摘要:在我国地域辽阔,山河交错,环境复杂,为了更好的连接各地区的交通网络,减少运输成本,加大物流运输效率,就需要建设桥梁工程用以跨越河流、山谷及其它人工构造物,达到减少公路里程并穿越障碍物目的。桥梁作为交通运输的基础,具有建设投资大,使用时间长的特点,损坏后不易修复等特点,所以在针对桥梁工程的耐久性上,要比其他建设工程考虑更多因素,并且在材料的使用上要尽可能使用物质属性稳定,受时间影响波动较小的材料。
关键词:桥梁设计;安全性;影响因素
1加强桥梁中的安全性设计的必要性
桥梁的安全性主要体现在其极限承载能力方面,而其结构的安全性则主要和结构的安全等级、结构重要性系数以及结构荷载组合等等都有关,而且相关的验算也主要从其结构的弯矩、应力、扭矩等多方面进行考虑。道路桥梁的耐久性则主要体现在桥梁正常使用的极限状态。相比于桥梁结构的安全性,桥梁的耐久性设计则更复杂,结构材料等级、优劣、组成有关,如最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量、最大碱含量等,验算时结构的裂缝、挠度等等都会对其造成影响。目前阶段,我国道路工程的建设数量以及规模都在不断增加,在社会经济快速发展的同时,公路工程建设与使用阶段也在不断地发生着安全事故。目前阶段导致桥梁工程出现安全事故的原因主要有以下两方面:第一,一些设计单位的方案中存在一定的缺陷,进而对桥梁设计的安全性与耐久性造成严重影响;第二,施工企业的能力不足,施工人员素质偏低,导致在实际的施工中埋下不同程度的安全隐患,对桥梁的质量造成严重影响。基于此,相关的管理部门不断加强桥梁工程设计,不断进行设计方案的完善,进而才能确保桥梁不会出现质量问题。
2桥梁设计安全性、耐久性存在的问题
2.1桥梁设计理论及桥梁结构体系存在问题
当前,我国在桥梁结构方面并没有比较完善的体系,进行桥梁设计的基础理论并不健全,这就使得设计者在进行桥梁设计时,没有具体的理论作为参考,片面追求桥梁的强度问题,忽视耐久性问题,使得桥梁在后期使用期间出现强度和耐久性问题。
2.2设计不够规范
由于缺乏比较科学的设计规范体系,造成了桥梁设计期间无法对每一个设计环节进行严格规范。桥梁的结构相对比较复杂,每一个设计环节都必须要有相关理论作为支撑,需要具有良好的质量保障体系。目前,我国相关设计单位在进行桥梁设计时,一般按照业主单位的要求进行设计,并使用他们自己的规范进行流程设计。这就使得在很多环节上存在疏漏,尤其是在一些细节之处容易出现问题,比如对钢筋强度考虑不足,使得钢筋后期磨损影响到桥梁的安全性和耐久性,甚至造成桥梁的崩塌。
2.3施工管理水平不高
相关单位在进行施工期间,容易对进度、成本进行压缩,使工程尽早完工,降低资金投入。但是这样做的结果,往往会导致施工期间相关标准要求没有落实,施工质量降低,桥梁质量变差。一般在施工期间比较容易出现的问题主要有材料强度不够和施工工艺未达标,以次充好、偷工减料会给桥梁的后期使用埋下隐患。
3桥梁工程设计中的安全性和耐久性设计方法
3.1重视耐久性设计
选择采用耐久性比较好的混凝土结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆作为桥梁的基本设施,选择耐久性较好的混凝土结构是确保桥梁耐久性的重要手段。作为桥梁设计人员,必须改变传统的桥梁结构设计的改变,提高对耐久性设计的重视。
3.2合理选择水泥骨料等
为保证混凝土具有良好的抗侵入性、体积稳定性和抗裂性,尽量采用水化热偏低的水泥,控制水泥细度及C3S含量,以避免早期强度较高和较大的水化热导致的早期开裂,任何提高早强的措施都不利于后期强度和耐久性,建议不掺加早强剂。宜采用低碱含量的水泥以克服碱骨料反应,最大碱含量不超过1.8kg/m3,水泥中氯离子总量不应超过胶结材料重量的0.08%,不采用超量掺有火山灰或粉煤灰的硅酸盐水泥。应选择洁净、质地坚固、级配和粒径形状良好的骨料,以保证达到较小的吸水率和空隙率。
