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摘要:在我国当前的公路桥梁设计中,安全性和耐久性问题很多只是停留在一种概念的基础上,对于公路桥梁的使用年限并没有提出具体的要求,公路桥梁耐久性也没有相关专门的设计要求,这也直接导致了当前我国公路桥梁安全性和耐久性经常出现问题。本文就公路桥梁设计中安全性和耐久性存在的问题及其解决方案进行探讨研究。
关键词:公路桥梁;设计;安全性;耐久性
中图分类号:X734文献标识码: A
公路桥梁设计中的结构安全性和耐久性已经成为公路桥梁设计中急需解决的问题,因此要加强对公路桥梁设计中的结构安全性和耐久性的研究,以求能够提高公路桥梁设计中的结构安全性和耐久性。
一、关于公路桥梁设计中安全性和耐久性存在的问题分析
1.公路桥梁设计不合理
(1)需要承认的是,在公里桥梁的设计中,我国桥梁设计人员仍有很多需要改进的地方。部分设计人员缺乏实践经历,他们虽然有一些理论知识,但考虑问题时不够全面,设计的公路桥梁不够科学或者缺乏实用性。很多公路桥梁的设计人员虽然普遍都比较重视公路桥梁结构强度的安全性,但往往忽略了公路桥梁设计的合理性。这些设计上的问题使得公路桥梁的安全性与耐久性在源头上的安全就得不到保障,自然会对后期的施工建设及使用带来较为严重的影响。
(2)多数公路桥梁设计人员在设计桥梁时,基本是根据理论(如有关规定的强度指标等)来计算确定结构强度,很少考虑或根本就不考虑公路桥梁在实施过程中所用材料、施工方法等因素对公路桥梁安全性和耐久性造成的影响。有些设计人员在设计时不考虑公路桥梁的安全性和耐久性,盲目地增加公路桥梁的强度,缺乏公路桥梁整体设计的意识。还有一些设计人员很少考虑到桥梁在使用过程中的受力路线,致使桥梁从一开始就有很大的安全隐患;选用的混凝土强度与公路桥梁设计的强度不符合,或者是保护层厚度薄等因素使得桥梁在使用时安全
性和耐久性都得不到保证。
2.施工管理水平较低。当前公路桥梁突然损坏和坍塌问题已经备受社会的关注,从实际的事故来看,主要的原因是由于施工过程以及管理过程中的腐败、野蛮施工等造成的,而那些突发性的公路桥梁损坏和坍塌事故主要是由于施工的质量与设计的标准之间存在较大差异造成的,施工过程中各种偷工减料、以次充好的现象以及施工材料和工艺没有达到相关要求等问题,是对公路桥梁安全性和耐久性造成影响的主要因素。很多公路桥梁无法达到设计的使用寿命,有的甚至在建成后的短时间内就出现严重的质量问题,这与施工质量有着非常紧密的联系,比方说钢筋的保护层不足,施工中使用的水泥、混凝土配合比、振捣、养护等存在不当的问题,虽然对公路桥梁的短期使用不会造成太大的影响,但是对公路桥梁的耐久性会造成深远的影响。
二、关于提高公路桥梁设计中安全性和耐久性的措施分析
1.加强完善公路桥梁设计理念,提高公路桥梁使用寿命。为了满足公路桥梁的发展需要,我国公路桥梁设计理念,已经开始从单纯的满足承载能力要求逐渐向满足使用寿命和承载能力两方面的需要方向努力,与国际工程设计理论接轨。要加大公路桥梁使用寿命就要从结构设计研究出发,提高公路桥梁设计新理念,提高设计人员职业道德素质和设计水平。虽然我国公路桥梁设计使用年限已经要求是五十年,有些高速公路是一百年,具有较高质量要求的桥梁设计是一百五十年,但这些都只是一个简单的数字,缺乏使用可靠的检测模拟证明,综合考虑设计、施工、运行中的各项影响性因素,做到公路桥梁质量事前控制,确保公路桥梁的耐久性符合使用要求。
