摘要:由于我国的人口数量处于不断的增长之中,给城市交通系统带来的压力也与日俱增。为了有效改善这一问题,就必须在公路和桥梁的设计阶段加以考虑,而桥梁荷载问题是其中的一个重点问题。客观来说,只有当桥梁的荷载能力得到保证的情况下,才能促使通行车辆获得安全、舒适的出行体验。因此,在桥梁的设计过程中,就必须考虑多方面因素,致力于提高桥梁的荷载能力。
关键词:桥梁设计;荷载;措施
引言:在桥梁设计中荷载问题是影响桥梁稳定与安全的关键因素,因此,设计人员要引起重视。结合作者多年设计经验,从桥梁设计中荷载要求与桥梁设计现状出发,对桥梁设计中荷载存在的问题进行讨论,从而给出针对性的处理措施,希望研究后能够有效规避设计过程中的载荷问题,提高设计水平,进而保证桥梁建设质量满足国家要求。
1桥梁荷载的划分桥
梁施工情况的测算内容,主要包含确定计算所使用的方法、分析其具体结构,以及得出最终荷载结果这三个部分。按照理念的区别,可以将其分为偶然荷载、可变荷载以及永久荷载三种类型。其具体特征如下:
1.1偶然荷载
偶然荷载的主要意义,是指在桥梁结构设计中,一般来说不会作为参考依据的一种类型,然而一旦真的出现,就会造成荷载数值的极大改变。并且这种偶然性的荷载出现时间不长,主要是由于水流中的漂浮物或是船只意外撞击造成的。
1.2可变荷载
这种类型的荷载通常会出现在桥梁的设计和后续使用环节中,其结构负荷值将会随着时间的增加而增加,并且其中存在一定的规律,需要通过测算得出最终结果。根据其作用于整个桥梁结构的影响大小,可以将其分为基本可变荷载和其他可变荷载。
1.3永久荷载
相较而言,永久荷载就是稳定性较强,在桥梁的设计施工过程中基本不受外界因素的变化影响,维持在平均数值上下浮动,且浮动范围很小的一种荷载类型。通常情况下,当桥梁结构的使用达到极限时,可以将施加于其中的压力看作永久荷载,从而起到更好的抗压效果。
2桥梁荷载设计存在的问题
2.1桥梁耐久性考虑不足
目前为止,我国许多桥梁都出现了耐久性经不起考验的问题。这主要是由于设计人员在制定施工方案时,忽视了桥梁本身结构抗压能力的问题,这就导致整个工程缺乏相应的加固手段,使得桥梁在后续投入使用之后,损耗速度极快,使用寿命大打折扣。
2.2桥梁设计标准较低
与此同时,受到我国基本国情的影响以及经济发展水平的限制,很长的一段时间内,我国在桥梁的设计与施工上都无法达到既定标准,要求普遍较低。很多时候为了能够最大限度缩短工程施工所需时间,就人为地新生了工程质量这一重要因素,影响桥梁投入使用后的安全。2.2.3桥梁承重能力设计不足现阶段,桥梁的承重能力和抗压能力是考量其质量水平的重要因素,而许多桥梁都存在着承重能力不足的问题,一旦过往通行的车辆重力超过桥梁的能力范围,就会造成桥梁结构不同程度的损坏,甚至减少其使用寿命,造成安全隐患的发生。
3提高道路桥梁荷载的主要措施
3.1按照桥梁荷载设计原则开展工作
在桥梁设计过程中,为了提高桥梁荷载的设计效果,需要按照以下两个原则进行设计。首先,在桥梁设计过程中,需要按照我国的相关桥梁设计要求,做好荷载设计的控制,确保各项设计系数满足安全固定,唯有如此才能保证桥梁结构设计更加安全、稳定合理;其二,在桥梁设计过程中,需要在保证桥梁子啊安全可靠的情况下,做好技术改进以提高,设计方案的质量,减少桥梁出现问题的几率,保证桥梁安全稳定。
3.2做好道路桥梁的耐久性设计
桥梁耐久性问题直接关系到桥梁荷载整体质量,一般情况下,导致桥梁耐久性不足引起荷载问题,主要是因为桥梁设计存在缺陷导致的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,在设计过程中,需要按照桥梁荷载要求,做好桥梁结构设计的选择桥梁结构耐久性以及设计都有自己的特点,它不能与常规的设计归为一类,所以,在进行设计时需要选择正确的技术标准以进行定量分析。另外,在桥梁设计过程中,还需要做好桥梁结构优化耐久性的设计,在针对荷载要求的基础上,全面做好材料的抗压测试与材料耐久性测试,通过材料设计提高桥梁耐久性,以促进桥梁荷载满足实际需求。
