時間:2023-03-14 15:19:36
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
1.1耐久性設(shè)計問題
在對市政橋梁進(jìn)行建設(shè)時,由于整個橋梁體是需要完全暴露在空氣之中的,因此日積月累下來極易遭受周邊環(huán)境的影響與有害物質(zhì)的侵蝕。另外,橋梁結(jié)構(gòu)還會受到交通車輛承載、地震、疲勞等多重因素的影響,在對其進(jìn)行施工建設(shè)時所用材料在經(jīng)過風(fēng)吹日曬的侵襲后,自身的性能將會逐漸走向衰退,整個橋梁結(jié)構(gòu)各處均會出現(xiàn)損傷。雖然現(xiàn)今出現(xiàn)的橋梁倒塌案例數(shù)在逐漸減少,但是不可否認(rèn)的是,仍舊有許多橋梁由于受到拉鎖耐久性的影響,致使其使用性遭受嚴(yán)重?fù)p害。有部分市政橋梁拉鎖并未到達(dá)常規(guī)使用年限便不得不提早退休。耐久性問題的突出化致使橋梁建設(shè)后無法正常使用,帶來了極大的經(jīng)濟(jì)損失。耐久性問題的日益突出促使人們不得不加強(qiáng)對其的關(guān)注,在相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)對整體與細(xì)節(jié)上的結(jié)構(gòu)設(shè)計加強(qiáng)重點,對橋梁耐久及安全性的研究也應(yīng)逐漸趨向于定量分析。
1.2著重關(guān)注抗震性能
有部分市政橋梁的修筑地可能在于一些地震常發(fā)地帶,因此在對此類市政橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)將抗震性能考慮其中,采取一定的抗震措施。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注重對施工質(zhì)量的控制,在接縫處確保其強(qiáng)度。對于橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計,還需將整體聯(lián)結(jié)性放在重要位置,加強(qiáng)橋梁墩臺與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的整體連貫度。加強(qiáng)配筋,進(jìn)一步提升整體結(jié)構(gòu)的延性。有部分橋段所處地域的土質(zhì)較為不良。在對此橋段結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時,則需對實際狀況充分考量,采取相應(yīng)的加固措施。對于一些抗震性能較為薄弱的地方還應(yīng)對其構(gòu)造進(jìn)一步加強(qiáng)[2]。有部分市政橋梁對于整個城市的發(fā)展而言極為重要。針對此種橋梁,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,可以在各方面條件均允許的情況下,對橋梁采取一些具有較好減震性能的裝置,如橡膠墊塊等。
1.3疲勞損傷問題
市政橋梁結(jié)構(gòu)一般承載的車輛及風(fēng)向荷載均屬于動荷載范疇內(nèi),在整個橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)將會逐漸形成一種應(yīng)力,且此應(yīng)力具有循環(huán)變化性。這些應(yīng)力一旦產(chǎn)生會致使整個橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不必要振動的同時,出現(xiàn)疲勞損傷。大部分的市政橋梁施工中所采用的材料或多或少的會存在著一定的缺陷,且缺乏均勻、連續(xù)性。一旦受到循環(huán)應(yīng)力的作用影響,細(xì)小的缺陷將會逐漸集中匯聚,最終產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷或是裂紋。如果設(shè)計人員在設(shè)計中未將此問題納入至考慮范疇中,相關(guān)的施工人員在施工時則無法對出現(xiàn)的宏觀裂紋采取科學(xué)的應(yīng)對解決措施,進(jìn)而導(dǎo)致更為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)脆性斷裂問題出現(xiàn)。較早時期的疲勞損失無法被及時檢測出,但是其所帶來的危害卻是能夠與災(zāi)難相等同的。因此,在橋梁設(shè)計中需對此問題著重關(guān)注,加強(qiáng)防范。疲勞損傷在橋梁設(shè)計中的地位極為重要且關(guān)鍵,由其引發(fā)導(dǎo)致的開裂問題極多。因此,在市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需將此類問題作為極為重要的考慮因素。
2.市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵點
2.1防洪水位及人行橋欄桿在對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時,需在充分考量百年洪水位的基礎(chǔ)上對所處地域的防洪水位著重關(guān)注,核查其相關(guān)影響。在對人行橋欄桿進(jìn)行設(shè)計時,需做好相關(guān)的抗水平外推檢算設(shè)計,欄桿重量也不應(yīng)超過1.2kN/m的范圍,樣式應(yīng)以豎條或是整板為主。欄桿建成后明令禁止行人攀爬,對于一些特殊欄桿給予橋梁設(shè)計的影響也應(yīng)充分全面的考慮。
2.2交通量及特殊荷載在進(jìn)行城市橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時需在對其所承載交通量全面分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行車道寬度、結(jié)構(gòu)的預(yù)測明確。特別是一些互通式的立交橋在設(shè)計時,需依照其自身需求、車輛行駛速度充分考量,對橋梁的結(jié)構(gòu)規(guī)模合理設(shè)計,避免出現(xiàn)交通堵塞問題。我國的超載問題極為突出卻又無法完全杜絕。對于一些極為突出、明顯化的超載情況,可能會導(dǎo)致出現(xiàn)橋梁塌陷、傾覆等問題。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需對此類特殊因素著重考量。在進(jìn)行橋梁荷載驗算時,需在最大荷載值的基礎(chǔ)上進(jìn)行1.4倍的乘以處理。對于一些支座或是墩梁結(jié)構(gòu)可以考慮安裝抗傾覆裝置。
2.3實例說明英雄大橋是位于南昌的一座跨贛江特大橋,其無論是從結(jié)構(gòu)還是施工上看均達(dá)到了世界超一流水平。整座大橋無論是樁基、邊跨鋼箱梁還是鋼箱梁合龍的設(shè)計施工,均讓相關(guān)工作人員煞費苦心。通過對橋梁設(shè)計問題的著重分析研究,最終獲取到了較好的成效。為了更好地應(yīng)對可能出現(xiàn)的問題,相關(guān)設(shè)計人員對此橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了再設(shè)計施工,對其系桿進(jìn)行了加固設(shè)計,以此幫助其更好承受拱腳推力,滿足荷載需求。與此同時,還在橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了減震性能的設(shè)計,從而全面有效的抵擋可能發(fā)生的地震災(zāi)害。另外,在大橋的兩側(cè)還進(jìn)行了1.5m人行道的設(shè)置。英雄大橋基本資料如表1所示
Abstract: With the development of modern bridge design technology, to need to have rich bridge design theory knowledge, try to avoid subjective experience factors effect on the design. This paper, from the current situation of bridge structure design, introduces the common bridge structure design, and the measures of structural design and the design of bridge the problems should pay attention to make analysis and discussion.
Keywords: highway bridge; bridge structure design; safety structure; theory research, problem; explore
中途分類號:U442.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
進(jìn)入21世紀(jì),我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,物流運輸也伴隨經(jīng)濟(jì)的發(fā)展快速增加。在巨大的交通量之下需要大量的交通通道來保證全國的物流運輸通暢。而橋梁作為不可或缺的交通通道,應(yīng)用得越來越廣泛。橋梁最初是作為水上紐帶出現(xiàn),但如今,橋梁不僅僅是水上通道,也是陸地重要的交通樞紐。
作為重要交通設(shè)施的橋梁,結(jié)構(gòu)的設(shè)計是影響其使用壽命的決定性因素。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,稍有疏忽或考慮不周,就會形成安全隱患,不僅是影響橋梁的使用壽命,而且會造成重大安全事故危及人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此,除了加強(qiáng)施工質(zhì)量管理外,要從橋梁設(shè)計理念、結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造的角度做好防患設(shè)計,從而保證橋梁的安全性和耐久性,給人們的出行安全和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障措施。
一、我國橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀分析
我國橋梁建設(shè)在20世紀(jì)得到了歷史性的發(fā)展:實現(xiàn)了跨徑大超越;橋型結(jié)構(gòu)和技術(shù)有創(chuàng)新;深水大跨橋梁建設(shè)技術(shù)成熟;橋梁美學(xué)理念有所增強(qiáng)。雖然我國橋梁建設(shè)發(fā)展很快,但橋梁技術(shù)的總體水平同世界領(lǐng)先水平相比仍存在一定差距,橋梁建設(shè)中還存在很多不足:主要表現(xiàn)在理念和設(shè)計、材料、工藝技術(shù)創(chuàng)新上;橋梁的安全耐久性是橋梁界關(guān)注的突出問題,一些橋梁所暴露出的質(zhì)量缺陷,不同程度地反映出在設(shè)計、施工、材料、養(yǎng)護(hù)維修、運營管理等方面存在的缺憾和不足;不少橋梁橋型結(jié)構(gòu)呆板、笨拙,與環(huán)境、地貌的協(xié)調(diào)不足,存在拓展空間;地區(qū)、單位之間的設(shè)計、施工、科研實力水平普遍不平衡,存在很大差異,致使橋梁設(shè)計水平差距很大。
此外,我國的橋梁設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善。在橋梁設(shè)計領(lǐng)域,尤其在橋梁使用的耐久性和安全性兩個方面,還有很多需要改進(jìn)和有待完善的地方。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理的建造方案,其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計,并采取規(guī)范中所規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)以保證結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性。
二、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題分析
目前國內(nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計普遍有這樣的傾向:很多設(shè)計人員往往只是滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算上的安全度需要,卻忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。設(shè)計中考慮強(qiáng)度多而考慮耐久性少;重視強(qiáng)度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài),而結(jié)構(gòu)在整個生命周期中最重要的卻恰恰是使用時的性能表現(xiàn);重視結(jié)構(gòu)的建造而不重視結(jié)構(gòu)的維護(hù)。實際上,目前的橋梁設(shè)計中,對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注,既沒有明確提出使用年限的要求,也沒有進(jìn)行專門的耐久性設(shè)計。這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了當(dāng)前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果;也與國際結(jié)構(gòu)工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背;也不符合結(jié)構(gòu)動態(tài)和綜合經(jīng)濟(jì)性的要求。
