提高橋梁設(shè)計(jì)可靠性措施探討

1、<p>　　提高橋梁設(shè)計(jì)可靠性措施探討</p><p>　　摘要：橋梁設(shè)計(jì)中的可靠性問題是決定橋梁施工質(zhì)量是否達(dá)到預(yù)期要求的關(guān)鍵，而橋梁設(shè)計(jì)的可靠性的實(shí)現(xiàn)總是要以理論研究和工程實(shí)踐相結(jié)合，設(shè)計(jì)人員掌握的理論研究知識(shí)越豐富，主觀經(jīng)驗(yàn)越少，所做的橋梁設(shè)計(jì)則越合理，橋梁設(shè)計(jì)的可靠性越高。本文主要對(duì)提高橋梁設(shè)計(jì)可靠性措施進(jìn)行了分析探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；可靠性；現(xiàn)

2、狀；改進(jìn)措施 </p><p>　　中圖分類號(hào)：K928文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　隨著城市建設(shè)的不斷深入，城市橋梁在城市中應(yīng)用越來越廣泛，不僅為人們的出行帶來了巨大的便利，同時(shí)還可以給人一種美的享受。但是在城市橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，由于對(duì)荷載或結(jié)構(gòu)抗震等分析不夠全面，非常容易導(dǎo)致城市橋梁施工過程或

3、使用過程中出現(xiàn)各種問題，從而給人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全帶來威脅，因此，在城市橋梁設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)相關(guān)的問題進(jìn)行有效地分析和解決就顯得非常有必要。 </p><p>　　一、城市橋梁設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn) </p><p>　　所謂城市橋梁就是指在城市中，建設(shè)在城市河道上的橋梁或者道路與道路之間的立交橋、道路跨越鐵路的立交橋以及人行天橋都屬于城市橋梁，它可以分為永久性和半永久性兩種橋梁，對(duì)于那些臨時(shí)性的橋梁、鐵

4、路橋或涵洞等都不屬于城市橋梁的范疇。單純的從橋梁的自身結(jié)構(gòu)而言，城市橋梁和公路橋梁設(shè)計(jì)上并沒有明顯的區(qū)別，只是橋梁所處的位置和自身的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求存在一定的差異。表1為橋梁按總長(zhǎng)或跨徑的分類。 </p><p>　　表1橋梁按總長(zhǎng)或跨徑分類 </p><p>　　城市橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)必須滿足城市建設(shè)規(guī)劃及交通發(fā)展需要，然后遵循節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、抗震安全、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、美觀大方的原則進(jìn)行認(rèn)真的設(shè)計(jì)

5、。 </p><p>　?。?）城市橋梁設(shè)計(jì)受到很多因素的影響，最重要的是城市橋梁設(shè)計(jì)必須滿足基本的城市交通要求以及道路規(guī)劃設(shè)計(jì)，此外，周圍建筑物以及地下管線等因素也會(huì)對(duì)城市橋梁設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響。 </p><p>　?。?）城市橋梁設(shè)計(jì)還會(huì)受到城市布局、占地以及接線高度等限制，因此，城市橋梁設(shè)計(jì)時(shí)大多選擇梁式橋，而且多為結(jié)構(gòu)較為輕巧的中等跨度橋。 </p><p&g

6、t;　?。?）城市橋梁設(shè)計(jì)中由于地下管線較為復(fù)雜，所以橋梁的跨徑、下部結(jié)構(gòu)布置等都會(huì)受到一定的影響，此外，橋梁樁基的位置以及樁基承臺(tái)的高度等也會(huì)受到較大的限制，所以城市橋梁在設(shè)計(jì)時(shí)多采用異形承臺(tái)、大跨度承臺(tái)的設(shè)計(jì)方式。 </p><p>　　（4）城市橋梁設(shè)計(jì)也應(yīng)該重視美觀，城市橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)該盡量做到與環(huán)境協(xié)調(diào)，保證橋梁與城市融為一體，重視橋梁設(shè)計(jì)的精巧、細(xì)致和觀賞效果。 </p><p>

