公路桥梁设计的安全性和耐久性研究论文_司同

公路桥梁设计的安全性和耐久性研究论文_司同

(枣庄市路达公路勘察设计咨询有限公司,山东省 枣庄市 277800)

摘要:20世纪80年代至今是一个桥梁飞速发展的时代,公路在我国快速发展,人们对公路桥梁结构的标准化技术研究和设计的热情日益高涨,越来越多的桥梁需要我们去设计和建造。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。文章针对国内公路桥梁的安全性和耐久性问题提出了几点措施和建议。

关键词:公路桥梁;安全性;耐久性

一、公路桥梁在设计与施工过程中存在的问题

1.1缺乏完善的设计理论

就目前情况来看,我国公路桥梁的设计存在的首要问题就是缺乏完善的设计理论,即设计人员在设计公路桥梁的结构时,没能平衡好强度与耐久性两者之间的关系,过分注重公路桥梁的强度而忽视了公路桥梁耐久性这一问题。实际上,对于整个桥梁结构来说,它的生命周期中最重要的是其相关的使用性能而不是强度性能,但国内的桥梁设计师在进行结构的设计时,往往轻视了公路桥梁在使用方面的极限状态而过分注重它在强度方面的极限状态,最终导致的结果是在结构建造完成后缺乏对其进行定期的维护。也就是说,目前我国的公路桥梁设计师对桥梁结构设计的耐久性的理解尚不够正确和全面,只是把其当作一个普通的概念来关注。在公路桥梁耐久性方面没能进行一个专门的设计,对于其使用年限的要求也没能明确提出来。工程事故的频繁发生,从某种程度上讲,它也是由设计理论的不完善而造成的。

1.2缺乏合理的设计方案

在公路桥梁的结构设计过程中,首先,最重要的是对结构方案的选择,而选择这一方案的首要标准就是要考虑到该方案是否经济合理;其次是在构建、连接的设计以及结构分析的过程中,要取用可靠性指标以及规定好的安全系数,从而确保这一结构设计的安全性。但部分设计人员在结构的设计过程中往往忽视了从结构的耐久性、结构的维护、结构的构造、结构体系等几个方面去加强所设计的结构的安全性,而只是停留在强度计算方面的安全需要。这样做的结果往往是造成了公路桥梁结构的延性和整体性的不足。并且桥梁的设计没有明确好受力路线以及计算的图式,使得公路桥梁的局部受力不均衡。此外,在混泥土材料的使用方面,其保护层没有足够的厚度,钢筋也不够粗,混泥土的强度不够等因素,使得公路桥梁的安全性与耐久性受到了很大的影响。

二、引发公路桥梁设计安全性与耐久性变低的因素

2.1公路桥梁设计要求不高,存有安全隐患

不少城市在建设公路桥梁时,尤其是农村公路桥梁建设时,存在设计审查不严,借用资质以及超资质设计现象严重,为了迎合业主节约资金的要求,仍然沿用以前的设计标准来开展桥梁的设计施工。而以前的设计标准已经跟不上现代化进程的需求,这是因为车辆数量的增加使得使得社会对公路桥梁的承压能力等级要求也越来越高,如果只为节省资金而照用以前公路桥梁的设计标准,那么完成的交通工程就很有可能存在质量隐患,威胁着人们的生命安全。

2.2公路桥梁的设计方案不完善

对公路桥梁进行设计时,在把握其结构的科学性、高效性、合理性、稳定性的基础上,开展公路桥梁各种基础设施的设计,并要采取质量可靠规范的施工材料以及接卸设备,使得公路桥梁整体结构具有良好的安全性与耐久性。然而在实际公路桥梁施工设计时,一些设计单位为节约投入资金,减少勘察工程量,不注重地质勘察,忽视了地理环境对结构的影响,致使耐久性变差,影响了使用年限,存在安全隐患问题。

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2.3公路桥梁设计施工对质量管理控制不力

所用建筑材料质量低下、施工技术手段不先进、没有相应的管理机制、规划的预应力受力方向不科学等等,造成公路桥梁的质量不能满足现代交通设施的要求,危害着公路桥梁的安全性与耐久性,这样设计的桥梁大多在通行不到一年就出现损坏、路面破损开裂、结构劣化等问题,严重影响了交通状况。