1、結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計問題
橋梁在建造和使用過程中,一定會受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,并要承受車輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用,同時橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。大量的橋梁病害實例證明,除了施工和材料方面的原因,影響結(jié)構(gòu)耐久性的根本因素是來自構(gòu)造設(shè)計上的缺陷,與沒有進(jìn)行合理的耐久安全性設(shè)計有很大的關(guān)聯(lián)。長期以來,人們一直偏重于結(jié)構(gòu)計算方法的研究,卻忽視了對總體構(gòu)造和細(xì)節(jié)處理方面的關(guān)注。
2、結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問題
橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動荷載,會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力,不但會引起結(jié)構(gòu)的振動,還會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的,實際上存在許多微小的缺陷,在循環(huán)荷載作用下,這些微缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷,并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋得不到有效控制,極有可能會引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到,但其帶來的后果往往是災(zāi)難性的。疲勞損傷過去一直被認(rèn)為是鋼橋設(shè)計中的核心問題,由鋼結(jié)構(gòu)疲勞引起的鋼材開裂案例較多,亦有不少因疲勞斷裂引起橋梁垮塌的例子。近20年來,疲勞損傷的研究已進(jìn)入混凝土結(jié)構(gòu),但對于使用期受腐蝕的鋼筋混凝土構(gòu)件的動態(tài)性能和疲勞性能的研究還處在起步階段,特別是在某些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效問題研究上還很缺乏。
3、橋梁的超載問題
橋梁超載主要有三種情況:其一是早期修建的老橋超齡負(fù)載運營;其二是橋梁通行的實際車流量超過設(shè)計流量;另一種是車輛違規(guī)超載。前兩種產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計荷載的變化和交通量的增加,后者是車輛使用者違法超載營運,后兩種超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍。橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題。超載會使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇,甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面,由于超載造成的橋梁內(nèi)部 損傷不能恢復(fù),將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化,從而可能危害橋梁的安全性。
1.1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不高
我國道路橋梁設(shè)計對規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求并不高,進(jìn)行施工就會對道路交通產(chǎn)生諸多不便或產(chǎn)生安全隱患,還會對橋型的美觀程度造成一定的負(fù)面效應(yīng)。所以設(shè)計時應(yīng)充分的考慮這個方面,結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境,很多時候都需要在橋梁的主梁或梁側(cè)部分預(yù)留一定空間,為日后的施工打下良好的基礎(chǔ)。
1.2管道預(yù)留空間不足
專用橋梁管道是每一座橋梁設(shè)計中必須要考慮到的方面,但在具體的設(shè)計和施工中往往是忽略這一點的。產(chǎn)生的原因主要是城市化所帶來的人口壓力過大或城市改造工程。城市改造工程很有可能產(chǎn)生管道預(yù)留空間不足的情況,而在很多時候我們只能采用少量的擴(kuò)容處理,將橋梁管道在橋體之外,這樣做的直接后果就是會對交通線產(chǎn)生不利影響,還可能影響到橋體的美觀。遇到橋梁管道預(yù)留空間不足的情況時,再次開挖是比較適宜的方法,但一大弊端就是會加大工程的資金投入力度,同時也不利于交通情況。
1.3綠化帶專項防水設(shè)計缺陷
橋梁工程必須具有一定的使用功能,除此之外還要有一定的美觀性。所以橋梁綠化帶專項防水設(shè)計應(yīng)運而生。在設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)的過程中,綠化美觀需要在設(shè)計的考慮范疇內(nèi)。通盤考量了所有的影響因素后,必須要保證橋梁結(jié)構(gòu)使用性和美觀性。
1.4結(jié)構(gòu)設(shè)計選型問題
橋梁工程結(jié)構(gòu)選型問題在設(shè)計中是比較重要的一個方面,滿足視距和凈空的要求的同時,還要具有美觀的外形和科學(xué)合理的結(jié)構(gòu),這也視為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本標(biāo)準(zhǔn)和原則,盡可能的打造出功能和美觀于一體的橋梁工程,為城市平添一抹亮色。但在具體的設(shè)計時,關(guān)注實用功能的比較多,而忽視結(jié)構(gòu)選型,結(jié)構(gòu)選型不合理也就不足為怪了。
1.5裝飾結(jié)構(gòu)設(shè)計問題
我國的橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中安全材料不合標(biāo)準(zhǔn)的情況是比較常見的。一項工程要想成為精品,所使用的材料可以說是最為關(guān)鍵的,其是保障橋梁結(jié)構(gòu)的安全運行根本。所以必須要保證裝飾材料的可靠性,可以采用材料取樣試驗的方式來嚴(yán)把材料的質(zhì)量關(guān),為橋梁工程的安全運行保駕護(hù)航。
2道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
2.1主梁設(shè)計
不同于整體式簡支梁結(jié)構(gòu),裝配式簡支梁結(jié)構(gòu)最為重要的特點是可將預(yù)制獨立構(gòu)件進(jìn)行運輸與吊裝,并且通過現(xiàn)場安裝、拼接制梁。對于自動化、機(jī)械化施工技術(shù)的應(yīng)用在設(shè)計中就可以完成,這樣就大幅度的節(jié)省了施工成本,勞動生產(chǎn)力也有顯著的提高,季節(jié)變化也無法對施工造成實質(zhì)上的威脅。橋梁上部結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件就是主梁,一般的設(shè)計型式有T型和箱型,箱型結(jié)構(gòu)主梁大多在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)梁中應(yīng)用。設(shè)計采用箱型結(jié)構(gòu)主梁需要對主梁結(jié)構(gòu)的間距與片數(shù)作要求,主梁間距與片數(shù)兩者相互制約,即間距小則片數(shù)多、間距大則片數(shù)少。而主梁的高度及細(xì)部尺寸是以荷載的計算方法加以確定的,若主梁對稱布置,梁身的荷載也是呈對稱分布,此時要用杠桿法來計算,如若不然就要以偏心受壓來計算。上述兩種情況的相同之處是控制設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)力的最大值,要注意的是此標(biāo)準(zhǔn)不可作為主梁結(jié)構(gòu)各個截面的最不利狀況的受力計算,主要是因為很多不安全的因素夾雜在計算結(jié)構(gòu)中。
2.2型式的選擇應(yīng)為橋臺設(shè)計橋臺結(jié)構(gòu)設(shè)計的重點
在橋臺結(jié)構(gòu)的選擇上,裝配式簡支橋梁主要有輕型橋臺、鋼筋混凝土薄壁橋臺、埋置式橋臺三種。輕型橋臺結(jié)構(gòu)型式體積較小,比較適合擋土的翼墻結(jié)構(gòu)設(shè)計。鋼筋混凝土薄壁橋臺可設(shè)計將臺身埋置于橋梁護(hù)坡中,這樣不僅能夠降低橋臺結(jié)構(gòu)受上部荷載的作用力,還能夠使橋臺留有足夠的空間。但護(hù)坡容易受到洪水的侵襲使臺身,所以設(shè)計時不可缺少的是對強(qiáng)度和穩(wěn)定性的計算。
2.3橋墩型式選擇
雙柱式墩、十字墩或矩形薄壁墩是裝配式簡支橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要型式,單幅雙柱式是最為常見的。鑒于以往的經(jīng)驗教訓(xùn),設(shè)計時應(yīng)謹(jǐn)慎選擇橋墩結(jié)構(gòu)型式,在巖溶性地質(zhì)、樁基礎(chǔ)施工難度比較大的地方應(yīng)以實際情況為前提,減少樁基的設(shè)計,單柱單樁的設(shè)計是比較適合的。而在施工在河谷或容易受滾石威脅的地方時,設(shè)計的重點應(yīng)該放在如何加強(qiáng)橋墩結(jié)構(gòu)的整體抗撞擊能力上,也比較適合單柱單樁設(shè)計。對于高位墩柱長橋,設(shè)計時應(yīng)重點考量橋梁上部結(jié)構(gòu)荷載累積變位的問題,這是雙幅兩柱整體下部構(gòu)造設(shè)計是比較理想的。
2.4定線原則
(1)在1:10000比例尺的地形圖上在起、終控制點間研究路線的總體布局,找出中間控制點。根據(jù)相鄰控制點間的地形、地貌分布情況,盡量選擇地勢平緩地帶,確定各種路線方案。
(2)山嶺重丘地形,定線時應(yīng)以縱坡度為主;而平原微丘地區(qū)地面自然坡度較小,縱坡度不受控制的地帶,選線以路線平面線形為主,最終合理確定出公路中線的位置。
中圖分類號:TU318文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
交通事業(yè)迅猛發(fā)展,公路建設(shè)進(jìn)入黃金時代,隨著公路總里程的增加,公路建設(shè)逐步由干線網(wǎng)高交通量路段向省際連接段和加密線方向發(fā)展,地形條件也逐漸由平原微丘向山嶺重丘發(fā)展,設(shè)計施工的難度越來越大,對公路設(shè)計的技術(shù)、環(huán)保、安全等方面的要求也越來越高。本文筆者探討了山區(qū)公路橋梁設(shè)計。
一、上部結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
山區(qū)公路,橋梁所占的比重較大,但一般情況下,特殊的大跨徑橋梁相比較是少數(shù)。因此,對于數(shù)量眾多的常見跨徑橋梁,其設(shè)計原則就是盡量采用施工方便、造價經(jīng)濟(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化、預(yù)制裝配化結(jié)構(gòu)。常用的大、中橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑有16m、20m、 25m、30m、35m、40m、50m,常用的中、小橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑有6m、8m、10m、13m、16m。橫斷面型式主要有空心板、預(yù)制T梁、預(yù)制小箱梁等.一般情況,對于跨徑小于30m的橋梁空心板、預(yù)制T梁、預(yù)制小箱梁等結(jié)構(gòu)形式均可以采用,對于跨徑35m、40m、50m的橋梁,根據(jù)梁的受力特點,更宜采用T梁或者小箱梁。從造價上講,20m跨徑以下,用空心板截面的橋梁造價相對經(jīng)濟(jì)些,且空心板的建筑高度最低,對于較小跨徑且橋梁凈空不高時,空心板截面最適宜.從受力上講,對于較大跨徑40m、50m的橋梁,用T梁截面則更好。小箱梁無論從造價、施工簡便性還是受力等各方面看,可以說是介于空心板和T梁之間的一種截面。因此,對于跨徑25m-35m的截面,常采用的是小箱梁的結(jié)構(gòu)形式。當(dāng)然,也不排除因一些地區(qū)由于T梁施工技術(shù)的成熟性也常采用T梁截面。
二、下部結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
