淺論公路橋梁設(shè)計
2017-02-06
我國公路工程建設(shè)規(guī)模的發(fā)展不斷壯大，各種公路工程施工任務(wù)漸漸增多，人們對公路橋涵結(jié)構(gòu)的標準化技術(shù)研究和設(shè)計的熱情也日益高漲，繼而公路橋梁工程的建設(shè)也顯得越來越重要。公路橋梁的設(shè)計好壞直接關(guān)系到橋梁的安全性和耐久性在公路橋梁設(shè)計研究地過程中出現(xiàn)地各自為政、以我為標的局面不僅造成了大量的人力資源浪費，也給公路橋梁的系統(tǒng)性養(yǎng)護管理造成了困難，所以亟待解決。
1 公路橋梁設(shè)計要點
1.1 橋梁設(shè)計與環(huán)境配合
尤其要注意在山區(qū)橋梁的建設(shè)中與環(huán)境的配合，隨著橋梁樁基礎(chǔ)的樁基的成孔技術(shù)和手段越來越為豐富，工程成本越來越小，工程質(zhì)量越來越高，在公路橋梁的廣泛應(yīng)用，特別是在強度高且并不透水的地質(zhì)條件下，挖孔樁已被廣泛應(yīng)用，因此梁式橋梁選擇基礎(chǔ)方案時慎用擴大基礎(chǔ)。
1.2 對高速公路橋梁設(shè)計的一般要求
對于大跨徑橋梁，采用預應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，在橋位基本確定本著因地制宜，設(shè)計師應(yīng)在綜合比較的基礎(chǔ)上結(jié)合橋梁周邊地質(zhì)等因素選橋型方案。應(yīng)嚴格遵循的主要原則是在滿足橋梁使用功能要求下力求，橋梁造型新穎合理，特別要注重墩高與橋跨的周圍整體景觀相互協(xié)調(diào)；橋梁設(shè)計在滿足造價預算的前提下應(yīng)盡量滿足結(jié)構(gòu)整體性好的橋型；盡量做到應(yīng)選用技術(shù)成熟結(jié)構(gòu)，標準化施工，快速簡便的橋型方案，保證橋梁早日順利投入使用。
1.3 高速公路橋梁上部設(shè)計的基本原則
從上部和下部設(shè)計兩方面進行上部設(shè)計，應(yīng)注重合理構(gòu)造和設(shè)計。主線橋梁單孔跨徑的橋梁，一般可采用預應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)；其余跨徑的橋梁宜采普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。單孔跨徑以下宜采用其他連續(xù)結(jié)構(gòu)，對于跨河橋梁盡量采用先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，對于山區(qū)內(nèi)中支架現(xiàn)澆難度較大的問題等跨徑的大橋，因受現(xiàn)澆難度非常大，也宜采用預制結(jié)構(gòu)。
1.4 橋梁下部結(jié)構(gòu)設(shè)計
下部結(jié)構(gòu)應(yīng)能滿足上部結(jié)構(gòu)對支撐力的要求，同時在外形上要做到與上部結(jié)構(gòu)相互協(xié)調(diào)、布置均勻。
1.5 設(shè)計應(yīng)考慮的一些細節(jié)問題
高速公路橋梁設(shè)計除了應(yīng)遵循的一般性要求和基本原則外，還具有與一般橋梁設(shè)計的差異之處，設(shè)計中為避免在施工和運營階段，應(yīng)強調(diào)支座安放必須水平，防止主梁沿支座產(chǎn)生不可恢復位移，施工應(yīng)保證支座要水平放置。
2 現(xiàn)行公路橋梁設(shè)計存在的主要問題
2.1 方案設(shè)計的不合理性
在橋梁設(shè)計領(lǐng)域關(guān)于橋梁施工和使用期安全性的問題存在不少需要改進的地方，許多結(jié)構(gòu)設(shè)計人員往往只滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強度計算上的安全度需要，而忽視經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強和保證結(jié)構(gòu)的安全性。有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足，冗余性小；有的計算圖式和受力路線不明確，造成局部受力過大；這些都削弱了結(jié)構(gòu)耐久性，會嚴重影響結(jié)構(gòu)的安全性。
2.2 公路橋梁工程設(shè)計水平較低
國內(nèi)外多座橋梁的突然破壞與倒塌，已使工程界對橋梁安全極為重視，大家一般會認為事故主要是野蠻施工和管理腐敗所導致。
2.3 設(shè)計理論不夠完善