2.重视公路桥梁耐久性设计方案。在公路桥梁建造和使用过程中,由于受到外界环境的侵害,承受车辆频繁作用,风荷载、地震作用、超载严重、疲劳破坏以及各种人为因素等外在因素的破坏作用,同时再加上公路桥梁本身材料腐蚀、疲劳以及设计、施工过程中没有按照严格的标准进行,虽然说迄今为止我国出现公路桥梁严重损害的事故较少,但已经出现一些由于耐久性问题,严重影响了正常使用,造成了重大经济损失,这些工程问题和公路桥梁合理的耐久性设计息息相关,也给人们耐久性问题敲响了警钟。大量工程事故事例证明:耐久性设计也和施工、材料一样对公路桥梁的能否满足使用要求起着决定性作用,综合考虑结构布局和构造细节,应用灰色分析法使公路桥梁设计从定性分析向定量分析发展,加强公路设计、施工、运行中的检查与维护,以确保公路桥梁的安全使用性和耐久性满足要求,使公路桥梁获得更大的经济效益。
3.加强重视公路桥梁结构的疲劳损伤的研究。公路桥梁结构经常承受反复车辆荷载、风荷载、地震作用以及人为因素的反复作用,致使公路桥梁内部结构产生累积性应力变化,抗疲劳性能下降,引起结构累积疲劳损伤破坏,再加上公路桥梁材料的不均匀性和非连续性,在循环荷载作用下逐渐形成宏观裂纹,而导致结构脆性破坏。因此结构疲劳破坏逐渐受到了人们的关注,开始对使用混凝土结构的耐腐蚀性、动态控制和疲劳控制,把疲劳设计和耐久性设计作为公路桥梁设计的核心内容,对疲劳损伤的研究要兼顾整体结构设计和局部关键部位的疲劳设计要求,例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。因此从设计中尽量避免疲劳问题的发生。
4.提高延长公路桥梁寿命的技术能力。在我国公路桥梁工程的设计、实际施工、后期使用中,总会遇到各种不同的问题。针对这些问题,相关的工作人员一定要控制好整个结构体系、公路桥梁的构造、施工中应用的工艺技术等,这样才能不断地提高公路和桥梁的质量。所以要充分地利用相关的工艺技术,按时做好相关的检查和调研工作,保证公路桥梁有很好的耐久性。主要的工作内容有以下几个方面:第一,加强桥梁结构的细节设计,包括增加构造钢筋、对钢结构采用合理的防腐涂装、严格控制应力和裂缝;第二,要仔细地研究桥梁结构材料,保证公路桥梁施工中所用材料符合规定。优先采用高耐久性混凝土,增強抗磨损能力;第三,全面考虑桥梁主体结构的耐用性和附属设施的易替换性,尽量降低维护桥梁生命周期成本;第四,当桥梁建设资金充裕时,可对周期性维护检查中难以靠近的构件及下部结构基础考虑增设必要的牺牲性保护,如钢护筒壁加环氧涂层防护的耐久性措施;第五,进一步研究对公路桥梁进行检测养护方法和设施的合理设置,同时也要研究对其进行评价的标准,进一步做好跟踪检测的工作,提高对相关技术的重视程度。只有将这些工作落实到实际中,这样才能保证设计方案的合理。
5.做好调查研究内容。为了增加公路桥梁的安全性和耐久性,设计单位在
拿到指标后,应立即组织队伍对当地的地质环境、人文环境等进行考察,得到所建公路桥梁的资料,设计出符合桥梁要求的参数和方案,对路线比较长的公路桥梁,一定要高度重视桥梁的耐久性,用更科学、更具有实用性方法做出设计方案。
三、结束语
根据我国多数公路桥梁的实际设计状况,我们可以看到,既往的设计太过于强调公路桥梁的功能用途。设计施工的目标仅仅是保证交工以后公路桥梁能够投入使用,而在设计施工的过程中,却未能对公路桥梁的安全性以及耐久性给予足够多的重视。另外,在后期的使用过程中,对公路桥梁的维护工作做得不够到位,这样也会严重威胁到公路桥梁的安全性。我们要及时转变思想意识,及时处理设计施工过程中发现的问题,有侧重地选择解决问题的方式,确保施工结果的安全性与耐久性,保证它能发挥出应有的社会和经济效益。
参考文献:
[1]汪卫东.预应力混凝土弯梁桥设计方法分析[J].淮北职业技术学院学报,2010,1.
[2]章日凯.公路桥梁设计中的安全性和耐久性分析[J].交通世界,2012(1).