下部構(gòu)造設(shè)計主要指橋梁墩臺的設(shè)計.對于常見高度的橋墩,即墩高小于40m的橋墩多采用柱式墩或Y型薄壁墩,其中又以柱式墩最常用。柱式墩分圓柱和方柱。圓柱施工時外觀質(zhì)量易控制,且與樁基銜接方便,平原地區(qū)使用較多。但從美觀角度來說,方柱棱角分明,與上構(gòu)梁體協(xié)調(diào),有一定的視線誘導(dǎo)性,較美觀。從受力上看,截面積相等的圓柱和方柱,方柱的抗彎剛度要大于圓柱,受力優(yōu)于圓柱,當(dāng)體系為連續(xù)剛構(gòu)時,方柱可以方便的調(diào)節(jié)兩個方向的尺度來調(diào)整墩柱的剛度,從而達(dá)到調(diào)整墩柱受力的目的。從施工角度說,圓柱施工更簡單,方柱與樁基銜接一般需增設(shè)樁帽,增加了工程量,而且對于山區(qū)地形橫坡較陡,增設(shè)樁帽會增加挖方工程量,易引起邊坡失穩(wěn)。Y型墩施工較復(fù)雜,在墩高較矮時,從工程造價上考慮不經(jīng)濟(jì)。但Y型墩相當(dāng)于獨柱雙肢,在墩高較高時,Y型墩只需一套模板,在山區(qū)地面橫坡差異較大時,或地面情況受限無法采用雙柱橋墩時,Y型墩則顯示其優(yōu)點。若地面橫坡差異大,修建雙柱墩則會形成“高低腿”,同一橋墩,兩個墩柱受力差異較大,Y型墩則不出現(xiàn)此問題,同時,橫坡差異大時,雙柱墩的兩套模板搭設(shè)費工費料,且對邊坡穩(wěn)定影響較大,Y型墩為獨柱,不存在此問題。在墩高較高時,從造價上講,Y型墩占有優(yōu)勢。因此,對于常見墩高,設(shè)計中采用哪種墩柱形式應(yīng)根據(jù)具體地形、上部結(jié)構(gòu)形式、墩高等綜合考慮。
山區(qū)高速公路橋臺一般采用重力式U型臺、肋式臺、柱式臺。根據(jù)《墩臺與基礎(chǔ)》規(guī)定,U臺控制的填土范圍一般為4-10m,所以U臺高度最好控制在10米之內(nèi)。山區(qū)橋梁U臺一個顯著特征就是橫向、縱向橫坡陡,為了適應(yīng)地形,減少開挖,節(jié)約圬工方量,U臺設(shè)計時必須合理分臺階。樁柱式橋臺由于抗推剛度小,當(dāng)聯(lián)長較長,臺后填土較高時不宜使用,一般臺后填土高度宜控制在5m以下,聯(lián)長宜控制在150m以內(nèi)。埋置式肋式臺適用范圍廣一些,但也不宜太高,不宜超過12m。山區(qū)高速公路縱向地形陡峭,往往不能設(shè)置錐坡,這時采用柱式臺或肋式臺就會受到較大限制。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較差時,往往會出現(xiàn)U臺下設(shè)置樁基的情況。
三、基礎(chǔ)設(shè)計要點
在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,做好了上部結(jié)構(gòu)設(shè)計、下部墩臺設(shè)計之后,再下來的設(shè)計重點就是基礎(chǔ)設(shè)計。任何結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)都是與相應(yīng)的地基相接觸,因而設(shè)計人員在做基礎(chǔ)設(shè)計時必須掌握各種橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)方面的知識以及相關(guān)的工程地質(zhì)方面的知識。山區(qū)橋梁,正是由于其工程地質(zhì)方面的復(fù)雜多樣性,導(dǎo)致了橋梁基礎(chǔ)設(shè)計具有了相當(dāng)?shù)碾y度,再加上山區(qū)工程地質(zhì)當(dāng)中往往會遇到巖溶、滑坡、凍土、黃土等各種不良地質(zhì)條件,就更加增添了基礎(chǔ)設(shè)計的復(fù)雜性。工程設(shè)計人員在做工程設(shè)計時,應(yīng)盡可能的做到環(huán)保優(yōu)先,最大限度的減少對自然環(huán)境的擾動,在做基礎(chǔ)設(shè)計時就更應(yīng)精心設(shè)計,因地制宜的選擇最適宜的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)型式。
1.基礎(chǔ)工程的分類
基礎(chǔ)根據(jù)埋置深度分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。將埋置深度較前(一般小于5米),且施工簡單的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ);由于淡層土質(zhì)不良,需將基礎(chǔ)置于較深的良好土層上,且施工較復(fù)雜的基礎(chǔ)稱為深基礎(chǔ)?;A(chǔ)埋置在土層內(nèi)深度雖較淺,但在水下部分較深,如深水中橋墩基礎(chǔ),稱為深水基礎(chǔ),在設(shè)計和施工中需要作為深基礎(chǔ)考慮。公路橋梁及其人工構(gòu)造物首先考慮用天然地基上的淺基礎(chǔ)。當(dāng)需要設(shè)置深基礎(chǔ)時常采用樁基礎(chǔ)或沉井基礎(chǔ),我國公路橋梁現(xiàn)今最常用的深基礎(chǔ)是樁基礎(chǔ)。
2.山區(qū)橋梁基礎(chǔ)工程的常見形式
對于山區(qū)公路橋梁,墩臺基礎(chǔ)形式主要有兩類:鉆(挖)孔樁基礎(chǔ)(嵌巖樁或摩擦樁)和明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。在做設(shè)計時,應(yīng)根據(jù)具體地基條件來選擇基礎(chǔ)形式。一般來說,對于地質(zhì)條件較好的橋位處,指巖層或地基持力層埋藏位置較淺,一般不大于5米,且基巖穩(wěn)定,山體平緩,基礎(chǔ)邊緣距坡面有一定安全距離的情況下,我們首先選擇明挖擴(kuò)大基礎(chǔ)。小型構(gòu)造物,如涵洞、通道,一般也考慮設(shè)計為淺基礎(chǔ),若地基持力層達(dá)不到承載力要求可考慮采用換填或夯實等方法對地基先進(jìn)行處理。對于荷載較大,地基上部土層軟弱,適宜的地基持力層位置較深時,可考慮采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)的設(shè)計核心是在滿足單樁承載力的前提下,以摩擦樁樁長作為控制指標(biāo);嵌巖樁一般取用雙控指標(biāo):嵌巖深度和基巖強(qiáng)度。目前規(guī)范對嵌巖深度無明確要求,設(shè)計中一般取用2.5倍樁徑。同時,對山區(qū)常見的陡坡位置,需按巖面陡坡的安全距離計算有效嵌巖深度,不小于3倍樁徑。山區(qū)橋梁地質(zhì)、地形條件復(fù)雜,在基礎(chǔ)型式選用設(shè)計中應(yīng)慎重考慮。
結(jié)束語
總之,我們作為設(shè)計者,應(yīng)不斷的豐畜橋梁建設(shè)理論和實踐知識,對橋粱方案進(jìn)行探入細(xì)致的研究分析,確定合理的橋梁設(shè)計方案以滿足不斷加速的山區(qū)公路建設(shè)和發(fā)展的需要。
【參考文獻(xiàn)】
中圖分類號:U442.5+9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:
一座安全、耐久、健康的市政橋梁充分體現(xiàn)了設(shè)計者的智慧和審美觀,值得世人回味,經(jīng)歷時間的考驗??傊姓蛄旱慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計,要在因地制宜的前提下,根據(jù)建設(shè)單位的市政橋梁設(shè)計任務(wù)書,認(rèn)真學(xué)習(xí)國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù),盡可能采用成熟的新結(jié)構(gòu)、新設(shè)備、新材料和新工藝,遵照有關(guān)包括設(shè)計總則、荷載、各種材料的技術(shù)條件要求和各種容許數(shù)值、各類結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求和檢算方法等的設(shè)計規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),采取適宜的設(shè)計方法,盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設(shè)計的影響。
市政橋梁設(shè)計是一個復(fù)雜的,系統(tǒng)的工程。需要豐富的理論知識,并且盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設(shè)計的影響。在市政橋梁設(shè)計過程中仍然有許多重大的理論問題需要解決。日前,國內(nèi)的市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計普遍有這樣的傾向:設(shè)計中考慮強(qiáng)度多而考慮耐久性少;重視強(qiáng)度極限狀態(tài)而不重視使用極限狀態(tài),而結(jié)構(gòu)在整個生命周期中最重要的卻恰恰是使用時的性能表現(xiàn);重視結(jié)構(gòu)的建造而不重視結(jié)構(gòu)的維護(hù)。實際上,目前的市政橋梁設(shè)計中,對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關(guān)注,既沒有明確提出使用年限的要求,也沒有進(jìn)行專門的耐久性設(shè)計。這些傾向在一定程度上導(dǎo)致了當(dāng)前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短的不良后果;也與國際結(jié)構(gòu)工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背;也不符合結(jié)構(gòu)動態(tài)和綜合經(jīng)濟(jì)性的要求。
我國的市政橋梁設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善,在市政橋梁設(shè)計領(lǐng)域,特別是關(guān)于市政橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多可以改進(jìn)的地方。結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)力案,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(biāo)以保證結(jié)構(gòu)的安全性。
許多致計人員往往只滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算上的安全度需要,而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。
1 設(shè)計方面的具體細(xì)節(jié)
構(gòu)造設(shè)計存在漏洞。典型問題是伸縮縫處僅設(shè)普通橡膠支座。應(yīng)改為橡膠活動支座,否則在汽車荷載作用下伸縮縫處易拉裂,普通橡膠支座變形,極大地影響結(jié)構(gòu)安全和耐久性。橋面沒有設(shè)計整體鋼筋網(wǎng),沒有考慮汽車超載問題。超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍,汽車超載營運,會對市政橋梁結(jié)構(gòu)長期的使用性能和耐久性產(chǎn)生不利的影響,因此除了交管部門要加強(qiáng)管理外,設(shè)計時也需要對超載帶來的后果進(jìn)行研究、分析。伸縮縫處空心梁預(yù)埋數(shù)量不足,監(jiān)理及施工單位必須事先做好復(fù)查工作。樁基主筋保護(hù)層與建筑制圖不一致,施工及監(jiān)理單位必須十分注意這一問題,否則樁基主盤保護(hù)層難以達(dá)到設(shè)計要求。
2 結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計問題
市政橋梁在建造和使用過程中,一定會受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,并要承受車輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用,同時市政橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。
在大跨度市政橋梁領(lǐng)域,國內(nèi)從上世紀(jì)80年代以來,建造了大量的斜拉橋。雖然迄今為止出現(xiàn)倒塌或嚴(yán)重?fù)p害的例子很少,但已經(jīng)有多座市政橋梁因為拉索的耐久性問題而不得不提前換索,既影響了使用,又帶來了經(jīng)濟(jì)損失。需要指出的是,很多這類問題與沒有進(jìn)行合理的耐久安全性設(shè)計有關(guān),這也促使人們重新認(rèn)識市政橋梁的耐久性問題。大量的病害實例也證明,除了施工和材料方面的原因,影響結(jié)構(gòu)耐久性的根本因素是來自構(gòu)造設(shè)計上的缺陷。國內(nèi)從上世紀(jì)90年代開始重視了對結(jié)構(gòu)耐久安全性的研究,也取得了不少成果。而這些研究大多是從材料和統(tǒng)計分析的角度進(jìn)行的,對如何從結(jié)構(gòu)和設(shè)計的角度來改善市政橋梁耐久安全性卻很少有人研究。而且,長期以來,人們一直偏重于結(jié)構(gòu)計算方法的研究,卻忽視了對總體構(gòu)造和細(xì)節(jié)處理方面的關(guān)注。因此,需要努力將耐久安全性的研究從定性分析向定量分析發(fā)展。
3 結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問題
