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道路橋梁設計隱患問(wèn)題及完善措施
道路橋梁在建設及使用過(guò)程中,除了要承受來(lái)自外部有害物質(zhì)的不斷侵蝕之外,還有諸如行駛車(chē)輛的超載及駕駛員疲勞駕駛等影響,另外,橋梁自身所運用的材料隨著(zhù)使用時(shí)間的推移,還會(huì )出現持續退化狀況,內部結構會(huì )不斷損壞,至此,橋梁設計階段的合理化、規范化、科學(xué)化是決定橋梁安全性與耐久性的關(guān)鍵要素。
關(guān)鍵詞:道路橋梁設計隱患;完善措施;
道路橋梁所處環(huán)境相當復雜,不但要經(jīng)受外部自然環(huán)境及人為破壞影響,還要長(cháng)期承受過(guò)往車(chē)輛荷載影響,其橋梁建筑材料本身在長(cháng)期運營(yíng)過(guò)程中也會(huì )出現不同程度的材料劣化及損壞現象。因此,橋梁設計在某種程度上決定了它后期使用過(guò)程中的耐久性與安全性。不過(guò)從實(shí)際狀況來(lái)看,我國道路橋梁在設計階段是存在諸多隱患的,這些隱患一部分來(lái)自于外部自然環(huán)境因素,但更多地來(lái)自于人為設計因素。
一、道路橋梁設計隱患問(wèn)題
1.設計理論體系不完善??茖W(xué)完善的理論體系是道路橋梁設計的重要指導和依據,只有如此,設計人員才能拿出最為經(jīng)濟的方案來(lái)設計最為安全可靠的道路橋梁。但是從當前我國道路橋梁的施工設計、使用期安全設計方面來(lái)看,道路橋梁存在的設計隱患較多,比如很多路橋設計僅僅滿(mǎn)足最低安全需求,而對于一些細節方面的問(wèn)題則視而不見(jiàn),究其根本,則是缺乏一套完善科學(xué)的理論體系的指導。只有最大限度的完善理論體系,道路橋梁設計中的隱患問(wèn)題才能越來(lái)越少。
2.對道路橋梁耐久性有所忽略。耐久性是道路橋梁設計中需要考慮的重要因素,這關(guān)系到橋梁的安全性和使用壽命。影響耐久性的因素很多,比如施工材料和施工質(zhì)量,但是決定性的因素卻是路橋的設計因素。在道路橋梁設計中,耐久性是很容易被忽略的,即使重視了耐久性設計,也只是局限在結構的計算研究方面,而對于總體構造和細節設計,則往往很不到位。忽視耐久性設計,會(huì )大大降低橋梁的安全性,導致事故的發(fā)生。因此,路橋設計中務(wù)必要強化耐久性設計。
3.橋面與梁體壽命不一致。橋梁設計通常有兩種極限狀態(tài),一種是正常使用的極限狀態(tài),而另一種則是承載能力的極限狀態(tài)。在設計橋梁主體結構的時(shí)候,極限狀態(tài)是重要的設計依據。然而現實(shí)中會(huì )存在一個(gè)問(wèn)題,即橋梁的主體受力狀態(tài)正常,但是橋面和梁體的壽命卻與主體不一致,這種不一致會(huì )導致很多問(wèn)題的出現,設計中必須重視起來(lái)。
4.匝道橋獨柱墩梁橋傾覆問(wèn)題。匝道橋的使用質(zhì)量問(wèn)題呈現出兩種截然不同的情況,一是在城區內部的匝道橋梁,絕大部分都是運營(yíng)狀況良好的,養護體制較為健全,養護工作做的比較到位,匝道橋梁的使用壽命正常。但是在城郊的匝道橋梁或者高速公路的立交匝道橋梁卻出現了多起柱墩型式的曲線(xiàn)梁橋傾覆失穩事故,這與對這些區域匝道橋梁養護的忽視離不開(kāi),橋梁一旦發(fā)生傾覆失穩,則極有可能使得人員的生命和經(jīng)濟造成重大損失,并且這種事件帶來(lái)的社會(huì )影響也是極其惡劣的。
