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[摘 要]桥梁的安全性和耐久性的问题一直是行业所关注的焦点。通过大量的工作和实例对桥梁各类问题进行各方面深度研究,分析、认识到在桥梁耐久性问题中表现突出的主要是腐蚀、风化等问题。桥梁投入使用之后,又因各种因素的作用,对桥身产生一定的破坏。因此,桥梁安全与耐久性的问题一直是桥梁建设中设计重点。本文主要对对桥梁设计中的安全性和耐久性问题进行了探讨。
[关键词]桥梁设计;安全性;耐久性;措施
中图分类号:U442.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0174-01
人们对桥梁桥梁的安全性和耐久性不断研究,带动了桥梁技术的进步,也使基础工程的发展也得到了很快的提升,相对应所承担的工作压力不断增大,桥梁设计中各项工作难度也不断提高,这也对工作人员来的专业素质和知识储备提出了更高的要求。因此,从桥梁安全性以及耐久性出发,不断加深桥梁工程设计对其安全性以及耐久性重视,通过实践探索、广泛交流,研究与制定相应规范和标准是十分重要的。
1、安全性及耐久性在公路桥梁设计中的重要性
公路桥梁的“安全性”主要从桥梁结构和承载能力两个方面去考虑,现实中对公路桥梁的质量评定依据主要包括结构合理性、结构重要系数、结构负载组合等,安全模型和采集数据样本也应充分考虑应力、扭矩、弯矩等指标。公路桥梁的“耐久性”则主要考虑的是桥梁在正常使用情况下的极限状态,理论上的“耐久性”可以从材料、工艺、成分含量、施工工艺等方面分析。公路桥梁安全性和稳定性是同一个问题的两个方面,任何一个方面出现问题都会对人民群众生命财产安全造成威胁,例如公路桥梁发生裂缝或坍塌事故,轻则影响周边来往群众日常出行,重则导致惨重的交通事故,给人民群众生命财产造成极大损失。随之社会经济的不断,人们日常工作、生活出行的日益增多,此类具体实例近几年类更是频频发生,如著名的“连霍高速高架桥坍塌”事件,这对所有的桥梁设计工作者都敲响了警钟。“十三五”期间我国将进入城市化进程的攻坚阶段,公路交通建设与全面建成小康社会有着密切的关系,在一定程度上甚至影响了区域经济的健康良性发展,因此需要加强桥梁安全性和耐久性方面的管理也显得尤为重要。同时,公路桥梁项目一般都具有投资大、周期长、影响面广的特征,如果缺乏科学完善的事前规划设计,那么在现场施工过程中就容易造成秩序混乱、交叉施工等现象,严重影响经济效益和社会效益的平衡。结合大量文献分析和实践调查显示,我国公路桥梁设计中对于安全性、耐久性的关注程度并不高,更多的是针对经济利益最大化的考虑,这就导致严重的设计缺陷出现的一个重要原因。
2桥梁设计安全性和耐久性存在的问题
2.1设计理论及桥梁构造体系的缺陷
现阶段,我国桥梁设计理论仍然较为薄弱,桥梁设计人员在进行设计时,一方面是没有完善的理论知道,另一方面是未对桥梁强度和耐久性两方面因素进行综合考虑,通常会过于注重桥梁结构强度的提升而忽略桥梁结构的耐久性,导致桥梁结构强度与耐久性二者不平衡,桥梁整体结构的冗余性仍然较差。同时,由于很多桥梁在设计时并未对使用年限进行明确划分、界定,导致各类质量问题在桥梁投入使用之后频繁发生,严重影响桥梁的耐久性。因此,上述这些问题的出现主要是由桥梁设计理论薄弱而引起的。
2.2桥梁设计整体方案不够严谨
桥梁设计方案的合理性和准确性是保证桥梁具有良好安全性和耐久性的重要基础。但就现阶段的实际情况而言,国内的部分桥梁工程设计人员在设计过程中,对桥梁本身的结构、材料的选择、周边环境的考虑以及后期维护等方面的内容并未进行全面、详细的的考虑,就会导致桥梁安全指标不足、使用上存在巨大的安全隐患,对桥梁整体结构保持良好的延展性也造成了极大的限制,主要表现为桥梁部分结构混凝土厚度不达标、材料性能不达标等方面。这在一定程度上加深了对桥梁的安全性和耐久性的制约。