市政橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動荷載,會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力,不但會引起結(jié)構(gòu)的振動,還會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于市政橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的,實際上存在許多微小的缺陷,在循環(huán)荷載作用下,這些微缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷,并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋得不到有效控制,極有可能會引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到,但其帶來的后果往往是災(zāi)難性的。疲勞損傷過去一直被認(rèn)為是鋼橋設(shè)計中的核心問題,由鋼結(jié)構(gòu)疲勞引起的鋼材開裂案例較多,亦有不少因疲勞斷裂引起市政橋梁垮塌的例子。
4 市政橋梁的超載問題
市政橋梁超載主要有三種情況:其一是早期修建的老橋超齡負(fù)載運營;其二是市政橋梁通行的實際車流量超過設(shè)計流量;另一種是車輛違規(guī)超載。前兩種產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計荷載的變化和交通量的增加,后者是車輛使用者違法超載營運,后兩種超載現(xiàn)象在我國公路運輸中較為普遍。市政橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題。超載會使市政橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇,甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。
5 抗震性能
對于修建在地震區(qū)的市政橋梁,應(yīng)按抗震要求采取防震措施;設(shè)計中嚴(yán)格要求施工質(zhì)量,如施工接縫處的強(qiáng)度保證等;對結(jié)構(gòu)各部加強(qiáng)整體聯(lián)結(jié),加強(qiáng)市政橋梁支座的錨固,加強(qiáng)墩臺及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性,增強(qiáng)配筋,提高結(jié)構(gòu)的延性;對橋位處的不良土質(zhì)采取必要的土層加固措施,對結(jié)構(gòu)抗震的薄弱環(huán)節(jié)在構(gòu)造上予以加強(qiáng);對梁式橋,要在墩臺上設(shè)置防止落梁的縱、橫向擋塊,以及上部結(jié)構(gòu)之間的連接件;在重要的市政橋梁上,必要時需采用減震消能裝置,如橡膠墊塊,特制的消能支座等。
6 環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展
市政橋梁設(shè)計應(yīng)考慮環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的要求,包括生態(tài)、水、空氣、噪聲等幾個方面。應(yīng)從橋位選擇、橋跨布置、基礎(chǔ)方案、墩身外形、上部結(jié)構(gòu)施工方法、施工組織設(shè)計等多方面全面考慮環(huán)境要求,對于施工過程中的植被破壞、水土流失、排渣污染等,應(yīng)采取切實可行的工程控制措施,并建立環(huán)境監(jiān)測保護(hù)體系,將不利影響減至最小。
7 市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的幾點注意事項
7.1 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠度分析
對于結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠度分析的非常復(fù)雜的研究課題,許多學(xué)者對此從不同角度進(jìn)行了研究,提出了一些概念和方法。系統(tǒng)可靠度分析研究內(nèi)容車富,難度較大。
7.2 人為差錯的分析
許多結(jié)構(gòu)的失效并作由荷載、強(qiáng)度的不確定性造成,而往往是設(shè)計、施工、使用等環(huán)節(jié)中人為差錯造成的,這方面事例很多,已成為目前研究熱點之一。
7.3 在役結(jié)構(gòu)的可靠性評估與維修決策問題
對在役建筑結(jié)構(gòu)的可靠性評估與維修決策正成為建筑結(jié)構(gòu)學(xué)的邊緣學(xué)科。它不僅涉及結(jié)構(gòu)力學(xué)、斷裂力學(xué),建筑材料科學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)等基礎(chǔ)理論,而且,與施工技術(shù)、檢驗手段、建筑物的維修使用狀況等有密切的關(guān)系。同時,經(jīng)典的結(jié)構(gòu)可靠性理論,在在役結(jié)構(gòu)的可靠性評估中也必將得到相應(yīng)的發(fā)展。
7.4 模糊隨機(jī)可靠度的研究
模糊隨機(jī)可靠度理論研究是工程結(jié)構(gòu)廣義可靠度理論研究的重要內(nèi)容。隨著模糊數(shù)學(xué)理論與方法的完善,模糊隨機(jī)可靠度理論也必將進(jìn)一步完善和發(fā)展。
8 結(jié)束語
總體來講我國的市政橋梁設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系仍不夠完善,市政橋梁設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)的工程,需要豐富的理論知識,并且盡量避免主觀經(jīng)驗因素對設(shè)計的影響。
中圖分類號:TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
一、橋梁鋼結(jié)構(gòu)疲勞設(shè)計的基本原則
1、在選取橋梁鋼結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)時,在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下,盡量選取疲勞強(qiáng)度等級較高的細(xì)節(jié)構(gòu)造或采取提高構(gòu)件疲勞強(qiáng)度等措施。
2、在橋梁鋼結(jié)構(gòu)疲勞計算時應(yīng)考慮構(gòu)造的可更換性,同時照顧施工、營運、維修、養(yǎng)護(hù)等橋梁壽命期內(nèi)的各種因素,對構(gòu)造進(jìn)行分類,在進(jìn)行疲勞計算時要采用不同的保證率;對于重要但無法更換的構(gòu)件,取其中最高的保證率,對于可以更換的構(gòu)造按更換和維修費用高低分別取不同的保證率,費用較高的保證率就高,反之則較低,但最低保證率不得低于97%。
3、在低溫地區(qū)建造鋼橋或鋼筋混凝土疊合橋梁,必須考慮冷脆性和動態(tài)負(fù)載耦合作用的影響,材料的選擇要有比較高的韌性,要提高材料斷裂韌性的水平。應(yīng)明確結(jié)構(gòu)工作溫度的最底限,設(shè)計時要將連接部位的承載力比其相連的桿件承載力高20~50%。在設(shè)計構(gòu)件的斷面時,在滿足應(yīng)力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的情況下,盡量使用相對較薄的斷面。
4、在結(jié)構(gòu)設(shè)計上,當(dāng)結(jié)構(gòu)不能避免應(yīng)力集中和焊接缺陷時,或由于結(jié)構(gòu)形狀限制而不能進(jìn)行非破壞性檢驗,或結(jié)構(gòu)中小于臨界尺寸的缺陷有被漏檢的可能時,選用的材料和焊條必須韌性要高。
5、在進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計時,避免焊縫集中和重疊交叉,盡量減少焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量使由于缺陷所引起的應(yīng)力集中減小到最低限度,如不采用尖銳角,盡量用較大半徑的圓弧代替,盡量保證結(jié)構(gòu)的幾何連續(xù)性和剛度連貫性。除特殊情況外,不得使用間斷焊。焊縫端盡量設(shè)置在應(yīng)力較低處,對重要構(gòu)件焊縫位置應(yīng)打磨平順,保證應(yīng)力流線平順通過。
二、橋梁中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計問題
1、設(shè)計方面
對任何一個工程來說,核心部分是設(shè)計,設(shè)計的優(yōu)劣在很大程度上影響著工程的造價、質(zhì)量、施工難度以及工期。我國雖然有一些優(yōu)秀的設(shè)計,但是大多數(shù)設(shè)計都存在著一定的問題,設(shè)計上的不合理不僅給經(jīng)濟(jì)帶來損失使得投資加大,還給橋梁工程的質(zhì)量埋下了安全隱患,嚴(yán)重阻礙了我國橋梁建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步。尤其是橋梁鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計,基本上遵循相同的模式,套用現(xiàn)成的設(shè)計,沒有創(chuàng)新思維,也很少采用一些新材料或者新結(jié)構(gòu),不能根據(jù)實際的地域情況、周遭環(huán)境進(jìn)行設(shè)計。加之在設(shè)計的過程中,沒有充分計算鋼結(jié)構(gòu)的性能參數(shù),往往為了追求穩(wěn)固的效果,而隨意增大強(qiáng)度系數(shù),造成了不必要的材料和物資的浪費,另外在參數(shù)計算中對實際使用情況考慮的不夠全面,使橋梁在使用過程中出現(xiàn)失穩(wěn)以及應(yīng)力屈服的現(xiàn)象。上述情況都是鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計中的常見問題。
2、質(zhì)量方面
橋梁鋼結(jié)構(gòu)在選材方面一定要注意質(zhì)量問題,因為針對于橋梁來說,受力的主體是鋼筋和混凝土,所以影響橋梁的使用性能的決定性因素就是鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。在設(shè)計時要嚴(yán)格遵守國家強(qiáng)制規(guī)范設(shè)計,不得隨意降低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,另外在制作鋼結(jié)構(gòu)的時候要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行操作,嚴(yán)格執(zhí)行每一道工序以保證橋梁的工程質(zhì)量,避免出現(xiàn)安全事故。
3、銹蝕現(xiàn)象
鋼材的主要成分是鐵,所以對于鋼材而言不可避免的就會發(fā)生自然銹蝕現(xiàn)象,這也是造成橋梁設(shè)計危害的一個方面原因。如果鋼結(jié)構(gòu)銹蝕到一定程度就會嚴(yán)重危及橋梁的安全和使用壽命。鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中,如果發(fā)生銹蝕,就會使結(jié)構(gòu)本身的受力能力降低,使橋梁在行車荷載的作用下,整體受力不穩(wěn)定,部分銹蝕嚴(yán)重的位置出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象,會影響橋梁的使用,嚴(yán)重的還會引發(fā)交通事故,后果不堪設(shè)想。
4、焊接工藝
焊接質(zhì)量對工藝方法的依賴性較強(qiáng),在影響工序質(zhì)量的各因素中占有更重要的地位。其影響主要來自兩個方面:一方面是工藝制訂的合理性;另一方面是執(zhí)行工藝的嚴(yán)肅性。鋼結(jié)構(gòu)主要是靠焊接工藝結(jié)合在一起的,焊接過程如嚴(yán)格不按合理的工藝執(zhí)行就會產(chǎn)生焊接缺陷,焊接缺陷不僅給生產(chǎn)帶來了許多困難,而且可能帶來災(zāi)難性的事故。據(jù)統(tǒng)計好多鋼結(jié)構(gòu)事故中,絕大多數(shù)是由焊接缺陷而引起的。這種焊接缺欠比較容易出現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)焊接的細(xì)節(jié)上,這些焊接細(xì)節(jié)問題都是會影響鋼結(jié)構(gòu)整體受力的穩(wěn)定性。如果不加以防范,就會埋下安全隱患。
5、不良細(xì)節(jié)構(gòu)造
不良的構(gòu)造細(xì)節(jié)會使幾何應(yīng)力集中,這在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中是最容易被忽視的地方,也是比較容易引發(fā)事故的原因之一。橋梁鋼結(jié)構(gòu)因為細(xì)節(jié)設(shè)計不良致使橋梁在使用過程中,幾何應(yīng)力集中疊加,在可變荷載的作用下,這些細(xì)小的損傷不斷擴(kuò)展,導(dǎo)致疲勞應(yīng)力的擴(kuò)大,最終導(dǎo)致事故發(fā)生。橋梁是一個整體結(jié)構(gòu),一些不起眼的細(xì)節(jié)可能就會使整個橋梁的受力系統(tǒng)遭到破壞,如果某個細(xì)小的構(gòu)造出現(xiàn)應(yīng)力集中或者應(yīng)力疲勞,就容易出現(xiàn)變形,使鋼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)應(yīng)力屈服。