[3]艳军.从辽宁省滨海路设计看桥梁的安全性和耐久性[J].科学与财富,2012(12).
[4]努拉,库尔班.公路桥梁设计安全性和耐久性探讨[J].交通标准化,2012(24).
关键词:公路桥梁;设计;安全性;耐久性
中图分类号:X734文献标识码: A
公路桥梁设计中的结构安全性和耐久性已经成为公路桥梁设计中急需解决的问题,因此要加强对公路桥梁设计中的结构安全性和耐久性的研究,以求能够提高公路桥梁设计中的结构安全性和耐久性。
一、关于公路桥梁设计中安全性和耐久性存在的问题分析
1.公路桥梁设计不合理
(1)需要承认的是,在公里桥梁的设计中,我国桥梁设计人员仍有很多需要改进的地方。部分设计人员缺乏实践经历,他们虽然有一些理论知识,但考虑问题时不够全面,设计的公路桥梁不够科学或者缺乏实用性。很多公路桥梁的设计人员虽然普遍都比较重视公路桥梁结构强度的安全性,但往往忽略了公路桥梁设计的合理性。这些设计上的问题使得公路桥梁的安全性与耐久性在源头上的安全就得不到保障,自然会对后期的施工建设及使用带来较为严重的影响。
(2)多数公路桥梁设计人员在设计桥梁时,基本是根据理论(如有关规定的强度指标等)来计算确定结构强度,很少考虑或根本就不考虑公路桥梁在实施过程中所用材料、施工方法等因素对公路桥梁安全性和耐久性造成的影响。有些设计人员在设计时不考虑公路桥梁的安全性和耐久性,盲目地增加公路桥梁的强度,缺乏公路桥梁整体设计的意识。还有一些设计人员很少考虑到桥梁在使用过程中的受力路线,致使桥梁从一开始就有很大的安全隐患;选用的混凝土强度与公路桥梁设计的强度不符合,或者是保护层厚度薄等因素使得桥梁在使用时安全
性和耐久性都得不到保证。
2.施工管理水平较低。当前公路桥梁突然损坏和坍塌问题已经备受社会的关注,从实际的事故来看,主要的原因是由于施工过程以及管理过程中的腐败、野蛮施工等造成的,而那些突发性的公路桥梁损坏和坍塌事故主要是由于施工的质量与设计的标准之间存在较大差异造成的,施工过程中各种偷工减料、以次充好的现象以及施工材料和工艺没有达到相关要求等问题,是对公路桥梁安全性和耐久性造成影响的主要因素。很多公路桥梁无法达到设计的使用寿命,有的甚至在建成后的短时间内就出现严重的质量问题,这与施工质量有着非常紧密的联系,比方说钢筋的保护层不足,施工中使用的水泥、混凝土配合比、振捣、养护等存在不当的问题,虽然对公路桥梁的短期使用不会造成太大的影响,但是对公路桥梁的耐久性会造成深远的影响。
二、关于提高公路桥梁设计中安全性和耐久性的措施分析
1.加强完善公路桥梁设计理念,提高公路桥梁使用寿命。为了满足公路桥梁的发展需要,我国公路桥梁设计理念,已经开始从单纯的满足承载能力要求逐渐向满足使用寿命和承载能力两方面的需要方向努力,与国际工程设计理论接轨。要加大公路桥梁使用寿命就要从结构设计研究出发,提高公路桥梁设计新理念,提高设计人员职业道德素质和设计水平。虽然我国公路桥梁设计使用年限已经要求是五十年,有些高速公路是一百年,具有较高质量要求的桥梁设计是一百五十年,但这些都只是一个简单的数字,缺乏使用可靠的检测模拟证明,综合考虑设计、施工、运行中的各项影响性因素,做到公路桥梁质量事前控制,确保公路桥梁的耐久性符合使用要求。
2.重视公路桥梁耐久性设计方案。在公路桥梁建造和使用过程中,由于受到外界环境的侵害,承受车辆频繁作用,风荷载、地震作用、超载严重、疲劳破坏以及各种人为因素等外在因素的破坏作用,同时再加上公路桥梁本身材料腐蚀、疲劳以及设计、施工过程中没有按照严格的标准进行,虽然说迄今为止我国出现公路桥梁严重损害的事故较少,但已经出现一些由于耐久性问题,严重影响了正常使用,造成了重大经济损失,这些工程问题和公路桥梁合理的耐久性设计息息相关,也给人们耐久性问题敲响了警钟。大量工程事故事例证明:耐久性设计也和施工、材料一样对公路桥梁的能否满足使用要求起着决定性作用,综合考虑结构布局和构造细节,应用灰色分析法使公路桥梁设计从定性分析向定量分析发展,加强公路设计、施工、运行中的检查与维护,以确保公路桥梁的安全使用性和耐久性满足要求,使公路桥梁获得更大的经济效益。