二、完善措施
1.完善道路橋梁設計理論體系。一套科學(xué)完善設計理論體系對道路橋梁設計工作意義重大,只有在科學(xué)理論體系的指導下,設計出的道路橋梁無(wú)論是在結構體系上還是在材料和構造上才能保持優(yōu)良,也才能最終保證道路橋梁的安全性,延長(cháng)道路橋梁的使用壽命。要建立科學(xué)完善的路橋設計理論體系,首先必須要對路橋設計中需考慮的各種因素進(jìn)行明確,另外要格外重視細節問(wèn)題的設計。在具體的路橋設計中,要想保證設計的質(zhì)量,就必須要依據科學(xué)的結構體系,還要強化監督的力度。唯有如此,才能最終保證路橋的設計質(zhì)量。
2.道路與橋梁過(guò)渡段設計。1) 過(guò)渡段變形的設計控制。關(guān)于路橋過(guò)渡段的設計施工,我國交通主管單位早就有了明確的規定,在施工完成之后,路橋過(guò)渡段的沉陷量不能超過(guò)10cm,另外在工后90d 進(jìn)行測量,沉降值要控制在6 mm 以?xún)?。如果某項路橋工程施工周期較短,無(wú)法完成90d 沉降量測量,那么針對這種情況的沉降量控制要求為路面坡度為0.5% 的沉降量不能超過(guò)5cm,并且要保證路橋過(guò)渡段的沉降坡差不超過(guò)4%,這樣才能滿(mǎn)足路橋過(guò)渡段的沉降變形要求。2) 緩和過(guò)渡段的設計。路橋過(guò)渡段設計至關(guān)重要,科學(xué)合理的過(guò)渡段設計能夠大大降低跳車(chē)現象的發(fā)生。在實(shí)際的設計中,主體結構的剛度差異和沉降差的控制是設計的重點(diǎn),要重視這兩方面的設計,要將差異保持在規定的標準范圍之內。另外,施工階段不同,對設計的要求也會(huì )不同,因此設計應依據施工階段的不同而調整相應的設計準則,尤其是強度和剛度指標,要根據施工階段的不同做出不同的設計。除此之外,路橋過(guò)渡段往往會(huì )存在地基處理上的難題,設計中要依據土層的不同制定不同的處理方式,尤其是地基土的加固,設計時(shí)要做好先期準備,可以大大提高道路橋梁的后續施工質(zhì)量。
3.保證橋面與梁體壽命相同。橋梁主體是依據橋梁的極限狀態(tài)來(lái)設計的,但是由于各種各樣的原因,最終使得橋梁主體與橋梁和梁體的壽命出現了不一致的問(wèn)題,因此很多橋梁都需要不斷的進(jìn)行橋面鋪裝的更新。從保證橋梁正常使用的角度出發(fā),設計中要最大限度的保證橋梁主體與橋梁和梁體壽命的一致性,多多考慮橋面的受力點(diǎn)和受力狀態(tài),采取更為有效的針對性的設計措施來(lái)加以解決。
4.獨柱墩梁橋傾覆問(wèn)題的預防。首先分析獨柱墩梁橋的傾覆機理,不管是直線(xiàn)梁橋還是曲線(xiàn)梁橋,橋梁一旦發(fā)生傾覆,傾覆的點(diǎn)一定是繞著(zhù)最外側支座的轉動(dòng)軸進(jìn)行。獨柱墩式梁橋的中間支撐形式一般為鉸支撐或者距離很近的雙點(diǎn)支撐,這兩種支撐形式的橫向抗傾覆性能都不是很好,尤其是那些寬度較大的梁橋,采用這樣的支撐形式則更容易發(fā)生橫向傾覆事故。如果出現了傾覆力矩大于穩定力矩的情況,那么獨柱墩這種形式本身的后期抗傾覆性能很低,反而使得扭轉作用下梁體二次非線(xiàn)性產(chǎn)生對獨柱墩的水平作用力,從而使得梁體發(fā)生橫向傾倒破壞。
