我国桥梁设计中的若干

【摘 要】随着我国高速公路在的迅速发展,人们对公路桥涵结构的标准化技术研究和设计的热情也日益高涨,不仅造成了大量的人力资源浪费,也给行业的技术管理、公路桥梁的系统性养护管理造成了不少困难.文章分析了公路桥梁设计存在的问题和产生的主要原因,并提出了相关的措施.

【关 键 词】桥梁设计；问题；原因；措施

随着国家经济的发展,我国的桥梁建设特别是公路桥梁建设空前繁荣,展望我国公路建没的前景,桥梁新建、改建、加固的任务依然很重.而桥梁设计是一个系统的、复杂的工程,在桥梁设计过程中依然有许多的重大理论问题需要解决,更需要设计人员具有丰富的理论知识,并且尽量减少或避免主观经验因素对设计的影响.

1公路桥梁设计中存在的问题

1.1主要存在的问题

我国的公路桥梁设计过程中存在的倾向与问题有：①设计中考虑耐久性少而考虑强度多；②不重视结构的后期维护而重视结构的眼前建设；③不重视使用极限状态而重视强度极限状态.实际上,目前的公路桥梁设计中,对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注,既没有明确提出使用年限的要求,也没有进行专门的耐久性设计(从材料、结构措施及设计程序上保证耐久性,并明确声明在何种维护和使用条件下,桥梁具有哪种程度的耐久性).这些都在一定的程度上导致了当前工程事故的发生、使用寿命短的不良后果、结构使用性能差；更与国际结构工程界日益重视耐久性、适用性、安全性的趋势相违背；不符合综合经济性以及结构动态(考虑结构建设、使用、维护等整个周期的费用)的要求.

1.2造成问题的原因

1.2.1结构构造体系以及设计理论不完善

在承认施工存在问题的同时,在桥梁设计领域,特别是关于桥梁使用期以及施工安全性的问题还有许多可以改进的地方.结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性.

1.2.2公路桥梁的设计水平低

一般的看法认为,当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致.对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌,多是由于施工质量没有达到规范和设计要求,典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等,但也有另外原因存在,诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题,这其中由于公路桥梁工程的前期设计水平低,导致最终发生桥梁坍塌破坏的事情也时有发生.

1.2.3设计人员对结构本性没有正确判断和认识,缺乏经验

不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求.规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题,规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速发展对结构提出的各种新的要求.因此,合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外,还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断.

1.2.4设计人员思维出现的偏差,造成设计的主观错误

大多数的设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构材料、结构构造、结构耐久性、结构维护以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性.有的结构整体性和延性不足,冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确,造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄；这些都削弱了结构耐久性,会严重影响结构的安全性.不少桥梁虽然满足了设计规范的强度要求,但也仅用了5―10a就因为耐久性问题影响了结构安全.结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题,设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性.

2加强公路桥梁设计的措施

2.1加强思想上的责任教育

进一步按照安全生产“三项行动”部署,落实好安全生产“一岗双责”要求,完善、建立公路桥梁设计责任体系,强化责任意识,层层落实责任,落实安全生产责任机制,确保桥梁设计责任到岗、责任到人.逐级签订桥梁设计责任书,将公路桥梁设计任务层次分解下达.按属地管理原则加强安全监管,敦促公路桥梁的建设、改造、养护等相关单位履行好企业主体职责,确保桥梁安全.

2.2按正常使用以及承载能力来进行设计

正常使用控制结构是在正常使用的状态下裂缝、应力以及变形小于一定的限值,相对应于适用性的要求.承载能力是控制结构在没有怎么写作能力临界状态时的承载能力,是对安全性要求的保证.而对于美观、经济的要求则没有具体的指标进行衡量.

2.3将传统施工技术和现代信息技术相结合

随着行车密度、交通运输量大幅度提高和车辆载重越来越大,跨河桥梁和高架桥梁在交通工程中的重要性与日俱增.桥梁是公路的重要组成部分,桥梁的质量直接影响着公路的畅通以及行车安全.公路桥梁工程的质量,关键在于施工技术的提高.只有把传统的桥梁施工技术和现代信息技术有机结合起来,做好工程的前期设计,才能提高我国公路桥梁建设的质量.

2.4积极借鉴欧美等先进国家的做法

欧美等西方发达国家在其经济社会发展进程中非常重视公路建设,他们在公路桥梁的设计方面积累了丰富的经验,取得了相当多的成功实例,但也有很多失败的深刻教训.我们的工程设计人员应该博采众长,取长补短,积极借鉴国外的经验和成果,避免走弯路,从而提高我国公路桥梁建设的成效.

2.5在设计时要充分考虑桥梁的超载问题

超载问题在我国相当普遍,这种现状不能在短期内得到解决,工程设计人员在设计初期就会面临这一问题,因此应该在公路桥梁前期设计时充分考虑到公路桥梁在建成交付使用后所面临的超载问题.

2.6加强重视结构的耐久性

桥梁在建造和使用时,一定会受到有害化学物质和环境的侵蚀,并且要承受着车辆、地震、风、疲惫、人为、超载因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化.在大跨桥梁领域,我国自修建了大量的斜拉桥,虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少,但已经有多座桥梁(如上海新五桥、济南黄河公路桥、广东九江大桥等)因为拉索的问题而不得不提前换索,这既增大了经济损失又影响了使用.这类问题就与没有进行合理的耐久性设计密切有关.大量的病害实例也证实,除了施工和材料方面的原因,影响结构耐久性的决定性因素是来自构造上的缺陷.

3结束语

总之,桥梁结构设计、评估及维修决策之中尚有许多细致的工作要做,只有在做好公路桥梁工程设计工作的基础上,同时,要求设计人员坚持技术创新和可持续发展,总结经验,正视不足,认真解决公路桥梁建设中所存在的问题,我国的公路桥梁建设技术才能展现更新、更高的水平.