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【摘 要】桥梁的建设对于我国的经济建设起到了至关重要的作用,依靠桥梁使各种物资的运输,通行的便利和道路的畅通得到优化,加快了经济腾飞的步伐,所以桥梁的质量是一項关乎经济建设的基础和重要的工作,要设计出质量上乘就要对设计中的关键问题进行全面的考虑,如桥梁的耐久性,稳定性,抗震性和超载性等等一系列问题,本文通过对当前我国市政桥梁结构设计中相关注意事项的分析研究,以期更好的推进桥梁结构设计的进一步发展与进步。
【关键词】市政;桥梁结构;设计;要点
前言:
桥梁结构设计的基本要求是要保证安全性"适用性以及经济性,不仅要求设计者要具备丰富的理论知识,还要具一定的工程经验,如果有经验上的偏差就会严重影响设计的准确性。
桥梁结构设计要坚持因地制宜的基本原则,要充分结合建设单位公布的桥梁设计方案,积极学习国外的先进技术,引进一些新设备、新材料,严格依照施工设计的总则、荷载以及每种材料技术条件要求等施工设计标准,采取适当的设计方法,能最大限度地规避主管因素对桥梁结构设计造成的影响。
一、当前我国市政桥梁结构设计的整体现状
市政桥梁设计因其牵涉面比较广,所以是一个较为复杂的系统工程。只有将丰富的理论知识运用到里面才能防止主观经验因素给设计带来的不利影响。
现阶段我国市政桥梁的设计理论与结构构造体系极不完善,市政桥梁的设计领域,尤其是市政桥梁施工以及使用期的安全性问题上仍然还有需要改进的地方。结构设计的第一要务便是选择一套经济且实用性强的结构力案;然后分析结构以及结构与其连接上的设计,并选出施工规范允许的安全系数、各种可靠性指标来确保结构的安全性。很多设计人员过于侧重施工规范在结构强度设计上的各种安全度需要,却严重忽视了结构体系、构造、材料、维护以及结构耐久性和施工设计与施工过程到整个使用全过程方面常会出现的各种人为措施,没有从这方面着眼去加强并提高结构的安全性。
二、在桥梁结构设计中的指导性原则
1、结构安全
在桥梁设计中,最重要的一部分就是结构,结构的安全性直接关系到桥梁的正常使用。
在设计结构时:(1)要考虑结构自身的安全性,需要通过可靠的结构结算分析以及合理缜密的构造处理来保证;(2)要将恒载、活载、自然荷载等其他荷载考虑在内;(3)对于突然性的高强度的荷载,例如强风荷载、高强度的冻胀力、水力等因素也需要考虑在内。
2、耐久适用
桥梁结构设计常常受到地形条件的限制,因此,对于地形条件较复杂的地区,桥梁布设往往会出现高墩大跨结构,对于这类结构形式的桥梁,在下部结构进行刚度分配时,稳定性、耐久性等因素是结构设计时的关键点。对于难以采用标准跨径结构和互通式立交中弯曲半径较小的桥梁,可以采用钢筋混凝土现浇结构及预应力混凝土现浇结构。对结构形式的选择直接关系到结构的安全和使用。
3、经济合理性原则
在桥梁设计时,除了要考虑施工技术、结构形式等因素外,还要考虑桥梁造价问题,这是一个现实的问题,在考虑的时候应遵循基本达标、择优而取、最少污染的原则:(1)必须要达到桥梁的最基本要求,且经济指标是否接近最佳范围;(2)要和其他方案反复比较,确立最佳方案;(3)所选方案要尽量减少对自然环境的破坏,尽量和自然环境相协调,相结合。
三、市政桥梁结构设计中需要注意的问题
1、桥梁结构的耐久性
目前我国在桥梁的结构设计方面已经取得了一定的成绩,但是这些研究都是针对材料和统计的,对结构设计的耐久性研究还是较为薄弱,因为在桥梁的使用过程中,环境对桥梁的影响是非常大的,桥梁设计中耐久性的问题是一个重点内容!