三、提高桥梁安全性、耐久性的措施

3.1科学使用材料

在提高桥梁安全性方面钢筋混凝土的质量与合理的使用方法都是极其重要的,桥梁结构的适用性、安全性、耐久性都与钢筋混凝土的质量息息相关,混凝土材料的组成是影响其耐久性的主要因素,混凝土水泥的用量、水和灰的比例以及强度的等级都是影响耐久性的因素。桥规JTGD62对公路桥梁耐久性的设计进行了基本的规定,其内容包括在在不同的环境下结构混凝土的基本要求、最大水和灰的比例、最小水泥用量、最大氯离子和碱含量以及最低的强度等级都进行了限定,为了保证桥梁的安全性和耐久性都符合要求在实际设计施工过程中必须都要严格执行。混凝土的耐久性主要应该做到以下两点,第一为了防止钢筋锈蚀的现象发生,应该加大混凝土保护层;第二控制或者是防止混凝土出现裂缝。在施工过程中应该控制混凝土出现裂缝,首先是要按照规范的要求正常使用规定的裂缝,其次是要采取构造措施,从这两方面提高桥梁安全性和耐久性。

3.2合理选择结构设计方案

只有适合的结构设计方案才能够保证桥梁的安全性和耐久性达到要求,所以如何做好合理选择结构设计方案是极其重要的。大跨度桥梁和标准跨径桥是桥梁结构设计的主要形式,其中大跨径桥梁的控制因素各不相同,所以在进行方案选择时也是不同的,个性特征较强;而对于标准跨径桥而言则有很多共性的特征。在实际的方案选择过程中由于标准跨桥梁施工较为方便简单,并且又经济实惠,基于这些优点所以应用较为广泛,而大跨径桥梁的设计方案则很少采用。因此,在实际桥梁设计施工过程中根据实际情况选择最佳的结构设计方案是桥梁质量得到保障的重要内容,也是关键。

3.3严禁桥梁超载现象发生

在实际的交通运输过程中桥梁超载情况较为常见,尽管一直以来相关部门都进行严格的限制和惩罚,但是却仍然有很多车辆存在侥幸的心理,忽视超载导致的安全危险。桥梁超载可以分为三种形式,第一种方式为桥梁的实际车流量大于设计所能承受的最大车流量;第二种为车辆违规超载;第三种是早期修建的桥梁超过了使用年限,但是相关部门没有采取措施而是继续负载运行。其中最为普遍的是车流量超载和车辆违反交通规则超载这两种,另外,导致老桥超龄负载和车流量超载的主要原因就是设计荷载随着时间才变化而变化,外加交通量的不断增加。

3.4提高耐久性设计的重视程度

桥梁结构在设计过程中设计人员往往更加注重安全性的达标,对于耐久性则会忽视,但是桥梁的设计不能够只看到竣工之后安全性的达标,更加要注意的是在投入使用之后桥梁必然会受到外界自然环境的影响,例如:雨水的腐蚀、风力的影响以及其他化学物质的腐蚀等。人为因素的影响也是很关键的,车辆的超载致使桥梁疲劳运营,在某些特殊地区还会受到地震的损害,这些因素在桥梁设计施工时往往是不会有明显作用的,都是在桥梁经过长期的使用之后才会表现出来,但是这些因素都会对桥梁造成不同程度的损害,既影响桥梁正常使用又降低了经济效益,发生这种现象的主要因素究其根本就是在设计方面对耐久性的重视程度不够。

结语:

总的来说,我国目前的公路桥梁设计存在的主要问题就是桥梁结构的适用性差、施工材料的不规范不达标、安全性和耐用性差等多种问题。因此,在桥梁的设计与施工过程中,我们要善于发现这些问题,结合现有的科技水平和施工人员的接受程度,通过对桥梁疲劳、超载等问题的重视,选择有效的设计方案,确保了公路桥梁耐久性与安全性的实现。

参考文献

[1]梁艳军.从辽宁省滨海路设计看桥梁的安全性和耐久性[J].科学与财富,2017(12)

[2]严慧忠,娄政.关于公路桥梁设计施工中的安全性思考[J].科技信息,2016(9)

[3]李欣乐.关于公路桥梁混凝土工程结构耐久性的研究[J].大科技,2016(4)

论文作者:司同

论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年11月下

论文发表时间:2019/8/26

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