淺談橋梁設計問題
2015-04-03
一、引言
橋梁是公路工程建設中的重要組成部分，因此在道路施工建設中占有非常重要的地位。我們設計人員在進行橋梁工程的設計中，必須使用精確的工程力學知識以及設計能力，將設計過程需要將影響元素考慮周到。防止考慮不周或者疏忽造成我們設計的橋梁在以后投入使用時事故的發(fā)生，影響到我們對于橋梁的使用，甚至危害到人民群眾的生命、財產(chǎn)安全，影響經(jīng)濟的發(fā)展。
設計時我們必須根據(jù)橋梁的具體情況進行具體的設計，充分的考慮日后在使用過程中可能受到的環(huán)境以及有害化學物質(zhì)的侵蝕等，還要嚴密、認真的計算橋梁所需要承受車輛、地震、風以及水流沖擊等荷載因素對于橋梁的影響。我們還要考慮到所用建筑材料的老化因素，防止橋梁結(jié)構(gòu)各個部分的損傷和劣化程度不同引起的事故。
能夠影響橋梁質(zhì)量的諸多因素之中，橋梁的結(jié)構(gòu)設計是決定橋梁耐久性的重要決定性因素。因此除了保證施工中的質(zhì)量，還可以通過在設計中加強橋梁的耐久性和荷載量來保證橋梁的安全使用。
二、橋梁設計中存在的問題
1、設計理論與結(jié)構(gòu)構(gòu)造設計方面
對橋梁耐久性以及安全性影響最主要的因素是是設計問題，因此結(jié)構(gòu)設計首要做到的就是選擇經(jīng)濟、合理的結(jié)構(gòu)設計方案；其次就是進行結(jié)構(gòu)分析，構(gòu)件和與連接方面的設計，我們必須充分的考慮力學結(jié)構(gòu)等影響因素，保證橋梁能在使用期內(nèi)良好、正常的使用；而且我們還要按照規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)以及可靠性指標等作為橋梁設計的依據(jù)，確保其結(jié)構(gòu)的安全性。
橋梁設計的實際工作中，很多設計人員通常僅僅注重設計規(guī)范中對于結(jié)構(gòu)強度的要求以橋梁的強度，卻忽視了其他因素對于橋梁結(jié)構(gòu)的影響。例如：結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)耐久性、結(jié)構(gòu)維護等問題，都沒有得到設計人員的重視，這些問題都是非常重要的，在設計、施工以及以后的使用中常常出現(xiàn)的一些人為問題，會嚴重影響到橋梁的安全性能和結(jié)構(gòu)性能。
在有的設計方案中，橋梁結(jié)構(gòu)的整體性與延性不夠，并且冗余性較?。皇芰β肪€與計算圖式不明確也是個非常嚴重的問題，很有可能造成橋梁局部受力過大，影響到橋梁的使用；橋梁施工中的建筑材料質(zhì)量也是影響橋梁結(jié)構(gòu)耐久性與使用安全性的重要因素。例如鋼筋直徑過細、混凝土強度等級過低、構(gòu)件截面過薄等，這些問題都可以在一定程度上影響到橋梁的耐久性。因此橋梁結(jié)構(gòu)耐久性問題已經(jīng)成為我們設計人員所面臨的一個最現(xiàn)實的問題。
2、橋梁施工與建筑管理水平方面
由于國內(nèi)外一些橋梁發(fā)生了突然的破壞甚至倒塌，造成我國橋梁的建設質(zhì)量問題成為社會所關注的焦點。然而對于橋梁發(fā)生垮塌的問題，很多人都會想到的一個關鍵因素就是施工，但是，設計與施工都是非常重要的影響因素，也僅僅只有在這兩個方面才可能造成橋梁發(fā)生安全事故。對于一些在短期內(nèi)發(fā)生的例如突然的破壞或倒塌，其主要原因就是因為施工質(zhì)量不達標造成的，橋梁在施工過程中沒有按照規(guī)范與設計要求進行，例如建筑材料強度不夠、施工工藝不符合要求等，都可能導致橋梁出現(xiàn)質(zhì)量問題。
一些橋梁在建設驗收使用后不久，也出現(xiàn)了影響其正常使用的質(zhì)量問題，對于還沒有達到設計使用年限的橋梁就出現(xiàn)嚴重的耐久性不足的問題，這些都與橋梁施工質(zhì)量有很大的關系，例如鋼筋保護層不足、混凝土配合比、水泥選用、振搗與養(yǎng)護不當以及預應力施加不合理等原因都可能導致橋梁質(zhì)量問題。
三、對于橋梁設計中的問題的預防措施
1、重視地區(qū)氣象因素的影響
橋梁隨著公路道路的延伸而出現(xiàn)，因此地理位置因素決定了橋梁所需要承受的氣候特征，地區(qū)氣候?qū)εc橋梁建筑的影響是我們設計人員必須充分考慮的一個非常重要的因素。特別是結(jié)構(gòu)設計與材料標準的確定，都與氣候因素有關，例如地區(qū)的年降雨量以及無霜期等都是我們橋梁設計者應該重點考慮的因素。在一些橋梁工程設計中，設計師應該根據(jù)具體的橋梁進行具體的工程設計，并且還要在設計時充分的考慮到地區(qū)環(huán)境影響以及氣候因素中有害化學物質(zhì)對橋梁的侵蝕，考慮到橋梁所需要承受的車輛、疲勞、超載、風、地震以及人為因素等的損害，只有了解橋梁設計中存在的不利因素，并針對其進行防治才能確保橋的持久與耐用使用。
2、對于橋梁結(jié)構(gòu)的精確設計
我們對橋梁各個結(jié)構(gòu)部分進行較為精準的設計可以有效的防止橋梁質(zhì)量問題的發(fā)生，例如橋梁的總跨徑、橋梁的孔徑、橋梁標高、橋梁橫斷面、橋梁的平面等，我們可以參考下表對以上各部分進行設計，已達到預防橋梁質(zhì)量問題的發(fā)生：
3、加強對于疲勞損傷的研究
疲勞損傷是橋梁設計中的核心問題，我們橋梁設計人員必須將對橋梁疲勞損傷的研究加入到混凝土結(jié)構(gòu)之中，以防治鋼材出現(xiàn)開裂的情況。疲勞損傷時有結(jié)構(gòu)荷載造成的，我們必須對宏觀裂縫進行有效的控制，防治引起材料與結(jié)構(gòu)的斷裂。
四、總結(jié)
橋梁結(jié)構(gòu)的設計、施工對于橋梁質(zhì)量控制是非常重要的，它的質(zhì)量好壞不僅直接關系到人們對橋梁的使用安全，而且對我國的經(jīng)濟發(fā)展有著非常重要的作用，因此我們要積極的借鑒國外的成功做法和經(jīng)驗，不僅要通過加強對于橋梁施工方面的質(zhì)量管理，而且還要同時從橋梁的結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造角度以及設計理念對橋梁的耐久性進行較為完善的設計，使我國橋梁設計方面能夠更上一層樓，加快我國橋梁設計水平的長遠發(fā)展。
參考文獻
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