道路橋梁的設計工作至關(guān)重要,關(guān)系到橋梁的安全性和最終使用壽命。因此,必須重視道路橋梁的設計,在設計中要依據科學(xué)的理論體系和規劃標準,努力提高設計水平,這樣才能為路橋的施工提供指導,保證橋梁結構的安全性和可靠性,減少橋梁隱患的出現。
關(guān)鍵詞:道路橋梁設計隱患;完善措施;
道路橋梁所處環(huán)境相當復雜,不但要經(jīng)受外部自然環(huán)境及人為破壞影響,還要長(cháng)期承受過(guò)往車(chē)輛荷載影響,其橋梁建筑材料本身在長(cháng)期運營(yíng)過(guò)程中也會(huì )出現不同程度的材料劣化及損壞現象。因此,橋梁設計在某種程度上決定了它后期使用過(guò)程中的耐久性與安全性。不過(guò)從實(shí)際狀況來(lái)看,我國道路橋梁在設計階段是存在諸多隱患的,這些隱患一部分來(lái)自于外部自然環(huán)境因素,但更多地來(lái)自于人為設計因素。
一、道路橋梁設計隱患問(wèn)題
1.設計理論體系不完善??茖W(xué)完善的理論體系是道路橋梁設計的重要指導和依據,只有如此,設計人員才能拿出最為經(jīng)濟的方案來(lái)設計最為安全可靠的道路橋梁。但是從當前我國道路橋梁的施工設計、使用期安全設計方面來(lái)看,道路橋梁存在的設計隱患較多,比如很多路橋設計僅僅滿(mǎn)足最低安全需求,而對于一些細節方面的問(wèn)題則視而不見(jiàn),究其根本,則是缺乏一套完善科學(xué)的理論體系的指導。只有最大限度的完善理論體系,道路橋梁設計中的隱患問(wèn)題才能越來(lái)越少。
2.對道路橋梁耐久性有所忽略。耐久性是道路橋梁設計中需要考慮的重要因素,這關(guān)系到橋梁的安全性和使用壽命。影響耐久性的因素很多,比如施工材料和施工質(zhì)量,但是決定性的因素卻是路橋的設計因素。在道路橋梁設計中,耐久性是很容易被忽略的,即使重視了耐久性設計,也只是局限在結構的計算研究方面,而對于總體構造和細節設計,則往往很不到位。忽視耐久性設計,會(huì )大大降低橋梁的安全性,導致事故的發(fā)生。因此,路橋設計中務(wù)必要強化耐久性設計。
3.橋面與梁體壽命不一致。橋梁設計通常有兩種極限狀態(tài),一種是正常使用的極限狀態(tài),而另一種則是承載能力的極限狀態(tài)。在設計橋梁主體結構的時(shí)候,極限狀態(tài)是重要的設計依據。然而現實(shí)中會(huì )存在一個(gè)問(wèn)題,即橋梁的主體受力狀態(tài)正常,但是橋面和梁體的壽命卻與主體不一致,這種不一致會(huì )導致很多問(wèn)題的出現,設計中必須重視起來(lái)。
4.匝道橋獨柱墩梁橋傾覆問(wèn)題。匝道橋的使用質(zhì)量問(wèn)題呈現出兩種截然不同的情況,一是在城區內部的匝道橋梁,絕大部分都是運營(yíng)狀況良好的,養護體制較為健全,養護工作做的比較到位,匝道橋梁的使用壽命正常。但是在城郊的匝道橋梁或者高速公路的立交匝道橋梁卻出現了多起柱墩型式的曲線(xiàn)梁橋傾覆失穩事故,這與對這些區域匝道橋梁養護的忽視離不開(kāi),橋梁一旦發(fā)生傾覆失穩,則極有可能使得人員的生命和經(jīng)濟造成重大損失,并且這種事件帶來(lái)的社會(huì )影響也是極其惡劣的。
二、完善措施