7、　?。?）城市橋梁的設(shè)計(jì)會(huì)因?yàn)榉篮樗桓叨?、周圍路網(wǎng)等因素限制，城市橋梁的標(biāo)高、跨徑組合等重要的結(jié)構(gòu)體系選擇會(huì)受到較大程度的限制。 </p><p>　　二、橋梁設(shè)計(jì)可靠性現(xiàn)狀 </p><p>　　1、橋梁設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低 </p><p>　　我國(guó)建國(guó)初期建造的橋梁由于受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件的局限，制定的橋梁相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)相應(yīng)的較低，同時(shí)處于對(duì)資源匱乏和實(shí)用性的考慮，橋梁的

8、設(shè)計(jì)載荷標(biāo)準(zhǔn)也做了相應(yīng)的降低。但隨著我國(guó)交通運(yùn)輸需求的增加，橋梁所承受的載荷也迅速增加，這樣必然對(duì)橋梁的荷載等級(jí)提出了新的要求，而很多城市或交通系統(tǒng)仍然沿用著之前的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)，這樣之前已建的橋梁或以老的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)建造的橋梁已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)階段交通發(fā)展的需求，從而給橋梁可靠性帶來隱患，這樣的橋梁一旦投入使用必然會(huì)帶來交通安全問題。 </p><p>　　2、施工和管理水平較差 </p>&

9、lt;p>　　在橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域存在的最為關(guān)鍵的問題是在很多在建或剛建不久的橋梁施工過程中存在著質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的情況，尤其是在橋梁結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量保障上存在問題，使得材料強(qiáng)度不足或施工工藝不合理，有的甚至偷工減料、以次充好，這些問題會(huì)給橋梁的安全性和可靠性埋下難以預(yù)料的隱患，有很多橋梁的突然破壞或倒塌事故究其原因都在于此。 </p><p>　　3、橋梁設(shè)計(jì)不合理 </p><p>　　在橋

10、梁設(shè)計(jì)過程中，一般關(guān)注的重點(diǎn)是以規(guī)范為基準(zhǔn)的橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、材料選用、結(jié)構(gòu)維護(hù)以及結(jié)構(gòu)的耐久性等方面的考慮較少，這使得橋梁從設(shè)計(jì)、施工到投用的過程中容易受到人為因素的影響，引發(fā)橋梁綜合計(jì)算達(dá)不到可靠性要求的情況出現(xiàn)，再加上設(shè)計(jì)人員實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的薄弱，尤其是在大多數(shù)的橋梁設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)思路上總是以靜態(tài)的思維去解決發(fā)展變化的技術(shù)問題，而橋梁的使用環(huán)境不盡相同，差異化的使用環(huán)境對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)有著截然不同的影響，而規(guī)范只

11、是一種指導(dǎo)性的規(guī)定，無法代替設(shè)計(jì)人員去解決千差萬別的實(shí)際問題，規(guī)范修訂或更新再及時(shí)，也不可能總能夠適應(yīng)材料、技術(shù)工藝的革新和發(fā)展，而材料、技術(shù)、工藝的革新和發(fā)展勢(shì)必會(huì)對(duì)橋梁設(shè)計(jì)提出一些新的要求，但是當(dāng)前的很多設(shè)計(jì)都以靜態(tài)設(shè)計(jì)為主，對(duì)橋梁建成時(shí)期結(jié)構(gòu)的工作和服務(wù)能力方面的關(guān)注較多，而對(duì)其服役期內(nèi)性能隨時(shí)間延長(zhǎng)而發(fā)生劣化問題關(guān)注不夠。在經(jīng)濟(jì)效益方面，對(duì)橋梁的建造成本的考慮較多，而對(duì)運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本和使用期限所產(chǎn)生的相對(duì)成本效益缺乏足夠的重視。

12、</p><p>　　4、耐久性考慮不足 </p><p>　　當(dāng)前在橋梁設(shè)計(jì)中存在著一種不合理的傾向，就是在設(shè)計(jì)過程中比較注重或關(guān)注橋梁的耐久性，并只是將其作為一種概念，而對(duì)橋梁使用年限的問題沒有提出明確的要求，再加上對(duì)耐久性缺乏專門的設(shè)計(jì)，沒有從材料選用、結(jié)構(gòu)優(yōu)選和環(huán)境差別等方面對(duì)耐久性的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行必要的考慮。 </p><p>　　三、改進(jìn)及完善橋梁設(shè)計(jì)的有效措

