(西安市城区市政养护管理公司,陕西省 西安市 710003)
摘要:本文主要针对影响路桥设计中安全性与耐久性的因素以及路桥设计中确保安全性和耐久性的措施进行简要分析。
一、市政路桥设计现状
目前,在市政路桥的新建、改建以及加固维修的各项工程设计中,多数设计者只是简单的在规范上满足了路桥结构强度安全性的要求,而忽略了路桥建设中的现实方面用于加强、保证结构安全性的要求。比如,在结构材料、施工过程中常出现人为的错误。有的计算受力路线不明确,使得局部受力过大;有的混凝土强度不够、钢筋过细、截面过薄、保护层厚度太小等等,这些都降低了结构的耐久性,严重影响了其安全性。部分路桥虽然满足了设计规范的强度要求,但是仅仅使用了5~1 0年就因耐久性问题而影响了结构的整体安全。结构的耐久性不足已经成为了一个最为现实的安全问题,在设计时应从材料和构造等方面采取措施,从而加强结构的耐久性。一份规范不可能包含设计人员需要解决的全部问题,更不可能满足信息化时代下新技术、新材料的要求。由于使用环境、使用条件、设计对象的不同,从而对结构产生的构造和布局的部分要求也不尽相同。因此,安全、耐久的结构设计不但需要满足规范上的要求,而且还需要设计者能结合自己的实践经验,从实际出发,提出更佳安全适用的设计。
二、影响路桥设计中安全性与耐久性的因素
2.1设计中没有充分的考虑路桥疲劳损伤程度
所谓的路桥的疲劳损伤是指动荷载(路桥结构所承受的车辆荷载和风荷载)在路桥结构内部产生一定的循环变化的应力,从而对路桥造成一定的结构振动和路桥损伤。路桥的损伤是由路桥存在的一些微小的缺陷逐步发展合并而成的,在很大程度上会造成材料和结构的脆性裂断。路桥疲劳损伤问题非常严重,常常由于该问题的存在,造成多起重大安全事故。而在实际的设计过程中,很多的设计人员却没有充分的考虑路桥的疲劳损伤程度,进而无法在结构上以及材料等设计方面进行考虑,最终导致路桥材料和结构的裂断。
2.2设计人员对安全性和耐久性的重视程度不足
在实际的路桥设计过程中,常常出现安全性及耐久性的问题,其主要的原因之一就是设计人员没有对路桥的安全性和耐久性进行高度的重视,在设计中没有充分的考虑路桥的安全性和耐久性问题。由于路桥所在地区的不同,地形环境也存在着很大的差异,一些路桥所在地区的地形环境非常的复杂,而在设计之前,设计人员没有进行充分的实地考察,没有了解到路桥所在地区的地质环境,导致在设计中出现纰漏,影响到路桥后期的使用,为人们的生命财产安全造成严重的威胁。
2.3设计理念和结构构造措施不完善
道路桥梁的设计要依据不同的场地条件和自然因素选择合适的桥型,结构设计过程的第一要务就是选择合适的结构形式,然后进行结构受力分析和构造措施设计。现阶段我国公路桥梁设计过程中存在一种很明显的倾向就是重视强度刚度设计,忽略安全耐久考虑。具体表现:很多设计人员在往往只重视单个构件的计算,却忽视了构件组成结构体系后整体的工作性能。有的结构整体受力图式或传力路线不合理,甚至畸形;有的结构选用的混凝土强度等级过低;有的结构保护层厚度不足、钢筋直径过小、截面尺寸过小。这些都严重影响构件的安全性和耐久性。规范规定,在进行桥梁结构计算时要考虑两种极限状态,即承载能力极限状态和正常使用极限状态。
2.4设计中没有对材料进行重点的要求
路桥实际的安全性和耐久性的良好与否与材料有着很大的关系。很多路桥设计人员也充分的了解这一点。但是,在进行路桥设计的过程中,却没有在设计图纸上重点说明路桥的哪个部位需要应用哪些的材料,以确保路桥的安全性。进而导致在进行路桥施工的过程中,施工人员在应用材料的过程中出现了盲目性,严重的影响到路桥的安全性。
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2.5设计中缺少后期养护维修工作
