桥梁设计之我见
2016-07-05
近几年来,随着经济的发展和国家的财政的而支持,我国的桥梁基础设施建设在逐渐的加大投入,桥梁工程的发展和规模也令世界瞩目。许多桥梁设计表面上大都达到了设计规范强度指标,也逐步实现了人们所关心的的适用、经济、安全、美观等要求,但实际使用过程中在桥梁的设计和改进中就不同程度地出现了影响桥梁结构安全问题,制约着着国民经济的发展和人民的生命财产安全。
1、桥梁设计简要概述
设计是桥梁工程的灵魂,它在很大程度上决定了桥梁工程的质量、造价、施工难易程度和工期长短等。缺少创新意识、经济指标跟不上以及设计观念落后造成的资源浪费、安全性问题已经对我国桥梁工程技术进步带来许多负面影响。近年来,我国许多桥梁设计表面上大都达到了设计规范强度指标,但实际使用过程中部分桥梁仅仅几年时间就不同程度地出现了桥梁结构安全问题。国内现行规范对桥梁设计提出的要求是适用、经济、安全、美观,这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。具体的设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。然而在国内的结构设计过程中,有这样的倾向:设计中考虑强度多而考虑耐久性少,实际上目前的桥梁设计中,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）;重视强度极限状态而不重视使用极限状态;重视结构的建造而对于后期的养护、维修等的长期综合成本缺乏考虑。现在,这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果。因此,在道路桥梁设计时应该综合考虑构造、材料等因素,采取切实措施加强桥梁结构耐久性设计,此外,还应须知,环境不同、使用条件不同、设计对象不同,设计要求也就不同,桥梁结构体系的布局和构造等方面也要随之进行调整。科学合理的道路桥梁结构设计除必须满足桥梁设计规范基本要求之外,还要求桥梁设计人员具有较高的专业素质、丰富的设计经验和正确的实践判断能力。
2、桥梁设计存在的问题剖析
2.1 道路桥梁设计方案缺乏创新
随着经济的飞速发展,桥梁建设规模日益加大,社会对桥梁的设计标准提出了更高层次的要求。然而,在设计方面,许多城市仍在沿用过去的桥梁设计方案,原有的设计理念已经无法满足现实的交通状况。桥梁设计方案需要创新,但现实却不容乐观,桥梁设计在新材料、新结构和新工艺等方面的运用不足。由于桥梁设计周期时间太短、承接的任务量过重、盲目的追求经济效益,而导致桥梁设计单位没有充足的时间进行研究更有方案,只能按照原来的旧方案实施。
2.2 设计理论和结构构造体系不够完善,存在缺陷
在桥梁设计领域,特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多需要改进的地方。在结构设计方面,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。我国的桥梁设计理论和构造体系仍不完善,现实中,设计人员大多会认真考虑道路桥梁结构强度的计算结果设计要满足规范的要求和对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构构造、结构维护、结构材料、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中可能经常会出现的各类人为因素等方面综合性考虑不够全面,比如桥梁设计过程中,道路桥梁的计算图式和实际路线不够明确,使得局部受力过大,再如混凝土等级过低,保护层厚度过薄,钢筋直径过小构件截面过薄;这些都削弱了结构耐久性,会严重影响结构的安全性。道路桥梁设计过程中,如果设计人员工作态度不严谨,计算出现失误等,就更会直接造成道路桥梁的安全隐患问题。然而规范再详细也不能同时解决所有的问题,也适应不了新知和新技术的更新发展要求。所以设计人员在桥梁设计中,要从材料、构造等多个角度去加强措施,确保结构的持久性。
2.3 桥梁施工和管理水平不足
桥梁的突然破坏与倒塌,已使工程界对桥梁安全性问题倍加关注。对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌,工程界则认为:主要是由于管理水平低造成的,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;也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题,大量的桥梁在没有达到预期使用寿命时,就出现了病害对桥梁安全造成致命的损害。特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题,这也与施工质量低下有重要关系,典型的问题有钢筋保护层不足及目前广泛存在于施工现场的严重的构件开裂。这些施工上的缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的响但却会对结构的长期耐久性影响很此外,工程施工的材料以次充好,钢筋保护层不做,有些施工现场的构件开裂等,这些都造成了典型的桥梁工程事故,从而对梁的耐久性产生了不利的影响。
3、改进桥梁设计的建议
3.1 提高道路桥梁设计水平
桥梁设计水平是决定道路桥梁工程成败的关键所在,提高桥梁设计水平,要牢固树立“质量为本的”的观念,要给桥梁设计单位充足的时间,认真地进行科学合理的设计,减少因时间的匆促而造成的设计方案的缺陷;桥梁设计方面,设计单位要采用高度发展的计算机辅助手段精心设计,进行有效的快速优化和仿真分析,运用智能化制造系统在工厂生产部件,利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。要克服设计、施工周期短,中标价格低等不利因素,全力打造精品工程。加强桥梁设计在新材料、新结构和新工艺等方面的运用,设计人员根据项目工程实践选择优化的方案,不能纯粹模仿原有的设计方案,敢于创新,同时更要熟悉施工工作,尽量选择施工风险较小、施工质量易于检查、控制的结构和施工方法。设计人员严谨认真的精神,对于重大工程和工程关键部分,一定要对此核算,认真把关,杜绝因计算结果有误而引发的事故发生。
3.2 加强桥梁验收工作,重视桥梁维护
新建桥梁在竣工后要对现场施工质量进行重点监控,在验收时尤其是一些关键项目的检测极为重要。例如,墩台的设计、桥梁结构的固有频率、混凝土的强度等,要将这些作为技术资料存入到竣工档案,来为今后的桥梁检测提供一些可靠的数据。在对旧桥梁进行加固和改造时,要选择那些技术装备齐全的施工队伍进行,确保工程顺利进行。
参考文献
[1]李敏.我国桥梁设计的现状和发展[J].桥梁建设,2008.
[2]张成.公路桥梁设计[M].黑龙江人民出版社,2007.