长期以来,桥梁设计人员最重视的研究就是计算方法,而忽视了结构构造方面的改善,其中耐久性对桥梁的使用和维护关系是非常大的,对桥梁的安全和使用寿命也是息息相关的,设计人员应该重视起来,如果等出现问题之后再进行补救就已经为时已晚。
2、桥梁的疲劳损伤
桥梁结构根据使用的场所不同,能够分为风荷载和车辆负载两种因素,这两种因素统称为动荷载,动荷载会导致桥梁结构的内部产生循环应力,进而桥梁在反复的振动中产生疲劳损伤。桥梁结构会因为很多因素的影响,内部材料不能均匀的分布,这其中就会隐藏着很多微小的缺陷,而这些小缺陷在动荷载的作用下会演变成大的缺陷,当缺陷达到一定程度时就会出现裂缝,严重了就会发生结构的脆性断裂,产生的后果是非常严重的!因此为了更好的消除危险发生的可能性,一定要做好疲劳损伤的防范工作,要将这个问题重视起来,防患于未然。
3、桥梁的超载
桥梁的结构设计都要达到正常的使用标准,可是在实际的桥梁运行阶段,桥梁荷载并不能都达到在设计的允许范围之内,超载会导致动荷载的应力幅值增加,同时损伤出现的几率也会增加!因为超载所造成的损伤是巨大的,这些损伤是很难修复的,超载甚至会破坏桥梁的结构,导致事故的发生,设计人员要加强对桥梁超载问题的研究力度,保证桥梁结构的耐久性以及安全性。
4、桥梁结构的抗震性
有些桥梁会应用在经常发生地震的区域,地震会对桥梁产生严重的破坏,因为在桥梁结构设计中已经考虑到了动荷载的作用,所以要在巩固动荷载的基础上,加强桥梁结构的抗震性能,将动荷载和抗震性能合二为一的进行综合考虑,对桥梁结构的抗震性能一定要加强,保证桥梁的施工质量,每一个环节都要进行充分的考虑:
(1)在完善操作工艺的同时还要加强结构内部材料的整体连续性;
(2)强化桥梁支座的锚固,提高墩台与结构的连接强度;
(3)为了使结构具有更强的延性,可以适当的增加配筋;
(4)桥梁结构中存在不良土层时要强化或替换; (5)桥梁结构中一些薄弱的地方要采取结构构造措施进行处理。
加強桥梁结构中的抗震性能,一方面能够使桥梁的抵抗动荷载能力加强,另一方面还能够在地震发生时发挥出防护作用!
5、环境保护的重要性
在建造桥梁的过程中往往会对周围的环境造成破坏,对空气和植被也会产生一定影响,目前人们对环境的重视程度大大提高,所以在桥梁结构设计中要高度重视环境的保护,在设计桥梁结构之前要充分考虑桥梁位置的选择、桥梁的跨度以及施工的方法,要将施工对环境的影响降到最低;要减少对植被的破坏,减少水土流失,避免污染,最大程度的保护好环境,还要把可持续发展的思想融入到
桥梁结构的设计中去。
四、完善市政桥梁结构设计的措施
1、完善桥梁结构设计规范
只有制定相关的法律法规,并有坚强的后盾保证法律法规的有效管理和实施才能使得桥梁设计步入正轨,从而提高桥梁设计施工的效率以及桥梁的质量,保证桥梁结构的耐久性。
2、完善更新设计理念,重视耐久性设计
必须对设计理念有一个全新的认识。加强对桥梁结构耐久性设计的认识是实现桥梁结构耐久、保证桥梁建设质量,提升建设效率的有效前提。要严格把关桥梁质量管理,从真正意义上保证桥梁质量,促进国家运输产业的发展。
在完善更新设计理念方面,桥梁设计单位要加强提高耐久性的学习和研究,可以通过交流学习,与其他单位沟通设计经验,定期派送设计人员外出学习等做法,完善在此方面的不足,为桥梁建设注入新的血液。
结语:
综上所述,随着交通建设的飞速发展,桥梁在我国交通产业发展中发挥着重要的作用,桥梁建设日益增多,优化桥梁结构的设计也变得非常重要,我们在认识它能带来巨大效益的同时,必须积极探讨桥梁结构的设计理论、耐久性、安全性等问题,只有加强此方面的重视才能进一步提升我国桥梁施工的质量,为国富民强作出更大贡献。
参考文献:
[1] 刘鹏飞.减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析[J].城市建筑,2014,(06).
[2] 易云焜,李添润,瞿尔仁.桥梁结构的优化设计[J].工程建设与档案, 2005,(04).