13、施 </p><p>　　1、加強(qiáng)研究疲勞損傷 </p><p>　　絕大多數(shù)橋梁所承受的基本上均是動(dòng)荷載諸如車輛荷載以及風(fēng)荷載，在結(jié)構(gòu)內(nèi)會(huì)有不斷變化循環(huán)的應(yīng)力產(chǎn)生，不僅會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)，而且還會(huì)造成橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞累積損傷。正是因?yàn)闃蛄菏┕み^程中所使用的施工材料缺乏連續(xù)性和均勻性，常常有著諸多微小缺陷存在，在循環(huán)不斷的荷載作用下，所存在的微小缺陷會(huì)不斷的合并且發(fā)展，最終形成損傷，同時(shí)

14、在材料中還會(huì)有宏觀裂紋的形成。如果不能有效的控制宏觀裂紋，那么非常容易導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)及其材料的脆性斷裂。往往不容易將早期疲勞損傷檢測(cè)到，但是其會(huì)帶來災(zāi)難性的后果，所以，必須高度重視橋梁的疲勞損傷，并且加強(qiáng)對(duì)疲勞損傷的研究。 </p><p><b>　　2、防范超載問題 </b></p><p>　　汽車超載的情況主要有以下幾方面：（1）橋梁上的過往車流量大于原設(shè)計(jì)的車

15、流量；（2）以往修建的老橋梁仍然負(fù)載超齡運(yùn)營(yíng)；（3）車輛違規(guī)超載。前兩種原因是交通量增加和設(shè)計(jì)荷載變化所導(dǎo)致的，而后者則是行駛者違法超載運(yùn)行的結(jié)果。橋梁超載會(huì)大幅度的加大橋梁疲勞應(yīng)力，在很大程度上加劇了疲勞損傷，甚至還會(huì)因車輛超載導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)破壞。與此同時(shí)，因?yàn)檐囕v超載所導(dǎo)致的內(nèi)部橋梁損傷是無法恢復(fù)的，即使在正常荷載下也將勢(shì)必使得橋梁的工作狀態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而對(duì)橋梁的耐久性及安全性帶來危害。比如，一直以來混凝土橋梁被認(rèn)為有著較強(qiáng)的耐久性，

16、然而在超載作用下，就會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，即便是在卸除荷載后，也無法修復(fù)內(nèi)部混凝土的發(fā)生的結(jié)構(gòu)損傷。 </p><p>　　3、重視結(jié)構(gòu)的耐久性 </p><p>　　在建造橋梁及使用橋梁的過程當(dāng)中，往往難以避免的會(huì)受到有害物質(zhì)、外界環(huán)境對(duì)橋梁的侵蝕，而且還需要承受地震、車輛、超載、疲勞、人為因素及風(fēng)等外來因素的影響，與此同時(shí)，建設(shè)橋梁所使用的材料性能也會(huì)有退化問題的出現(xiàn)，進(jìn)而使得橋梁各個(gè)部位出

17、現(xiàn)程度不同的劣化及損傷。從上世紀(jì)八十年代，在我國(guó)國(guó)內(nèi)的大跨橋梁領(lǐng)域便對(duì)大量的斜拉橋加以修建，目前許多斜拉橋相繼出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)p害甚至倒塌，由于拉索耐久性的問題，許多橋梁不得不對(duì)拉索提前予以更換，既增大了經(jīng)濟(jì)損失，又影響了使用。因此，在設(shè)計(jì)橋梁的過程中，橋梁設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)耐久性問題提起高度重視，除了要考慮材料和施工等因素的影響之外，還應(yīng)當(dāng)考慮橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面所存在的缺陷。 </p><p><b>　　結(jié)束語

18、 </b></p><p>　　總之，從一定意義上講，城市橋梁代表了一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及現(xiàn)代化程度，如何更好的在保證設(shè)計(jì)技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，滿足城市發(fā)展的需要，成為業(yè)內(nèi)人士考慮的重點(diǎn)，作為緩解城市交通壓力重要手段，城市橋梁建設(shè)會(huì)日益增多，設(shè)計(jì)、施工工藝也會(huì)變得越來越科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p>