結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計，并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標以保證結(jié)構(gòu)的安全性。目前國內(nèi)的設(shè)計可視為靜態(tài)的設(shè)計，它只定義了設(shè)計建成時刻結(jié)構(gòu)具有的工作能力和性能，只考慮了建造成本，卻忽視了營運期的維護成本和與使用壽命相對應(yīng)的成本效益。
2.4 設(shè)計人員對結(jié)構(gòu)設(shè)計缺乏充足的經(jīng)驗
不同的環(huán)境和使用條件、不同的設(shè)計對象都會對結(jié)構(gòu)體系提出不同的布局和構(gòu)造等方面的要求，不少橋梁雖然滿足了設(shè)計規(guī)范的強度要求，僅用了五年到十年的時間就因為耐久性出了問題影響結(jié)構(gòu)安全，結(jié)構(gòu)耐久性不足已成為最現(xiàn)實的一個安全問題，設(shè)計時要從構(gòu)造、材料等角度采取措施加強結(jié)構(gòu)耐久性。因此這就還要求設(shè)計人員具有對結(jié)構(gòu)本性的正確認識、豐富的經(jīng)驗和準確的判斷。
3 對公路橋梁設(shè)計的思考
3.1 橋梁安全性、耐久性差的主要原因
橋梁的安全性和耐久性是橋梁設(shè)計者永遠追求不變的宗旨。所謂安全性是指結(jié)構(gòu)防止破壞倒塌的能力，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力和結(jié)構(gòu)的整體牢固性上。耐久性是指結(jié)構(gòu)抵抗外界環(huán)境、有害化學物質(zhì)侵蝕的能力。近些年來，國內(nèi)發(fā)生不少橋梁倒塌的嚴重事故，很多事故是因為設(shè)計不規(guī)范或施工不注意質(zhì)量控制造成的。
3.2 提高安全性，耐久性的措施
從思想上強化責任，要求，建立、完善公路橋梁設(shè)計責任體系，落實安全生產(chǎn)責任機制，強化責任意識，層層落實責任，確保橋梁設(shè)計責任到崗、責任到人，按屬地管理原則加強安全監(jiān)管，敦促公路橋梁的建設(shè)、改造、養(yǎng)護等相關(guān)單位履行好企業(yè)主體職責，確保橋梁安全。重視汽車超載問題，在設(shè)計過程中，科學使用材料：鋼筋混凝土的質(zhì)量和合理使用對橋梁的安全性具有極其重要的作用。提高對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的重視程度，只有切實提高對橋梁耐久性設(shè)計的重視，才能有效避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，并且有效提高橋梁的使用壽命。重視橋梁疲勞損傷問題的研究，應(yīng)積極借鑒歐美等先進國家的做法：我們的工程設(shè)計人員應(yīng)該博采眾長，取長補短，積極借鑒國外的經(jīng)驗和成果，避免走彎路，從而提高我國公路橋梁建設(shè)的成效，使之可以跨入一個新的臺階。
4 結(jié)語
展望我國公路建沒的前景將是一片繁榮，因而橋梁新建、改建、加固的任務(wù)依然很重。而橋梁設(shè)計需要設(shè)計人員具有豐富的理論知識，并且盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設(shè)計的影響，橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題，應(yīng)積極借鑒國外成功的經(jīng)驗和做法。設(shè)計人員應(yīng)當堅持技術(shù)創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展，總結(jié)經(jīng)驗，正視不足之處，并能認真解決公路橋梁建設(shè)中所存在的問題，除了注重設(shè)計建成時具有的工作能力和性能外，還應(yīng)該更為重視營運期的維護成本與使用壽命相對應(yīng)的成本效益，并且加強從橋梁設(shè)計理念、結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造的角度做好耐久性的設(shè)計。在設(shè)計過程中，還要善于結(jié)合工程實際分析問題、解決問題，根據(jù)場區(qū)的地質(zhì)狀況以及樁基本身的各項指標，運用合理的計算分析手段，準確地確定樁基承載力，以達到經(jīng)濟、安全的設(shè)計效果。
參考文獻
[1] 黃靜.淺析公路橋梁設(shè)計及應(yīng)用[J]. 四川建材. 2009（03）