三、鋼結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計
1、鋼結(jié)構(gòu)的完整性理念
鋼結(jié)構(gòu)的特點是強(qiáng)度高,并且具備抗壓和抗拉的相關(guān)優(yōu)點,而橋梁是為了滿通運輸要求的產(chǎn)物,在我國,鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用十分廣泛。在現(xiàn)代橋梁建設(shè)中,鋼結(jié)構(gòu)屬于主體構(gòu)造,鋼結(jié)構(gòu)是把鋼材經(jīng)過焊接手段連接到一起組成的復(fù)雜的受力系統(tǒng),具有承載性能和耐久性。橋梁的完整性設(shè)計的目標(biāo)是確保在使用年限內(nèi)的可靠與安全,近年來,人們開始更多的考慮如何才能保證橋梁鋼結(jié)構(gòu)的完整性。橋梁的鋼結(jié)構(gòu)完整性設(shè)計有多種因素確定,設(shè)計除對結(jié)構(gòu)、構(gòu)件連接及細(xì)節(jié)考慮外,焊接結(jié)構(gòu)損傷和擴(kuò)展也應(yīng)引起廣大設(shè)計人員的關(guān)注。
2、焊接結(jié)構(gòu)的完整性設(shè)計
(1)損傷的控制方式
①對于材料以及焊接接頭的強(qiáng)度和韌性要嚴(yán)格控制,盡量減少由于設(shè)計或者工藝因素對結(jié)構(gòu)造成的傷害,注意焊接接頭處的工藝處理,在焊接之后進(jìn)行必要的磨處理,避免由于焊接工藝不規(guī)范,影響鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
②在焊接接頭的地方容易出現(xiàn)力學(xué)性能方面的改變,對于由于焊接缺陷導(dǎo)致的損害,不能只是通過提高母材的質(zhì)量進(jìn)行控制,還要思考通過其他的方法解決應(yīng)力屈服的問題。
③焊接材料的選擇以及和母材的組配方式對鋼結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性產(chǎn)生著較大的影響,因此注意要焊接材料的選擇以及和母材組配的方式。
④細(xì)節(jié)決定成敗,因此在實際的使用過程中要特別注意細(xì)節(jié)的處理,例如橋梁鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性遭受到破壞,或者由于受力不均勻出現(xiàn)應(yīng)力屈服這些方面都會引起橋梁的鋼結(jié)構(gòu)的損害,由此可見,我們對于一些細(xì)節(jié)的設(shè)計要有足夠的重視,細(xì)節(jié)設(shè)計是控制損傷和保證結(jié)構(gòu)完整的關(guān)鍵。
⑤鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕會直接影響應(yīng)力情況,在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中合理的防腐設(shè)計不僅可以是鋼材的耐腐蝕性能充分發(fā)揮出來而且可以彌補(bǔ)鋼結(jié)構(gòu)性能本身的不足,因此橋梁工程鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計時就要做好防腐措施的設(shè)計,避免橋梁在使用過程中出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。
(2)鋼結(jié)構(gòu)完整性的設(shè)計要點
在橋梁鋼結(jié)構(gòu)的焊接中,根據(jù)受力需要的不同來決定接頭的形式,由于接頭組織和力學(xué)性能的不均勻,致使接頭和母材存在一定的差異,此外,因為焊接殘余應(yīng)力等細(xì)節(jié)造成幾何應(yīng)力上的集中,這些對鋼結(jié)構(gòu)的完整性都會造成影響。所以,在設(shè)計的時候要注意以下幾個要點:根據(jù)橋梁的實際使用情況以及荷載要求計算鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力系數(shù),選擇合適的材料以及焊接形式;關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計要遵循不留死角,方便焊接、傳力簡潔、方便維修以及安裝的原則;要避免出現(xiàn)應(yīng)力集中或者應(yīng)力疲勞現(xiàn)象,有效防止應(yīng)力屈服或者受力失穩(wěn)現(xiàn)象;在設(shè)計時必須考慮焊接檢測的相關(guān)要求,必須以無損檢測等相關(guān)控制指標(biāo)來檢測焊接質(zhì)量。
結(jié)束語
橋梁工程質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到國家財產(chǎn)和人民生命安全,只有采用正確的焊接工藝、優(yōu)選設(shè)計和科學(xué)的質(zhì)量管理方法,加強(qiáng)對焊接質(zhì)量的有效控制,提高了橋梁工程質(zhì)量,對橋梁的制造及檢測、管理具有實際的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn):
就橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計而言,需要設(shè)計者具備較為豐富的理論知識,以及豐富的工程經(jīng)驗,避免基于主觀認(rèn)知的偏差而影響到整個設(shè)計的準(zhǔn)確性。當(dāng)前國內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中,過多的關(guān)注橋梁設(shè)計的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,而對橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性與抗震性等缺乏關(guān)注,在設(shè)計過程中由于缺少全方面的關(guān)注,導(dǎo)致整個橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方案存在一定的缺陷,而這種缺陷若不能夠及時的解決,則為橋梁日后應(yīng)用帶來風(fēng)險隱患。針對此,需要橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計者不斷的總結(jié)工程經(jīng)驗,并及時更新橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝與觀念,不斷優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,使其符合不斷發(fā)展的橋梁建設(shè)需求。
一、國內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計現(xiàn)狀
在橋梁設(shè)計整體上分析,當(dāng)前國內(nèi)橋梁設(shè)計理論與結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系尚不完善,在橋梁設(shè)計領(lǐng)域,尤其是針對橋梁施工與使用期安全性問題仍存在著諸多需要改進(jìn)的地方。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計者首先需要考量的問題是選擇經(jīng)濟(jì)合理且符合安全標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案,其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)建以及連接的設(shè)計,并選擇合規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo),確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。普遍設(shè)計人員更多的關(guān)注于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計算上的安全性需求,但是卻缺少了從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、耐久性等方面去對結(jié)構(gòu)安全性的考量。綜合以上,可以總結(jié)為當(dāng)前國內(nèi)普遍橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計存在著片面性的問題,橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計考量因素缺乏全面性[1]。
二、常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計注意事項
常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計需要關(guān)注三個方面的問題,首先,橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性問題。耐久性也就是橋梁的使用壽命,從橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方面考量也就是整體結(jié)構(gòu)設(shè)計是否能夠確保橋梁未來投入應(yīng)用中符合預(yù)期的耐久性標(biāo)準(zhǔn)。其次,橋梁疲勞損傷問題。橋梁投入應(yīng)用過程中需要承載車輛荷載以及風(fēng)荷載,在長期應(yīng)用中可能在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生損壞變化盈利,影響到橋梁的穩(wěn)定性,基于此,在橋梁設(shè)計期間,需要考慮到整體結(jié)構(gòu)設(shè)計是否能夠承受多種客觀環(huán)境所形成的荷載量。第三,橋梁的超載問題。橋梁的超載一方面能夠引發(fā)疲勞問題,另一個反面由于長期超載導(dǎo)致橋梁內(nèi)部損傷不能夠及時回復(fù),或長久不能恢復(fù),將會導(dǎo)致橋梁在正常負(fù)荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生改變[2]。
三、常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計所存在的問題分析
(一)橋梁設(shè)計耐久性問題
橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性問題,一方面來自于初期設(shè)計的影響,另一個方面來自于施工期間環(huán)境與操作的影響。耐久性是評價橋梁建設(shè)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,在設(shè)計與建設(shè)期間是否考慮到耐久性原則,將對后期應(yīng)用效果產(chǎn)生重要影響,一旦耐久性受損,則為后期修復(fù)帶來一定難度。例如,近幾年所發(fā)生的大橋坍塌事故,便是由于橋梁使用年限較為久遠(yuǎn),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性有所弱化,結(jié)構(gòu)整體承載能力下降,由此致使大橋出現(xiàn)坍塌?;诖?,需要設(shè)計人員在設(shè)計初期對機(jī)構(gòu)設(shè)計中的細(xì)節(jié)問題加以重視,同時對施工期間可能出現(xiàn)的多種影響因素進(jìn)行綜合考慮,完善橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計[3]。
(二)橋梁設(shè)計疲勞損傷問題
在不同的地區(qū),橋梁具有著不同的應(yīng)用價值,但是承受車輛的荷載是所有橋梁需要具備的基礎(chǔ)功能。車輛荷載屬于動荷載,將會在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成循環(huán)盈利,而橋梁長期受到這種循環(huán)盈利的作用,必然會導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞損傷。另外,在橋梁建設(shè)期間,受到多種不確定因素的影響,而橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部材料會存在不均勻或不連續(xù)的情況,因此,設(shè)計人員在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計期間,需要全面的認(rèn)識到建設(shè)期間不確定因素的存在,且這些因素對橋梁耐久性的重要影響。但是,顯然當(dāng)前國內(nèi)普遍設(shè)計師對這一點原則的關(guān)注度不足,導(dǎo)致其不能夠在設(shè)計上予以更多的考量[4]。
(三)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的超載問題