[3] 尹世平,鹿晓阳,李洪福.桥梁结构优化设计的发展概况[J].山东建筑工程学院学报,2004,(04).
[4] 禹智涛,韩大建.基于可靠度的桥梁结构优化设计[J].广东工业大学学报, 2002,(03).
【关键词】市政;桥梁结构;设计;要点
前言:
桥梁结构设计的基本要求是要保证安全性"适用性以及经济性,不仅要求设计者要具备丰富的理论知识,还要具一定的工程经验,如果有经验上的偏差就会严重影响设计的准确性。
桥梁结构设计要坚持因地制宜的基本原则,要充分结合建设单位公布的桥梁设计方案,积极学习国外的先进技术,引进一些新设备、新材料,严格依照施工设计的总则、荷载以及每种材料技术条件要求等施工设计标准,采取适当的设计方法,能最大限度地规避主管因素对桥梁结构设计造成的影响。
一、当前我国市政桥梁结构设计的整体现状
市政桥梁设计因其牵涉面比较广,所以是一个较为复杂的系统工程。只有将丰富的理论知识运用到里面才能防止主观经验因素给设计带来的不利影响。
现阶段我国市政桥梁的设计理论与结构构造体系极不完善,市政桥梁的设计领域,尤其是市政桥梁施工以及使用期的安全性问题上仍然还有需要改进的地方。结构设计的第一要务便是选择一套经济且实用性强的结构力案;然后分析结构以及结构与其连接上的设计,并选出施工规范允许的安全系数、各种可靠性指标来确保结构的安全性。很多设计人员过于侧重施工规范在结构强度设计上的各种安全度需要,却严重忽视了结构体系、构造、材料、维护以及结构耐久性和施工设计与施工过程到整个使用全过程方面常会出现的各种人为措施,没有从这方面着眼去加强并提高结构的安全性。
二、在桥梁结构设计中的指导性原则
1、结构安全
在桥梁设计中,最重要的一部分就是结构,结构的安全性直接关系到桥梁的正常使用。
在设计结构时:(1)要考虑结构自身的安全性,需要通过可靠的结构结算分析以及合理缜密的构造处理来保证;(2)要将恒载、活载、自然荷载等其他荷载考虑在内;(3)对于突然性的高强度的荷载,例如强风荷载、高强度的冻胀力、水力等因素也需要考虑在内。
2、耐久适用
桥梁结构设计常常受到地形条件的限制,因此,对于地形条件较复杂的地区,桥梁布设往往会出现高墩大跨结构,对于这类结构形式的桥梁,在下部结构进行刚度分配时,稳定性、耐久性等因素是结构设计时的关键点。对于难以采用标准跨径结构和互通式立交中弯曲半径较小的桥梁,可以采用钢筋混凝土现浇结构及预应力混凝土现浇结构。对结构形式的选择直接关系到结构的安全和使用。
3、经济合理性原则
在桥梁设计时,除了要考虑施工技术、结构形式等因素外,还要考虑桥梁造价问题,这是一个现实的问题,在考虑的时候应遵循基本达标、择优而取、最少污染的原则:(1)必须要达到桥梁的最基本要求,且经济指标是否接近最佳范围;(2)要和其他方案反复比较,确立最佳方案;(3)所选方案要尽量减少对自然环境的破坏,尽量和自然环境相协调,相结合。
三、市政桥梁结构设计中需要注意的问题
1、桥梁结构的耐久性
目前我国在桥梁的结构设计方面已经取得了一定的成绩,但是这些研究都是针对材料和统计的,对结构设计的耐久性研究还是较为薄弱,因为在桥梁的使用过程中,环境对桥梁的影响是非常大的,桥梁设计中耐久性的问题是一个重点内容!