3.3做好桥梁冲击力设计
针对冲击力产生的作用,在设计过程中,需要结合道路建设的目标,在设计阶段中将质量目标体现建立,通过科学、合理的方式对冲击力进行计算,且通过先进的技术,模拟冲击力的程度,从而采取有效的措施进行解决,。例如BIM技术的应用,该技术能够实时模拟场景,通过该技术的应用能够直观的发现设计中冲击情况。
3.4做好公路桥梁的的位移设计
针对上述出现的位移问题,在桥梁设计过程中,需要采取措施对位移发生的现象进行控制,以保证桥梁荷载重量得到控制,在设计时,需要按照位移限制规定要求进行设计,同时在位移设计上,需要按照整体桥梁结构的形式进行调整,通过合理的设计提高桥梁荷载,以提高桥梁整体质量。
3.5做好公路桥梁的抗疲劳损伤设计
在桥梁设计过程中,需要做好桥梁抗疲劳设计,抗疲劳设计是能够提高桥梁整体质量的途径之一,但是,在抗疲劳研究过程中,不能单单在桥梁结构方面考虑,需要从多方面进行考虑,因为桥梁工程属于系统性的工程,任何一个位置出现差错就会出现质量问题,因此,在对疲劳损伤研究时,还要对局部损伤进行研究。同时,在桥梁荷载设计上,需要将桥梁疲劳损伤进行结合考虑,通过抗疲劳损伤的设计,减少桥梁承载力下降的情况产生,从而增加桥梁的承受力,提高桥梁的安全、稳定性。
4桥梁设计的人群荷载
桥梁设计当中的人群荷载,应当在人行道净宽度内做横向布置,而纵向需要施加在区段里的可以让主梁形成最不利荷载效应的点。人行桥梁的专用人群荷载标准值为3.5kN/m2。依据桥梁计算跨径实际取值的不同,人群荷载标准值也会随之变化,应当依照现实状况因事而定。
5车道荷载集中力取值的问题分析
冲击作用会对桥梁荷载形成巨大作用,桥梁结构、桥梁的跨度、桥梁的线路以及车辆类型等因素,都会在冲击力数值方面形成相当显著的影响。在冲击力涵盖竖向荷载时,需要将静荷载乘以冲击系数的结果作为最终取值。一般来说,桥梁跨中位置的周边是动位移最大的地方,但是对桥梁的振动频率并不会形成过于明显的影响。桥面的起伏是引发桥梁出现震动的内在因素,当桥面状况每况愈下,就增加了桥梁的震动幅度。当桥面情况越来越差时,桥梁的动力系数呈现出非线性增加现象,且表现出显著的幅度增加。所以,当计算冲击力时,切不可仅仅套用公式得出数据,而需要将全部因素纳入考虑,综合分析之后予以计算,继而得到准确的、切实的方案效果。
6针对桥梁设计中的荷载问题进行应对
首先,绝大多数的城市都是跨度小于50米的中小型跨度桥,荷载呈现出连续性,应当依照《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60―2015)的具体要求,即依据荷载5~50m跨度的内插开展荷载计算。其次,出于方便计算的考量,应当选择集中荷载组合及均布荷载模式进行荷载计算,这是荷载设计的最优性选择。
再次,依照桥梁方案的特殊性要求,在设计环节需要依照桥梁属性的特殊差异确定最适合的规范加以执行。
结语:总而言之,在桥梁设计过程中,桥梁荷载设计质量的高低,直接关系到桥梁的安全性与耐久性,因此,必须要重视桥梁荷载设计控制。在设计时,不仅需要考虑到车辆行驶带来的荷载,且还要对外部因素与内部因素带来的荷载进行分析,通过分析后选择正确的荷载规范与处理措施,以提高桥梁整体质量。
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论文作者:董营
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/17
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