在橋梁投入到實際應(yīng)用期間,可能存在著多數(shù)數(shù)據(jù)不在原有的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計范圍內(nèi),出現(xiàn)荷載超出原定值的情況。超載對橋梁的影響為,加大了橋梁負(fù)載應(yīng)力的幅度,導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞損傷等問題。而當(dāng)前普遍橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計是不能夠充分的認(rèn)識到這一點問題,或不將其考慮在設(shè)計范圍內(nèi),可能對橋梁結(jié)構(gòu)造成不可恢復(fù)的損壞,影響到橋梁的整體質(zhì)量,甚至是在應(yīng)用期間出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。例如,武夷山公館大橋坍塌事件、哈爾濱機(jī)場高速大橋坍塌事件等,都是由于超載問題考慮不到位所導(dǎo)致[5]。
(四)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性能問題
就我國地理環(huán)境來看,存在著地勢多樣、山地面積廣、處于環(huán)太平洋地震帶上的特征,基于此,針對我國地勢環(huán)境在進(jìn)行橋梁設(shè)計期間,需要考慮到橋梁的抗震功能。地震對橋梁的破壞力非常強(qiáng)烈,尤其是震中地帶,可能會導(dǎo)致毀滅性的傷害。需要橋梁設(shè)計者充分考慮到抗震原則,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計期間參與抗震工藝設(shè)計,同時需要考慮到橋梁施工期間材料的選擇或施工工藝的選擇等。但是,國內(nèi)普遍橋梁設(shè)計僅按照常規(guī)橋梁設(shè)計原則進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計,只有針對特殊要求的橋梁才會考慮到抗震設(shè)計,因此,多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中并未參與到抗震設(shè)計[6]。
四、常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化建議
(一)優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的耐久性
針對橋梁的耐久性,國內(nèi)之前的技術(shù)規(guī)范中并沒有明確作出規(guī)定,設(shè)計人員在進(jìn)行橋梁設(shè)計過程中對橋梁的耐久也沒有過多的關(guān)注,也就沒有針對耐久性設(shè)計的相關(guān)方案。在橋梁投入到應(yīng)用期間,日常維護(hù)與檢修也沒有針對耐久性作出具體規(guī)范,導(dǎo)致橋梁在應(yīng)用期間可能基于耐久性不足而出現(xiàn)坍塌等事故。為改善這一問題,最新推出的橋梁設(shè)計規(guī)范中,對橋梁的應(yīng)用年限進(jìn)行了明確的規(guī)定,要求設(shè)計人員結(jié)合應(yīng)用期限參與到實際設(shè)計中,加強(qiáng)對橋梁耐久性設(shè)計的關(guān)注[7]。
(二)改善橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的超載問題
當(dāng)前,國內(nèi)多數(shù)橋梁會在實際應(yīng)用期間出現(xiàn)不同程度的超載問題,其主要表現(xiàn)為橋梁超出應(yīng)用年限而導(dǎo)致的超齡負(fù)載以及車流量過大所導(dǎo)致的橋梁超載問題。以上所述超載現(xiàn)象都會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷,影響到橋梁的整體質(zhì)量與運行效果,極大的降低了橋梁同行的安全性。針對此,需要設(shè)計人員在實際設(shè)計期間,結(jié)合橋梁工程所處的環(huán)境與地質(zhì)條件等,準(zhǔn)確的對橋梁運行中可能出現(xiàn)的因素進(jìn)行分析,應(yīng)用相關(guān)科技手段對橋梁的運行進(jìn)行模擬操作,以便于對整個設(shè)計方案進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化,確保橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計質(zhì)量能夠滿足橋梁運行的實際需求。
(三)解決橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的疲勞損傷問題
橋梁在實際應(yīng)用期間所受到的荷載主要來自于車輛荷載動態(tài)荷載,橋梁設(shè)計人員需要充分認(rèn)知到這一點。動態(tài)荷載能夠直接對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用,為橋梁結(jié)構(gòu)帶來循環(huán)變換的作用力,價值橋梁運行期間所出現(xiàn)的超載現(xiàn)象,導(dǎo)致橋梁在長期應(yīng)用下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)疲勞損傷,而這種損傷可能形成橋梁裂縫或斷裂等。基于此,需要橋梁設(shè)計人員在設(shè)計階段變成充分考慮到橋梁在長期應(yīng)用下會出現(xiàn)的疲勞損傷問題,經(jīng)由對橋梁應(yīng)用地區(qū)車流量與其他環(huán)境指標(biāo)的分析,掌握準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),將其考慮到橋梁的實際設(shè)計過程中。確保設(shè)計流量能夠符合此地區(qū)的最大符合量,并有針對性的對整個橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化,避免或降低其可能出現(xiàn)的疲勞損傷情況,如此才能夠避免橋梁結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用期間出現(xiàn)嚴(yán)重的不良事故。
(四)優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性
雖然并不是每個地區(qū)都會面臨地震的威脅,但是基于地震對橋梁所產(chǎn)生的重要影響,需要將抗震因素考慮到整個橋梁設(shè)計中。橋梁是抗震救災(zāi)期間的主要通道,其抗震性能必須要提升,在整個橋梁設(shè)計期間,需要關(guān)注避開地震帶與板塊活躍地帶,在橋梁建設(shè)地區(qū)進(jìn)行地震動力學(xué)分析,根據(jù)其分析結(jié)果,對結(jié)構(gòu)抗震的薄弱環(huán)節(jié)予以強(qiáng)化,提升橋梁的整體連貫性。另外,橋臺的設(shè)計需要盡量選擇在穩(wěn)定地帶,加強(qiáng)橋墩的基礎(chǔ);關(guān)注橋梁施工質(zhì)量,做好細(xì)節(jié)處理,確保橋梁連接處的穩(wěn)固性;針對特殊環(huán)境在橋梁上架設(shè)減震設(shè)施。
五、結(jié)語
綜合上文所述,橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計是整個橋梁設(shè)計中的重要環(huán)節(jié),其設(shè)計質(zhì)量如何將直接影響到橋梁應(yīng)用期間的安全性,因此,必須要不斷的優(yōu)化設(shè)計方案,確保橋梁運行的穩(wěn)定性與安全性。當(dāng)前國內(nèi)常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計普遍存在的情況是缺乏對抗震、耐久性、超載問題的考慮,需要有針對性的優(yōu)化原有的橋梁設(shè)計方案,提升橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的全面性。
作者:陳小剛 單位:浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院
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【關(guān)鍵詞】市政橋梁;結(jié)構(gòu)設(shè)計;要點
市政橋梁與其它類型橋梁相比,其主要的建設(shè)作用在于充分滿足使用功能需求的同時,對周邊景觀、環(huán)境的協(xié)調(diào)度也著重關(guān)注。
1.橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計概述
由于整個結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)準(zhǔn)確性將會在一定程度上受到設(shè)計人員主觀因素的影響。因此,在橋梁設(shè)計中,需要相關(guān)工作人員在設(shè)計中能夠具備極為扎實的理論基礎(chǔ)及豐富的實踐經(jīng)驗。在當(dāng)前的橋梁設(shè)計中,大部分設(shè)計人員都著重關(guān)注強(qiáng)度問題,但整體結(jié)構(gòu)的耐久度始終處于被遺忘的狀態(tài)下。結(jié)構(gòu)耐久度與時間有著較為緊密的關(guān)聯(lián),在橋梁建成的較短時間內(nèi)是無法對其進(jìn)行細(xì)致查看的。但是如果結(jié)構(gòu)耐久性出現(xiàn)問題,哪怕是極其細(xì)微的問題,都有可能帶來難以解決的問題。而這種結(jié)構(gòu)設(shè)計問題是完全不符合結(jié)構(gòu)動態(tài)設(shè)計理念的。當(dāng)前我國對于市政橋梁設(shè)計的結(jié)構(gòu)體系依舊有待近一步完善,在市政橋梁的設(shè)計領(lǐng)域在施工及安全性兩方面有待解決的問題較多。對市政橋梁進(jìn)行設(shè)計的首要任務(wù)便是盡可能地選取一個經(jīng)濟(jì)合理性較強(qiáng)的設(shè)計方案,另外還需著重關(guān)注橋梁內(nèi)部構(gòu)件及連接方面的設(shè)計。采取符合相關(guān)規(guī)范的安全系數(shù)對整個橋梁工程的安全性實施保障。
2市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及解決措施
2.1設(shè)計上存在的漏洞問題
在市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中,極為常見的一大問題便是伸縮縫的相關(guān)設(shè)計。大部分的城市橋梁在設(shè)計中將伸縮縫設(shè)置為普通類型的橡膠支座。但是為了確保其安全性,需要將其修正為活動型的橡膠支座,從而有效避免出現(xiàn)拉裂問題。此類問題產(chǎn)生的主要原因是,如果設(shè)計普通支座,則有極大的可能會出現(xiàn)變形情況,對整個橋梁的結(jié)構(gòu)安全及耐久性兩方面均極為不利。通常情況下,橋面不會與整體的鋼筋網(wǎng)相關(guān),也不會對超載問題進(jìn)行考慮。但當(dāng)前現(xiàn)狀是,在我國交通運輸超載問題極為常見,對于城市橋梁的使用安全性及耐久性均帶來了極大的考驗。針對此類問題,在將相關(guān)情況上報給管理部門加強(qiáng)管理的同時,還需在設(shè)計中將超載相關(guān)內(nèi)容納入其中,對其全面充分的考慮。由于伸縮縫所預(yù)埋之處的空心梁常常會出現(xiàn)數(shù)量不夠的問題,因此,相關(guān)施工管理部門需著重注意前期的檢查工作。
2.2耐久性設(shè)計問題
在對市政橋梁進(jìn)行建設(shè)時,由于整個橋梁體是需要完全暴露在空氣之中的,因此日積月累下來極易遭受周邊環(huán)境的影響與有害物質(zhì)的侵蝕。另外,橋梁結(jié)構(gòu)還會受到交通車輛承載、地震、疲勞等多重因素的影響,在對其進(jìn)行施工建設(shè)時所用材料在經(jīng)過風(fēng)吹日曬的侵襲后,自身的性能將會逐漸走向衰退,整個橋梁結(jié)構(gòu)各處均會出現(xiàn)損傷。雖然現(xiàn)今出現(xiàn)的橋梁倒塌案例數(shù)在逐漸減少,但是不可否認(rèn)的是,仍舊有許多橋梁由于受到拉鎖耐久性的影響,致使其使用性遭受嚴(yán)重?fù)p害。有部分市政橋梁拉鎖并未到達(dá)常規(guī)使用年限便不得不提早退休。耐久性問題的突出化致使橋梁建設(shè)后無法正常使用,帶來了極大的經(jīng)濟(jì)損失。耐久性問題的日益突出促使人們不得不加強(qiáng)對其的關(guān)注,在相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)對整體與細(xì)節(jié)上的結(jié)構(gòu)設(shè)計加強(qiáng)重點,對橋梁耐久及安全性的研究也應(yīng)逐漸趨向于定量分析。
2.3著重關(guān)注抗震性能