1.完善道路橋梁設計理論體系。一套科學(xué)完善設計理論體系對道路橋梁設計工作意義重大,只有在科學(xué)理論體系的指導下,設計出的道路橋梁無(wú)論是在結構體系上還是在材料和構造上才能保持優(yōu)良,也才能最終保證道路橋梁的安全性,延長(cháng)道路橋梁的使用壽命。要建立科學(xué)完善的路橋設計理論體系,首先必須要對路橋設計中需考慮的各種因素進(jìn)行明確,另外要格外重視細節問(wèn)題的設計。在具體的路橋設計中,要想保證設計的質(zhì)量,就必須要依據科學(xué)的結構體系,還要強化監督的力度。唯有如此,才能最終保證路橋的設計質(zhì)量。
2.道路與橋梁過(guò)渡段設計。1) 過(guò)渡段變形的設計控制。關(guān)于路橋過(guò)渡段的設計施工,我國交通主管單位早就有了明確的規定,在施工完成之后,路橋過(guò)渡段的沉陷量不能超過(guò)10cm,另外在工后90d 進(jìn)行測量,沉降值要控制在6 mm 以?xún)?。如果某項路橋工程施工周期較短,無(wú)法完成90d 沉降量測量,那么針對這種情況的沉降量控制要求為路面坡度為0.5% 的沉降量不能超過(guò)5cm,并且要保證路橋過(guò)渡段的沉降坡差不超過(guò)4%,這樣才能滿(mǎn)足路橋過(guò)渡段的沉降變形要求。2) 緩和過(guò)渡段的設計。路橋過(guò)渡段設計至關(guān)重要,科學(xué)合理的過(guò)渡段設計能夠大大降低跳車(chē)現象的發(fā)生。在實(shí)際的設計中,主體結構的剛度差異和沉降差的控制是設計的重點(diǎn),要重視這兩方面的設計,要將差異保持在規定的標準范圍之內。另外,施工階段不同,對設計的要求也會(huì )不同,因此設計應依據施工階段的不同而調整相應的設計準則,尤其是強度和剛度指標,要根據施工階段的不同做出不同的設計。除此之外,路橋過(guò)渡段往往會(huì )存在地基處理上的難題,設計中要依據土層的不同制定不同的處理方式,尤其是地基土的加固,設計時(shí)要做好先期準備,可以大大提高道路橋梁的后續施工質(zhì)量。
3.保證橋面與梁體壽命相同。橋梁主體是依據橋梁的極限狀態(tài)來(lái)設計的,但是由于各種各樣的原因,最終使得橋梁主體與橋梁和梁體的壽命出現了不一致的問(wèn)題,因此很多橋梁都需要不斷的進(jìn)行橋面鋪裝的更新。從保證橋梁正常使用的角度出發(fā),設計中要最大限度的保證橋梁主體與橋梁和梁體壽命的一致性,多多考慮橋面的受力點(diǎn)和受力狀態(tài),采取更為有效的針對性的設計措施來(lái)加以解決。
4.獨柱墩梁橋傾覆問(wèn)題的預防。首先分析獨柱墩梁橋的傾覆機理,不管是直線(xiàn)梁橋還是曲線(xiàn)梁橋,橋梁一旦發(fā)生傾覆,傾覆的點(diǎn)一定是繞著(zhù)最外側支座的轉動(dòng)軸進(jìn)行。獨柱墩式梁橋的中間支撐形式一般為鉸支撐或者距離很近的雙點(diǎn)支撐,這兩種支撐形式的橫向抗傾覆性能都不是很好,尤其是那些寬度較大的梁橋,采用這樣的支撐形式則更容易發(fā)生橫向傾覆事故。如果出現了傾覆力矩大于穩定力矩的情況,那么獨柱墩這種形式本身的后期抗傾覆性能很低,反而使得扭轉作用下梁體二次非線(xiàn)性產(chǎn)生對獨柱墩的水平作用力,從而使得梁體發(fā)生橫向傾倒破壞。
道路橋梁的設計工作至關(guān)重要,關(guān)系到橋梁的安全性和最終使用壽命。因此,必須重視道路橋梁的設計,在設計中要依據科學(xué)的理論體系和規劃標準,努力提高設計水平,這樣才能為路橋的施工提供指導,保證橋梁結構的安全性和可靠性,減少橋梁隱患的出現。
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