3.加强重视公路桥梁结构的疲劳损伤的研究。公路桥梁结构经常承受反复车辆荷载、风荷载、地震作用以及人为因素的反复作用,致使公路桥梁内部结构产生累积性应力变化,抗疲劳性能下降,引起结构累积疲劳损伤破坏,再加上公路桥梁材料的不均匀性和非连续性,在循环荷载作用下逐渐形成宏观裂纹,而导致结构脆性破坏。因此结构疲劳破坏逐渐受到了人们的关注,开始对使用混凝土结构的耐腐蚀性、动态控制和疲劳控制,把疲劳设计和耐久性设计作为公路桥梁设计的核心内容,对疲劳损伤的研究要兼顾整体结构设计和局部关键部位的疲劳设计要求,例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。因此从设计中尽量避免疲劳问题的发生。
4.提高延长公路桥梁寿命的技术能力。在我国公路桥梁工程的设计、实际施工、后期使用中,总会遇到各种不同的问题。针对这些问题,相关的工作人员一定要控制好整个结构体系、公路桥梁的构造、施工中应用的工艺技术等,这样才能不断地提高公路和桥梁的质量。所以要充分地利用相关的工艺技术,按时做好相关的检查和调研工作,保证公路桥梁有很好的耐久性。主要的工作内容有以下几个方面:第一,加强桥梁结构的细节设计,包括增加构造钢筋、对钢结构采用合理的防腐涂装、严格控制应力和裂缝;第二,要仔细地研究桥梁结构材料,保证公路桥梁施工中所用材料符合规定。优先采用高耐久性混凝土,增強抗磨损能力;第三,全面考虑桥梁主体结构的耐用性和附属设施的易替换性,尽量降低维护桥梁生命周期成本;第四,当桥梁建设资金充裕时,可对周期性维护检查中难以靠近的构件及下部结构基础考虑增设必要的牺牲性保护,如钢护筒壁加环氧涂层防护的耐久性措施;第五,进一步研究对公路桥梁进行检测养护方法和设施的合理设置,同时也要研究对其进行评价的标准,进一步做好跟踪检测的工作,提高对相关技术的重视程度。只有将这些工作落实到实际中,这样才能保证设计方案的合理。
5.做好调查研究内容。为了增加公路桥梁的安全性和耐久性,设计单位在
拿到指标后,应立即组织队伍对当地的地质环境、人文环境等进行考察,得到所建公路桥梁的资料,设计出符合桥梁要求的参数和方案,对路线比较长的公路桥梁,一定要高度重视桥梁的耐久性,用更科学、更具有实用性方法做出设计方案。
三、结束语
根据我国多数公路桥梁的实际设计状况,我们可以看到,既往的设计太过于强调公路桥梁的功能用途。设计施工的目标仅仅是保证交工以后公路桥梁能够投入使用,而在设计施工的过程中,却未能对公路桥梁的安全性以及耐久性给予足够多的重视。另外,在后期的使用过程中,对公路桥梁的维护工作做得不够到位,这样也会严重威胁到公路桥梁的安全性。我们要及时转变思想意识,及时处理设计施工过程中发现的问题,有侧重地选择解决问题的方式,确保施工结果的安全性与耐久性,保证它能发挥出应有的社会和经济效益。
参考文献:
[1]汪卫东.预应力混凝土弯梁桥设计方法分析[J].淮北职业技术学院学报,2010,1.
[2]章日凯.公路桥梁设计中的安全性和耐久性分析[J].交通世界,2012(1).
[3]艳军.从辽宁省滨海路设计看桥梁的安全性和耐久性[J].科学与财富,2012(12).
[4]努拉,库尔班.公路桥梁设计安全性和耐久性探讨[J].交通标准化,2012(24).