有部分市政橋梁的修筑地可能在于一些地震常發(fā)地帶,因此在對此類市政橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)將抗震性能考慮其中,采取一定的抗震措施。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注重對施工質(zhì)量的控制,在接縫處確保其強(qiáng)度。對于橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計,還需將整體聯(lián)結(jié)性放在重要位置,加強(qiáng)橋梁墩臺與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的整體連貫度。加強(qiáng)配筋,進(jìn)一步提升整體結(jié)構(gòu)的延性。有部分橋段所處地域的土質(zhì)較為不良。在對此橋段結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時,則需對實際狀況充分考量,采取相應(yīng)的加固措施。對于一些抗震性能較為薄弱的地方還應(yīng)對其構(gòu)造進(jìn)一步加強(qiáng)[2]。有部分市政橋梁對于整個城市的發(fā)展而言極為重要。針對此種橋梁,在結(jié)構(gòu)設(shè)計時,可以在各方面條件均允許的情況下,對橋梁采取一些具有較好減震性能的裝置,如橡膠墊塊等。
2.4疲勞損傷問題
市政橋梁結(jié)構(gòu)一般承載的車輛及風(fēng)向荷載均屬于動荷載范疇內(nèi),在整個橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)將會逐漸形成一種應(yīng)力,且此應(yīng)力具有循環(huán)變化性。這些應(yīng)力一旦產(chǎn)生會致使整個橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不必要振動的同時,出現(xiàn)疲勞損傷。大部分的市政橋梁施工中所采用的材料或多或少的會存在著一定的缺陷,且缺乏均勻、連續(xù)性。一旦受到循環(huán)應(yīng)力的作用影響,細(xì)小的缺陷將會逐漸集中匯聚,最終產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷或是裂紋。如果設(shè)計人員在設(shè)計中未將此問題納入至考慮范疇中,相關(guān)的施工人員在施工時則無法對出現(xiàn)的宏觀裂紋采取科學(xué)的應(yīng)對解決措施,進(jìn)而導(dǎo)致更為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)脆性斷裂問題出現(xiàn)。較早時期的疲勞損失無法被及時檢測出,但是其所帶來的危害卻是能夠與災(zāi)難相等同的。因此,在橋梁設(shè)計中需對此問題著重關(guān)注,加強(qiáng)防范。疲勞損傷在橋梁設(shè)計中的地位極為重要且關(guān)鍵,由其引發(fā)導(dǎo)致的開裂問題極多。因此,在市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中,需將此類問題作為極為重要的考慮因素。
3.市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵點
3.1防洪水位及人行橋欄桿
在對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時,需在充分考量百年洪水位的基礎(chǔ)上對所處地域的防洪水位著重關(guān)注,核查其相關(guān)影響。在對人行橋欄桿進(jìn)行設(shè)計時,需做好相關(guān)的抗水平外推檢算設(shè)計,欄桿重量也不應(yīng)超過1.2kN/m的范圍,樣式應(yīng)以豎條或是整板為主。欄桿建成后明令禁止行人攀爬,對于一些特殊欄桿給予橋梁設(shè)計的影響也應(yīng)充分全面的考慮。
3.2交通量及特殊荷載
在進(jìn)行城市橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時需在對其所承載交通量全面分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行車道寬度、結(jié)構(gòu)的預(yù)測明確。特別是一些互通式的立交橋在設(shè)計時,需依照其自身需求、車輛行駛速度充分考量,對橋梁的結(jié)構(gòu)規(guī)模合理設(shè)計,避免出現(xiàn)交通堵塞問題。我國的超載問題極為突出卻又無法完全杜絕。對于一些極為突出、明顯化的超載情況,可能會導(dǎo)致出現(xiàn)橋梁塌陷、傾覆等問題。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需對此類特殊因素著重考量。在進(jìn)行橋梁荷載驗算時,需在最大荷載值的基礎(chǔ)上進(jìn)行1.4倍的乘以處理。對于一些支座或是墩梁結(jié)構(gòu)可以考慮安裝抗傾覆裝置。
3.3實例說明
英雄大橋是位于南昌的一座跨贛江特大橋,其無論是從結(jié)構(gòu)還是施工上看均達(dá)到了世界超一流水平。整座大橋無論是樁基、邊跨鋼箱梁還是鋼箱梁合龍的設(shè)計施工,均讓相關(guān)工作人員煞費苦心。通過對橋梁設(shè)計問題的著重分析研究,最終獲取到了較好的成效。為了更好地應(yīng)對可能出現(xiàn)的問題,相關(guān)設(shè)計人員對此橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了再設(shè)計施工,對其系桿進(jìn)行了加固設(shè)計,以此幫助其更好承受拱腳推力,滿足荷載需求。與此同時,還在橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了減震性能的設(shè)計,從而全面有效的抵擋可能發(fā)生的地震災(zāi)害。另外,在大橋的兩側(cè)還進(jìn)行了1.5m人行道的設(shè)置。
4.結(jié)語
現(xiàn)今的市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計體系尚且有待進(jìn)一步的健全完善,需要借助多方力量的幫助支持。城市橋梁設(shè)計本身就具有極強(qiáng)的系統(tǒng)復(fù)雜性,需要設(shè)計人員具備極為豐富的理論知識及專業(yè)化的實踐技能,盡可能地將一些由于主觀因素導(dǎo)致出現(xiàn)的不利設(shè)計結(jié)構(gòu)影響降到最低,將對橋梁質(zhì)量產(chǎn)生損害的不良因素盡可能地規(guī)避,從而更好地達(dá)成城市橋梁工程規(guī)劃要求,為后期的施工建設(shè)提供幫助。
參考文獻(xiàn):
在我國基礎(chǔ)建設(shè)與快速發(fā)展和行業(yè)競爭激烈的今天,充分利用企業(yè)歷史設(shè)計資料對提高設(shè)效率及競爭力顯得尤為重要。然而現(xiàn)行的軟件已經(jīng)無法良好支持后續(xù)方案設(shè)計所用的數(shù)據(jù),阻礙了設(shè)計單位對其進(jìn)行有效的復(fù)用。橋梁設(shè)計資料復(fù)用是一個復(fù)雜的過程,要綜合考慮橋梁的功能、結(jié)構(gòu)、造型以及材料待信息。
設(shè)計復(fù)用是加快設(shè)計進(jìn)程和降低成本一個有效方法,但設(shè)計工程師同時還必須要注意設(shè)計復(fù)用的易用性、可配置性以及第三方所能提供的技術(shù)支持和相關(guān)技術(shù)配套,如設(shè)計文檔、驗證和測試工具等。
隨著計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)的普及,幾乎每個設(shè)計院都留下了大量電子設(shè)計圖紙和文檔,其中有設(shè)計圖紙以及相應(yīng)的計算書。知識經(jīng)濟(jì)時代的到來,使歷史設(shè)計資料已經(jīng)成為設(shè)計院核心競爭力的重要組成部分,充分利用這些歷史設(shè)計資料顯得猶為重要。復(fù)用技術(shù)已經(jīng)成為目前軟件開發(fā)等領(lǐng)域的熱點問題。為了以后在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中有效地利用已有資料,需要在已形成的企業(yè)文檔和可供復(fù)用的設(shè)計案例之間建立聯(lián)系,從而形成利用已有設(shè)計案例的有效機(jī)制,在提高設(shè)計效率的同時也使企業(yè)競爭力加強(qiáng)。
1 系統(tǒng)框架
為了充分挖掘設(shè)計院留存的設(shè)計案例,需要將已有的設(shè)計文檔,按照組織方式進(jìn)行分類形成設(shè)計資料庫并進(jìn)行結(jié)構(gòu)化存儲?;A(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括知識庫和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,用來存放企業(yè)知識;基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫由預(yù)處理模塊對企業(yè)設(shè)計文檔進(jìn)行處理后獲得,形成可供重用的案例庫,并通過結(jié)構(gòu)設(shè)計的結(jié)果進(jìn)一步充實。
但是橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性也是我們要研究的重點,結(jié)構(gòu)設(shè)計要解決的根本問題是:在安全適用與經(jīng)濟(jì)合理之間選擇一種合理的平衡,力求以最經(jīng)濟(jì)的途徑,使建造的結(jié)構(gòu)滿足下列各項預(yù)定功能要求:1)正常施工和使用時,結(jié)構(gòu)能承受可能出現(xiàn)的各種作用,在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時和發(fā)生后,結(jié)構(gòu)能夠保持必需的整體穩(wěn)性;2)在正常使用時,結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能,不會產(chǎn)生過大的裂縫和變形;3)在正常維護(hù)下,結(jié)構(gòu)具有足夠的耐久性能,不會過早地發(fā)生破壞。只有這樣留存下來的數(shù)據(jù),才能更好的為以后的設(shè)計復(fù)用提供有效的幫助。
2 面向?qū)ο蟮膶哟涡蜆蛄簲?shù)據(jù)組織
面向?qū)ο蟮目蚣鼙硎痉椒?,將?fù)雜對象逐步分解為各個相互關(guān)聯(lián)簡單的子對象,這樣比較符合橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的分析思路。系統(tǒng)中按功能及常規(guī)的設(shè)計步驟來決定分層原則,同時也考慮了設(shè)計對象與案例分層原則的一致性。設(shè)計人員所用的層次型橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)模型,面向?qū)ο蟮陌咐龜?shù)據(jù)組織橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計案例中包括項目的案例、結(jié)構(gòu)體系案例和構(gòu)件類案例,在這種多類案例的集合中,不同類別的案例,由于其問題求解描述不同,其屬性集中的元素往往不同;而同一類別的案例,其屬性集相同,僅由于屬性的取值不同就構(gòu)成了不一樣的案例。為將圖形屬性和一般屬性區(qū)別開來,首先建立如下定義: 較大的實例序列,基于此形成可供進(jìn)一步修改的相似案例,從而得到基本滿足功能需求的實例構(gòu)件描述性屬性,該屬性和構(gòu)件的圖形和材料屬性無關(guān),是描述性屬性,如構(gòu)件名、構(gòu)件類型等。構(gòu)件案例屬性,包括圖形屬性和材料屬性,如在某案例中T 梁翼緣高、混凝土等級等。通過劃分描述性屬性和案例屬性,將構(gòu)件的描述性屬性和構(gòu)件的幾何繪圖屬性以及材料屬性分隔開來,從而在降低計算量和算法復(fù)雜度等方面為案例的分類和獲取提供了方便,為后期構(gòu)件的相似性定義提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計案例相似性定義
采用基于案例推理( case2based reason ing CBR )。CBR 的主要思想是將抽象的功能需求轉(zhuǎn)化為具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案;推理的過程是將知識庫中的實例和實際的功能需求進(jìn)行比較,找出相似度比。
4 基于相似案例的智能修改技術(shù)
最簡單的案例修改方法是不進(jìn)行任何改動而采用檢索到的案例;但在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中,由于設(shè)計條件千差萬別,完全一致的設(shè)計案例相對較少,大部分設(shè)計案例需要在以往的相似案例上進(jìn)行一系列修改以達(dá)到新的設(shè)計要求。一般的CBR系統(tǒng)將案例修改工作留給設(shè)計人員,這是CBR 系統(tǒng)弱點之一。本研究采用多元線性回歸對構(gòu)件參數(shù)進(jìn)行修正,以下論述具體的修改步驟。
1) 獲得輸入?yún)?shù),根據(jù)相似性計算確定最接近的案例;2) 將已經(jīng)得到的相似案例和數(shù)據(jù)庫中的案例比較,獲得相似案例的同一類案例組。
5 設(shè)計結(jié)果圖形自動化排列
在結(jié)構(gòu)設(shè)計出圖過程中,結(jié)果輸出時往往需要人工對輸出圖塊進(jìn)行定位,而在圖紙輸出過程中往往一次生成大量圖塊,這就需要繁瑣的人工操作鑒于,此系統(tǒng)中集成了圖形輸出的智能排列模塊,通過制定一系列規(guī)則,完成圖形排列的自動化。同時,為方便用戶調(diào)整,還為其開發(fā)了圖形快速排列工具,允許用戶通過簡單選取與拖動,調(diào)整圖形排列布局。