虽然当前市政路桥都有对车辆超载的明确规定,但是还存在着部分汽车超载的现象,汽车超载现象不仅会缩短市政桥梁使用年限,更会加快疲劳损伤问题的发生速度。而造成汽车超载现象严重影响到市政路桥安全性与耐久性的主要原因为:当前在市政路桥前期设计工作中,相关工作人员仅仅考虑到了市政路桥施工因素,并没有设计后期养护与维修工作,因而造成市政路桥的养护与维修工作明显不足。
三、提高路桥安全性与耐久性设计的策略
3.1高度重视路桥的载荷情况
现阶段,在城市交通当中,超载问题相对较为常见。目前路桥的超载情况共分为以下三种:其一,行使车辆出现超载现象;其二,路桥的实际车流量大于原设计方案;其三,路桥超寿命使用。当路桥出现超载现象时,其桥梁的损伤程度将出现相应的提升,当超过其一定限度时,将可能导致破坏性事故的出现。而且超载所导致路桥结构的损伤往往存在于其结构的内部,这就对路桥的使用性能产生较大的影响。因而在设计的过程中,应重视路桥的载荷情况,结合其损伤的原因,制定出具有针对性、科学性的解决方案。
3.2对于安全性与耐久性设计来说防水是重点内容
桥梁方面防水层尤为重要,建议桥面铺装层与主梁之间加设防水混凝土层的设计,可以进一步提高整个桥梁工程的防水性能,但是设计人员要意识到该种刚性防水层在开裂情况下的防水性能会下降,所以本文提出设计人员在该种设计理念下可以考虑使用防水混凝土与防水层相结合的方式,利用双层防水层来进一步提高桥梁工程在运行阶段的安全性与耐久性。道路方面水是危害路基的主要自然因素。几乎任何一种病害都不同程度地与地表水和地下水的侵蚀有关。稳固的路基对保证道路的使用性能和使用寿命具有十分重要的意义。设计时路基填料选择水稳定性较好的填料,同时做好路基排水设计。
3.3主要结构设计方面
桥梁设计中主梁设计质量则关系到其能否满足使用要求,主梁作为整个结构体系中最为关键的承力构件,设计人员在设计阶段要对其整体和局部进行综合分析,并且要充分考虑主梁在工程使用阶段容易出现的积水等问题,避免积水灌满箱体而导致主梁预应力受到损伤,所以对于设计人员来说其在设计中要充分考虑一些细节问题。道路设计中道路结构层、边坡设计等都对安全性与耐久性有重要影响,应重视起来。
3.4根据市政路桥设计结构,设计养护维修周期
对于市政路桥来说,养护与维修工作必不可少,为了使工作人员能够更加重视该项工作,减小在后期使用过程中出现的问题,设计人员就要根据市政路桥设计结构,合理设计出人员的养护维修周期。在具体设计时,应该考虑到以下几方面内容:一是市政路桥的使用状态。在前期设计过程中,设计人员要通过以往的调查,分析该项工程后期可能出现的使用状态;二是结合使用状态,做好养护维修周期安排工作,从而保证工作质量和效率;三是做好养护维修工作任务设计,使工作人员能够更加重视该项工作,保证任务完成的质量,从而使工作人员能够在任务的约束下,及时发现市政路桥结构中存在的每一个细小缺陷,做好后期养护维修工作,保证市政路桥使用的安全性与耐久性。
结论
为了保证市政路桥设计的安全性、耐久性等达到预期效果,设计人员必须要积极转变自身观念,努力将高质量原材料应用到设计中,同时对设计思想进行更新,始终以发展的眼光看待路桥设计工作,保证路桥结构能满足城市发展要求。
参考文献
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[2]沈明亮.论述路桥设计中的安全性和耐久性[J].科技创新与应用,2014,11:157.
[3]傅立军.桥梁设计中的安全性与耐久性研究[J].品牌(下半月),2014,08:172.
[4]陈剑锋.路桥设计中的安全性和耐久性研究[J].江西建材,2014,04:193-194.
论文作者:王君
论文发表刊物:《知识-力量》2018年5月下
论文发表时间:2018/6/13
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