长期以来,桥梁设计人员最重视的研究就是计算方法,而忽视了结构构造方面的改善,其中耐久性对桥梁的使用和维护关系是非常大的,对桥梁的安全和使用寿命也是息息相关的,设计人员应该重视起来,如果等出现问题之后再进行补救就已经为时已晚。
2、桥梁的疲劳损伤
桥梁结构根据使用的场所不同,能够分为风荷载和车辆负载两种因素,这两种因素统称为动荷载,动荷载会导致桥梁结构的内部产生循环应力,进而桥梁在反复的振动中产生疲劳损伤。桥梁结构会因为很多因素的影响,内部材料不能均匀的分布,这其中就会隐藏着很多微小的缺陷,而这些小缺陷在动荷载的作用下会演变成大的缺陷,当缺陷达到一定程度时就会出现裂缝,严重了就会发生结构的脆性断裂,产生的后果是非常严重的!因此为了更好的消除危险发生的可能性,一定要做好疲劳损伤的防范工作,要将这个问题重视起来,防患于未然。
3、桥梁的超载
桥梁的结构设计都要达到正常的使用标准,可是在实际的桥梁运行阶段,桥梁荷载并不能都达到在设计的允许范围之内,超载会导致动荷载的应力幅值增加,同时损伤出现的几率也会增加!因为超载所造成的损伤是巨大的,这些损伤是很难修复的,超载甚至会破坏桥梁的结构,导致事故的发生,设计人员要加强对桥梁超载问题的研究力度,保证桥梁结构的耐久性以及安全性。
4、桥梁结构的抗震性
有些桥梁会应用在经常发生地震的区域,地震会对桥梁产生严重的破坏,因为在桥梁结构设计中已经考虑到了动荷载的作用,所以要在巩固动荷载的基础上,加强桥梁结构的抗震性能,将动荷载和抗震性能合二为一的进行综合考虑,对桥梁结构的抗震性能一定要加强,保证桥梁的施工质量,每一个环节都要进行充分的考虑:
(1)在完善操作工艺的同时还要加强结构内部材料的整体连续性;
(2)强化桥梁支座的锚固,提高墩台与结构的连接强度;
(3)为了使结构具有更强的延性,可以适当的增加配筋;
(4)桥梁结构中存在不良土层时要强化或替换; (5)桥梁结构中一些薄弱的地方要采取结构构造措施进行处理。
加強桥梁结构中的抗震性能,一方面能够使桥梁的抵抗动荷载能力加强,另一方面还能够在地震发生时发挥出防护作用!
5、环境保护的重要性
在建造桥梁的过程中往往会对周围的环境造成破坏,对空气和植被也会产生一定影响,目前人们对环境的重视程度大大提高,所以在桥梁结构设计中要高度重视环境的保护,在设计桥梁结构之前要充分考虑桥梁位置的选择、桥梁的跨度以及施工的方法,要将施工对环境的影响降到最低;要减少对植被的破坏,减少水土流失,避免污染,最大程度的保护好环境,还要把可持续发展的思想融入到
桥梁结构的设计中去。
四、完善市政桥梁结构设计的措施
1、完善桥梁结构设计规范
只有制定相关的法律法规,并有坚强的后盾保证法律法规的有效管理和实施才能使得桥梁设计步入正轨,从而提高桥梁设计施工的效率以及桥梁的质量,保证桥梁结构的耐久性。
2、完善更新设计理念,重视耐久性设计
必须对设计理念有一个全新的认识。加强对桥梁结构耐久性设计的认识是实现桥梁结构耐久、保证桥梁建设质量,提升建设效率的有效前提。要严格把关桥梁质量管理,从真正意义上保证桥梁质量,促进国家运输产业的发展。
在完善更新设计理念方面,桥梁设计单位要加强提高耐久性的学习和研究,可以通过交流学习,与其他单位沟通设计经验,定期派送设计人员外出学习等做法,完善在此方面的不足,为桥梁建设注入新的血液。
结语:
综上所述,随着交通建设的飞速发展,桥梁在我国交通产业发展中发挥着重要的作用,桥梁建设日益增多,优化桥梁结构的设计也变得非常重要,我们在认识它能带来巨大效益的同时,必须积极探讨桥梁结构的设计理论、耐久性、安全性等问题,只有加强此方面的重视才能进一步提升我国桥梁施工的质量,为国富民强作出更大贡献。
参考文献:
[1] 刘鹏飞.减隔震技术在桥梁结构设计中的应用分析[J].城市建筑,2014,(06).
[2] 易云焜,李添润,瞿尔仁.桥梁结构的优化设计[J].工程建设与档案, 2005,(04).
[3] 尹世平,鹿晓阳,李洪福.桥梁结构优化设计的发展概况[J].山东建筑工程学院学报,2004,(04).
[4] 禹智涛,韩大建.基于可靠度的桥梁结构优化设计[J].广东工业大学学报, 2002,(03).