3 提高桥梁设计中安全性和耐久性的措施
3.1科学合理的使用材料
提高桥梁的安全性首先要从建筑所用原材料方面进行严格管控,保障所使用的原材料货真价实、真材实料,才能为保障桥梁的安全性问题奠定坚实的基础。现阶段,桥梁原材料主要是钢筋与混凝土,它们是影响桥梁建设的安全和耐久性的重要因素,尤其是混凝土水泥比例、水泥用量等都会对桥梁的强度会产生重要影响,进而对其耐久性造成无法估计的影响。所以,桥梁设计和建设中要严格按照国家所规定使用标准进行。除此之外,在桥梁建设中还要充分考虑实际建设情况、周边实际环境等因素,慎重选择原材料,以此符合实际桥梁使用要求。而对于原材料的使用上,要保障其耐久性则要考虑到钢筋等原材料是否符合桥梁建设施工变种、混凝土的质量以及所用比例问题,以此提升桥梁的安全性与耐久性。
3.2选择科学的结构设计方案
桥梁设计过程中要将设计方案进行反复考虑,就桥梁结构、材料选择要进行反复探讨、研究,保证所设计的方案能够符合桥梁的安全性和耐久性问题。实际桥梁结构方案设计过程中因桥梁实际建设情况不同,所设计的跨径桥梁结构存在一定差异,在结构方案上的选择上也不尽相同。因此,在立于对现实各类设计条件充分把握和融合的基础上,严格按照标准的跨桥标准设计结构,既可以满足桥梁实际要求,又可以避免很多不必要的因素影响。所以,根据桥梁建设的实际情况选择最佳结构设计方案则非常有必要,对桥梁的质量也是十分重要的保障。
3.3适当增加混凝土保护层厚度
在桥梁的主体结构当中主要是由預应力钢筋与混凝土构成的,一般情况下,可以在预应力与混凝土之间设置一个保护层,从而将预应力钢筋与混凝土结构之间的粘结力大大提高,以免两者之间有不良影响的产生。对相关实例进行大量研究调查研究发现,在桥梁建设工程中,钢筋的碳化会受到保护层厚度的影响,所以,可以适当利用加大保护层厚度的方法来减少对钢筋造成的腐蚀作用,使得桥梁工程的安全性大大提高。
3.4加强抗震设计
发生地震时桥梁结构会受到一定的冲击,为了使桥梁结构的损害降到最低,保证桥梁的安全性和实用性,应当在桥梁的支座和桥段设计中适当运用延性设计。对于桥梁设计而言,加强抗震设计是一种被动防御设计方法,在当前的桥梁设计过程中,很多设计者为了将桥梁的稳定性与安全性进一步提高,均采用主动防御的方法。所以,桥梁设计过程要对桥梁结构的力学与结构性质进行充分分析,并且与实际情况相结合,从而设计出更加有效的方案,将桥梁的安全性与耐久性提高。
3.5加强防水层设计
对于桥梁工程来说,防水层的设计一直是非常重要的内容。在桥梁工程整体设计、施工中,防水层是重要的保护层,桥梁的防水效果与防水层的设计与桥梁整体效果的好坏有着密切的关系。实际环境中桥梁长年处于暴露的环境中,会遭受到各种自然气象的影响,例如酸雨等对桥梁造成的腐蚀问题,所以就需要将防水层的设计落实到位。
综上所述,对于任何一个桥梁项目而言,安全性和耐久性是相辅相成、不可分割的,两者互为依存和目的。从设计角度分析,桥梁设计由于存在设计较多的质量影响因素,而安全性和耐久性又分别关系到建筑工程项目成本和进度问题,因此需要相关部门提高关注程度。
参考文献
[1]邓引,杨姿.桥梁设计阶段安全性和耐久性研究[J].交通世界.2017(28)
[2]任海.桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].中华建设.2016(12)
[3]张宁.桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究[J].低碳世界.2016(36)
