梁結構經常承受反復車輛荷載、風荷載、地震作用以及人為因素的反復作用,致使公路橋梁內部結構產生累積性應力變化,抗疲勞性能下降,引起結構累積疲勞損傷破壞,再加上公路橋梁材料的不均勻性和非連續性,在循環荷載作用下逐漸形成宏觀裂紋,而導致結構脆性破壞。因此結構疲勞破壞逐漸受到了人們的關注,開始對使用混凝土結構的耐腐蝕性、動態控制和疲勞控制,把疲勞設計和耐久性設計作為公路橋梁設計的核心內容,對疲勞損傷的研究要兼顧整體結構設計和局部關鍵部位的疲勞設計要求,例如斜拉橋拉索錨固端的疲勞損害。因此從設計中盡量避免疲勞問題的發生。
4.提高延長公路橋梁壽命的技術能力。在我國公路橋梁工程的設計、實際施工、后期使用中,總會遇到各種不同的問題。針對這些問題,相關的工作人員一定要控制好整個結構體系、公路橋梁的構造、施工中應用的工藝技術等,這樣才能不斷地提高公路和橋梁的質量。所以要充分地利用相關的工藝技術,按時做好相關的檢查和調研工作,保證公路橋梁有很好的耐久性。主要的工作內容有以下幾個方面:第一,加強橋梁結構的細節設計,包括增加構造鋼筋、對鋼結構采用合理的防腐涂裝、嚴格控制應力和裂縫;第二,要仔細地研究橋梁結構材料,保證公路橋梁施工中所用材料符合規定。優先采用高耐久性混凝土,增強抗磨損能力;第三,全面考慮橋梁主體結構的耐用性和附屬設施的易替換性,盡量降低維護橋梁生命周期成本;第四,當橋梁建設資金充裕時,可對周期性維護檢查中難以靠近的構件及下部結構基礎考慮增設必要的犧牲性保護,如鋼護筒壁加環氧涂層防護的耐久性措施;第五,進一步研究對公路橋梁進行檢測養護方法和設施的合理設置,同時也要研究對其進行評價的標準,進一步做好跟蹤檢測的工作,提高對相關技術的重視程度。只有將這些工作落實到實際中,這樣才能保證設計方案的合理。
5.做好調查研究內容。為了增加公路橋梁的安全性和耐久性,設計單位在
拿到指標后,應立即組織隊伍對當地的地質環境、人文環境等進行考察,得到所建公路橋梁的資料,設計出符合橋梁要求的參數和方案,對路線比較長的公路橋梁,一定要高度重視橋梁的耐久性,用更科學、更具有實用性方法做出設計方案。
三、結束語
根據我國多數公路橋梁的實際設計狀況,我們可以看到,既往的設計太過于強調公路橋梁的功能用途。設計施工的目標僅僅是保證交工以后公路橋梁能夠投入使用,而在設計施工的過程中,卻未能對公路橋梁的安全性以及耐久性給予足夠多的重視。另外,在后期的使用過程中,對公路橋梁的維護工作做得不夠到位,這樣也會嚴重威脅到公路橋梁的安全性。我們要及時轉變思想意識,及時處理設計施工過程中發現的問題,有側重地選擇解決問題的方式,確保施工結果的安全性與耐久性,保證它能發揮出應有的社會和經濟效益。
參考文獻:
[1]汪衛東.預應力混凝土彎梁橋設計方法分析[J].淮北職業技術學院學報,2010,1.
[2]章日凱.公路橋梁設計中的安全性和耐久性分析[J].交通世界,2012(1).