現(xiàn)在,在工程設(shè)計資料復(fù)用方面有了一些初步研究,美國斯坦福大學(xué)學(xué)者通過對建筑類產(chǎn)品模型相關(guān)研究,發(fā)現(xiàn)支持設(shè)計復(fù)用的有效信息,并開發(fā)了CoMem系統(tǒng),該系統(tǒng)可以支持設(shè)計知識的復(fù)用,使設(shè)計者能夠?qū)σ延性O(shè)計案例進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取。
本文構(gòu)建了橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)用系統(tǒng)的架構(gòu),通過對橋梁數(shù)據(jù)分析和面向?qū)ο蟮臉蛄航Y(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)組織,提出了適合橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計,基于最近鄰方法的橋梁構(gòu)件、結(jié)構(gòu)體系以及項目3個層次的相似性定義,系統(tǒng)地建立了獲取相似案例的方法。采用多元回歸和人工神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)挖掘以往設(shè)計案例中包含的知識,以實現(xiàn)對相似案例的修改生成符合新的設(shè)計要求的橋梁設(shè)計案例,并實現(xiàn)了輸出修改案例后圖形自動排列,輔助用戶快速排列系統(tǒng)生成的圖形。本文嘗試建立包括結(jié)構(gòu)設(shè)計、出圖、圖形排列全過程的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計計算機(jī)輔助體系的基本架構(gòu),為復(fù)用以往橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方案提供了新的方法和手段。
參考文獻(xiàn):
中圖分類號:TU99文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
一、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的原則
(1)結(jié)構(gòu)安全
橋梁必須安全,要有足夠的承載能力,能保證橋梁上部車輛、行人交通的正常運行,并保證橋梁下部的水流或交通流的宣泄不會對下部結(jié)構(gòu)造成損傷,只有在滿足了這一基本原則后,才能談得上對橋梁結(jié)構(gòu)的其他要求。目前我國的規(guī)范主要基于可靠度理論研究而來,在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時,結(jié)構(gòu)荷載的種類、形式和大小的選擇是否合適以及結(jié)構(gòu)荷載組合的選擇也就成為了橋梁結(jié)構(gòu)安全設(shè)計的重中之重,對大跨度橋梁風(fēng)載、地震荷載、混凝土徐變和收縮影響以及溫度的變化影響都需列入荷載進(jìn)行分析、組合、驗算。
(2)耐久適用
目前我國的橋梁設(shè)計施工對橋梁的強(qiáng)度重視有余而對橋梁的耐久性重視不足,而橋梁的耐久性是涉及結(jié)構(gòu)、環(huán)境、材料、施工、運行期間荷載、后期養(yǎng)護(hù)等眾多因素的復(fù)雜問題,橋梁耐久性的保證應(yīng)由細(xì)致正確的結(jié)構(gòu)設(shè)計、優(yōu)良的材料選擇、嚴(yán)格的施工以及必要的養(yǎng)護(hù)管理組成。我國目前定量的耐久性設(shè)計理論并不完善,故在具體工程設(shè)計中加強(qiáng)定性設(shè)計。
(3)經(jīng)濟(jì)合理性原則
鑒于我國是世界上人口最多的國家,也是最大的發(fā)展中國家,蓬勃發(fā)展的經(jīng)濟(jì)與現(xiàn)有資源的矛盾日趨突出,城市橋梁設(shè)計應(yīng)在安全、適用的前提下,遵循有利于節(jié)約資源的原則,除了要考慮施工技術(shù)、結(jié)構(gòu)形式等因素外,還要考慮橋梁造價問題,這是一個現(xiàn)實的問題,在考慮的時候應(yīng)遵循基本達(dá)標(biāo)、擇優(yōu)而取、節(jié)約成本的原則:1、必須要達(dá)到橋梁的最基本要求,且經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是否接近最佳范圍;2、要和其他方案反復(fù)比較,確立最佳方案;3、所選方案要盡量減少對自然環(huán)境的破壞,盡量和自然環(huán)境相協(xié)調(diào),相結(jié)合。
(4)保護(hù)環(huán)境原則
在建造橋梁的過程中往往會對周圍的環(huán)境造成破壞,對空氣和植被也會產(chǎn)生一定影響,目前人們對環(huán)境的重視程度大大提高,所以在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中要高度重視環(huán)境的保護(hù),在設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)之前要充分考慮橋梁位置的選擇、橋梁的跨度以及施工的方法,要將施工對環(huán)境的影響降到最低;要減少對自然河道、植被的破壞,減少水土流失,避免污染,最大程度的保護(hù)好環(huán)境,還要把可持續(xù)發(fā)展的思想融入到橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計中去。
二、城市橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點
(1)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性
由于橋梁可以起到聯(lián)絡(luò)交通的作用,所以在許多山區(qū)以及大江大河橫穿的城市等都需要搭建橋梁,但像我國的云貴川山區(qū)等地又是地震的多發(fā)處,所以在這些地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計就需設(shè)計者充分考慮地勢問題,應(yīng)避開地震高發(fā)區(qū)或地震后易發(fā)生塌方、崩塌、泥石流等的地質(zhì)災(zāi)害的地區(qū)。因為地震災(zāi)害具有的不確定性,以及人們對橋梁結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理的認(rèn)識尚不完備,這時為了應(yīng)對突如其來的災(zāi)難,橋梁設(shè)計人員就需要對于橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些必要的減隔震措施,同時加強(qiáng)橋梁接縫處、橋梁上下部連接處、地基墩臺和橋面的整體強(qiáng)度,對橋梁的關(guān)鍵部位進(jìn)行仔細(xì)的核算與周全的考慮,而且需要提前預(yù)算到地震后可控狀態(tài)下橋梁的完整程度,對于橋梁抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計就需要全面考慮,精細(xì)核算,加強(qiáng)設(shè)計,這樣才能保證橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)性。
(2)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗載荷能力
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的大幅度提高,交通運輸日益繁忙,交通量與日俱增,超重和超載車輛不斷增多,車輛荷載加大,設(shè)想一下,在跨河橋梁上成群結(jié)隊的車輛全部擁擠在橋面上行駛,這對于橋梁的結(jié)構(gòu)堅實度是一項巨大的考驗,所以在橋梁抗高負(fù)荷承載的情況下,就需要設(shè)計者對于橋梁目前和未來所要面臨的載荷能力能高瞻遠(yuǎn)矚,應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)來應(yīng)對這一情況,通過在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用高強(qiáng)鋼材、高強(qiáng)鋼筋、高標(biāo)號混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等先進(jìn)材料和先進(jìn)施工工藝減輕橋梁自重,增加橋梁抗荷載能力,在山區(qū)也可充分利用抗拉性能差而抗壓性能好的圬工材料(石料、混凝土等)來建造拱橋,具有就地取材、節(jié)省鋼材和水泥、構(gòu)造簡單、養(yǎng)護(hù)費用少、承載潛力大等優(yōu)點。
(3)重視耐久性設(shè)計,完善更新設(shè)計理念
通過對近幾年橋梁病害的分析余總結(jié),橋梁的防水失效是誘發(fā)各種橋梁病害的最直接原因,所以在新設(shè)計橋梁時必須重視橋梁的防水設(shè)計,通過橋梁的整體性防水與橋梁細(xì)部防水相結(jié)合,以及橋梁的防水與排水相結(jié)合,同時增加橋梁鋼筋的保護(hù)層厚度,使用高標(biāo)號混凝土以及在混凝土中添加阻銹劑等方法均能有效的提高橋梁的耐久性。我國目前橋梁設(shè)計中耐久性設(shè)計僅僅作為一個概念受到關(guān)注,而沒有專門的耐久性設(shè)計,應(yīng)該努力把橋梁的耐久性設(shè)計從定性分析向定量分析發(fā)展,完善我國的耐久性設(shè)計理論。
三、城市橋梁設(shè)計過程中的細(xì)節(jié)
(1)提高橋梁兩側(cè)人行道路緣石高度
城市橋梁不同于公路橋梁,城市橋梁為了方便行人通常都在會橋梁車行道兩側(cè)設(shè)置專供人行過橋的人行道,而道路上人行道路緣石外露高度通常在10~20cm,通過近幾年案例分析橋梁上人行道路緣石高度越低則增大了車輛交通事故的概率,也增加了車輛發(fā)生交通事故是對橋上行人的傷害,我國重慶市已率先要求城市橋梁路緣石外露高度不小于30cm,這一點也值得其他地區(qū)的橋梁設(shè)計工作者借鑒。
(2)加強(qiáng)人行道欄桿設(shè)計
人行道欄桿宜采用防止行人蹬踏的橫線條欄桿,欄桿長度應(yīng)以防止行人掉落為基準(zhǔn),欄桿結(jié)構(gòu)必須安全可靠,我國現(xiàn)行的《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》要求“作用在橋上人行道欄桿扶手上豎向荷載應(yīng)為1.2KN/m;水平向外荷載應(yīng)為2.5KN/m。兩者應(yīng)分別計算?!钡囊?guī)定已經(jīng)遠(yuǎn)大于原《城市橋梁設(shè)計準(zhǔn)則》中關(guān)于作用在橋上人行道欄桿扶手上的活載為“豎向荷載1.2KN/m;水平向外荷載1.0KN/m。兩者分別考慮(不同時作用)。”的規(guī)定,也大于現(xiàn)行《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》中“計算人行道欄桿時,作用在欄桿立柱頂上的水平推力標(biāo)準(zhǔn)值取值0.75KN/m;作用在欄桿扶手上的豎向標(biāo)準(zhǔn)值取1.0KN/m。”的規(guī)定。同時在人行道欄桿設(shè)計時須采用下設(shè)錨筋的基礎(chǔ),而以往許多設(shè)計僅僅采用榫槽設(shè)計,許多橋梁人行道為了考慮景觀設(shè)計通常采用石材欄桿,這類欄桿對防推、防撞效果不理想。
(3)橋上應(yīng)預(yù)留足夠的管線穿橋管
城市中的各類管線如電力、通信、監(jiān)控、給水等眾多市政配套管線需要敷設(shè)過橋,所以在橋梁的設(shè)計初期就應(yīng)該綜合考慮,若前期考慮不足,就可能出現(xiàn)橋梁運行后期拆翻人行道加設(shè)市政管線,這樣不僅造成經(jīng)濟(jì)損失也會造成不好的社會影響,故前期應(yīng)加強(qiáng)與管線設(shè)計人員溝通確定需要在橋梁上預(yù)設(shè)的管道種類、數(shù)量,并且應(yīng)考慮后期市政管線擴(kuò)容的因素。同時我國現(xiàn)行《城市橋梁設(shè)計規(guī)范》規(guī)定了幾類禁止在橋梁上敷設(shè)的市政管線“不得在橋上敷設(shè)污水管、壓力大于0.4MPa的燃?xì)夤芎推渌扇?、有毒或腐蝕性的液、氣體管。條件許可時,在橋上敷設(shè)的電信電纜、熱力管、給水管、電壓不高于10KV配電電纜、壓力不大于0.4MPa燃?xì)夤鼙仨毑扇∮行У陌踩雷o(hù)措施。”
四、結(jié)語
就目前而言,我國的城市橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論尚不完善,結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不夠細(xì)致,作為橋梁設(shè)計工作者應(yīng)該不斷總結(jié)經(jīng)驗,引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)計理論,不斷創(chuàng)新完善我國城市橋梁設(shè)計理論,確保城市橋梁建設(shè)為我國城市發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)