[4]张菂.浅析桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究[J].四川水泥.2017(07)
[关键词]桥梁设计;安全性;耐久性;措施
中图分类号:U442.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)45-0174-01
人们对桥梁桥梁的安全性和耐久性不断研究,带动了桥梁技术的进步,也使基础工程的发展也得到了很快的提升,相对应所承担的工作压力不断增大,桥梁设计中各项工作难度也不断提高,这也对工作人员来的专业素质和知识储备提出了更高的要求。因此,从桥梁安全性以及耐久性出发,不断加深桥梁工程设计对其安全性以及耐久性重视,通过实践探索、广泛交流,研究与制定相应规范和标准是十分重要的。
1、安全性及耐久性在公路桥梁设计中的重要性
公路桥梁的“安全性”主要从桥梁结构和承载能力两个方面去考虑,现实中对公路桥梁的质量评定依据主要包括结构合理性、结构重要系数、结构负载组合等,安全模型和采集数据样本也应充分考虑应力、扭矩、弯矩等指标。公路桥梁的“耐久性”则主要考虑的是桥梁在正常使用情况下的极限状态,理论上的“耐久性”可以从材料、工艺、成分含量、施工工艺等方面分析。公路桥梁安全性和稳定性是同一个问题的两个方面,任何一个方面出现问题都会对人民群众生命财产安全造成威胁,例如公路桥梁发生裂缝或坍塌事故,轻则影响周边来往群众日常出行,重则导致惨重的交通事故,给人民群众生命财产造成极大损失。随之社会经济的不断,人们日常工作、生活出行的日益增多,此类具体实例近几年类更是频频发生,如著名的“连霍高速高架桥坍塌”事件,这对所有的桥梁设计工作者都敲响了警钟。“十三五”期间我国将进入城市化进程的攻坚阶段,公路交通建设与全面建成小康社会有着密切的关系,在一定程度上甚至影响了区域经济的健康良性发展,因此需要加强桥梁安全性和耐久性方面的管理也显得尤为重要。同时,公路桥梁项目一般都具有投资大、周期长、影响面广的特征,如果缺乏科学完善的事前规划设计,那么在现场施工过程中就容易造成秩序混乱、交叉施工等现象,严重影响经济效益和社会效益的平衡。结合大量文献分析和实践调查显示,我国公路桥梁设计中对于安全性、耐久性的关注程度并不高,更多的是针对经济利益最大化的考虑,这就导致严重的设计缺陷出现的一个重要原因。
2桥梁设计安全性和耐久性存在的问题
2.1设计理论及桥梁构造体系的缺陷
现阶段,我国桥梁设计理论仍然较为薄弱,桥梁设计人员在进行设计时,一方面是没有完善的理论知道,另一方面是未对桥梁强度和耐久性两方面因素进行综合考虑,通常会过于注重桥梁结构强度的提升而忽略桥梁结构的耐久性,导致桥梁结构强度与耐久性二者不平衡,桥梁整体结构的冗余性仍然较差。同时,由于很多桥梁在设计时并未对使用年限进行明确划分、界定,导致各类质量问题在桥梁投入使用之后频繁发生,严重影响桥梁的耐久性。因此,上述这些问题的出现主要是由桥梁设计理论薄弱而引起的。
2.2桥梁设计整体方案不够严谨
桥梁设计方案的合理性和准确性是保证桥梁具有良好安全性和耐久性的重要基础。但就现阶段的实际情况而言,国内的部分桥梁工程设计人员在设计过程中,对桥梁本身的结构、材料的选择、周边环境的考虑以及后期维护等方面的内容并未进行全面、详细的的考虑,就会导致桥梁安全指标不足、使用上存在巨大的安全隐患,对桥梁整体结构保持良好的延展性也造成了极大的限制,主要表现为桥梁部分结构混凝土厚度不达标、材料性能不达标等方面。这在一定程度上加深了对桥梁的安全性和耐久性的制约。
3 提高桥梁设计中安全性和耐久性的措施