3.3合理施工
在正式施工前混凝土的试配中,进行混凝土和胶凝抗裂性能对比试验,从中优选抗裂性能良好的混凝土原材料和配比。施工中注意避免在桥墩浪溅区、水位变动区以及干湿交替区分段,以是混凝土接缝位置避开不利的局部环境。施工中要对混凝土浇筑温度、施工缝的划分、混凝土浇筑高度的进行控制,浇筑中混凝土要搅拌均匀,振捣要到位、密实。采取合理的养护措施并确保充分的养护时间,尤其是结构表层混凝土要注意养护过程中的温度和湿度控制,避免混凝土表面温度的骤然变化。混凝土浇筑以避开高温和阳光直晒环境,尽可能安排在晚间浇筑,混凝土的拆模时间除考虑混凝土强度外,还应该考虑拆模时因水化热引起的混凝土温度不能过高,避免拆模后混凝土接触空气后的急剧温度变化,此时严禁浇凉水养护。
3.4充分重视桥梁的超载问题
在该桥梁设计中,为提高桥梁的安全性和耐久性,需要充分的重视桥梁的超载问题。车辆超载的情况主要有下面三种情况:一是桥梁通行之后在其行车的车辆要高于原来设计的车流量;二是在桥梁通车之后早期修建的老桥超龄负荷运转;三是车辆出现违规超载等情况。上述三种情况中一二两点的原因主要是因为交通量增大以及设计荷载出现变化,第三种情况是车辆使用人员违规出现超载情况。桥梁超载不但会导致出现疲劳问题,还会因为超载造成的桥梁内部损伤不能恢复,将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化,从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。因此在该桥梁设计中,要加强对桥梁的交通管理,加强对超载后果的研究和分析。
3.5加强对于桥梁设计人员的培训
桥梁设计属于一个冷门专业,不仅学习此门专业的人数较少,而且多数高校没有设置此门课程。这一情况的存在,直接导致了我国缺少大量的桥梁设计人才。而现有的桥梁设计人员普遍没有接受系统的专业学习,整体素质水平低下。因此,我国必须加强对于桥梁设计人员的培训,培养出更多的专业型人才。首先,相关部门要与高校进行合作,在高校内设置桥梁设计专业,从而提高人才储备。其次,公路施工企业要与高校建立合作关系,为人才提供实践的机会。最后,施工单位要加强对于桥梁设计人员的培养,通过学习等方式提高理论知识能力。
结束语:桥梁工程是我国基础建设中很重要的一部分,事关一方经济发展和出行群众的生命财产安全,是保证陆路交通通行的重要一环,因此在安全性和耐久性上有非常高的要求。桥梁设计人员应该从方案设计入手,根据场地环境及业主要求选择合理的设计方案,然后经过认真的计算分析,研究讨论,把控好设计过程中每一个环节,确保设计图纸的准确性完整性。桥梁工程是一个高投资,建设工期长的浩大工程,参与各方应严格要求,尽职尽责共同努力确保工程质量,保证桥梁工程的安全性和耐久性。
参考文献
[1]刘跃勇.桥梁设计中的安全性和耐久性问题[J].黑龙江交通科技,2015,38(10):94+96.
[2]刘春雷.浅析桥梁设计中安全性和耐久性问题[J].民营科技,2016(01):150.
[3]李新琴,杨俊慧.桥梁设计中的安全性和耐久性分析[J].交通标准化,2012(15):61-63.
[4]崔文明.桥梁设计中的安全性和耐久性问题[J].交通建设与管理,2014(10):130-131.
[5]赵建红.桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析[J].工程建设与设计,2017(01):81-83.
论文作者:张飞 1,周桐 2
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/20
标签:桥梁论文; 耐久性论文; 安全性论文; 混凝土论文; 结构论文; 耐久论文; 强度论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;