3.1科学合理的使用材料
提高桥梁的安全性首先要从建筑所用原材料方面进行严格管控,保障所使用的原材料货真价实、真材实料,才能为保障桥梁的安全性问题奠定坚实的基础。现阶段,桥梁原材料主要是钢筋与混凝土,它们是影响桥梁建设的安全和耐久性的重要因素,尤其是混凝土水泥比例、水泥用量等都会对桥梁的强度会产生重要影响,进而对其耐久性造成无法估计的影响。所以,桥梁设计和建设中要严格按照国家所规定使用标准进行。除此之外,在桥梁建设中还要充分考虑实际建设情况、周边实际环境等因素,慎重选择原材料,以此符合实际桥梁使用要求。而对于原材料的使用上,要保障其耐久性则要考虑到钢筋等原材料是否符合桥梁建设施工变种、混凝土的质量以及所用比例问题,以此提升桥梁的安全性与耐久性。
3.2选择科学的结构设计方案
桥梁设计过程中要将设计方案进行反复考虑,就桥梁结构、材料选择要进行反复探讨、研究,保证所设计的方案能够符合桥梁的安全性和耐久性问题。实际桥梁结构方案设计过程中因桥梁实际建设情况不同,所设计的跨径桥梁结构存在一定差异,在结构方案上的选择上也不尽相同。因此,在立于对现实各类设计条件充分把握和融合的基础上,严格按照标准的跨桥标准设计结构,既可以满足桥梁实际要求,又可以避免很多不必要的因素影响。所以,根据桥梁建设的实际情况选择最佳结构设计方案则非常有必要,对桥梁的质量也是十分重要的保障。
3.3适当增加混凝土保护层厚度
在桥梁的主体结构当中主要是由預应力钢筋与混凝土构成的,一般情况下,可以在预应力与混凝土之间设置一个保护层,从而将预应力钢筋与混凝土结构之间的粘结力大大提高,以免两者之间有不良影响的产生。对相关实例进行大量研究调查研究发现,在桥梁建设工程中,钢筋的碳化会受到保护层厚度的影响,所以,可以适当利用加大保护层厚度的方法来减少对钢筋造成的腐蚀作用,使得桥梁工程的安全性大大提高。
3.4加强抗震设计
发生地震时桥梁结构会受到一定的冲击,为了使桥梁结构的损害降到最低,保证桥梁的安全性和实用性,应当在桥梁的支座和桥段设计中适当运用延性设计。对于桥梁设计而言,加强抗震设计是一种被动防御设计方法,在当前的桥梁设计过程中,很多设计者为了将桥梁的稳定性与安全性进一步提高,均采用主动防御的方法。所以,桥梁设计过程要对桥梁结构的力学与结构性质进行充分分析,并且与实际情况相结合,从而设计出更加有效的方案,将桥梁的安全性与耐久性提高。
3.5加强防水层设计
对于桥梁工程来说,防水层的设计一直是非常重要的内容。在桥梁工程整体设计、施工中,防水层是重要的保护层,桥梁的防水效果与防水层的设计与桥梁整体效果的好坏有着密切的关系。实际环境中桥梁长年处于暴露的环境中,会遭受到各种自然气象的影响,例如酸雨等对桥梁造成的腐蚀问题,所以就需要将防水层的设计落实到位。
综上所述,对于任何一个桥梁项目而言,安全性和耐久性是相辅相成、不可分割的,两者互为依存和目的。从设计角度分析,桥梁设计由于存在设计较多的质量影响因素,而安全性和耐久性又分别关系到建筑工程项目成本和进度问题,因此需要相关部门提高关注程度。
参考文献
[1]邓引,杨姿.桥梁设计阶段安全性和耐久性研究[J].交通世界.2017(28)
[2]任海.桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].中华建设.2016(12)
[3]张宁.桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究[J].低碳世界.2016(36)
[4]张菂.浅析桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究[J].四川水泥.2017(07)