淺談道路橋梁設(shè)計存在的問題及應(yīng)對措施

1、淺談道路橋梁設(shè)計存在的問題及應(yīng)對措施 【摘要】由于橋梁結(jié)構(gòu)處于暴露的環(huán)境中，其受到（施工工藝）、周邊環(huán)境、構(gòu)筑材料、自身及外界荷載等多方面影響，導(dǎo)致道路橋梁結(jié)構(gòu)在使用中出現(xiàn)承載能力下降、耐久性不足等問題。因此，需要加強對道路橋梁設(shè)計工作的重視，并注重對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計。 【關(guān)鍵詞】道路橋梁；設(shè)計問題；解決對策 0引言 由于道路橋梁結(jié)構(gòu)在使用過程中遭受風(fēng)荷載、地震荷載、自重荷載及環(huán)境作用等，造成道路橋梁整體承載能力隨時間發(fā)展而逐漸下降，即其可靠度逐年降低。尤其是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其在使用中承受混凝土碳化、混凝土收縮、鋼筋銹蝕、基礎(chǔ)沉降、車輛或漂浮物的撞擊等作用，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性逐漸降

2、低，若降低到一定程度得不到及時的檢測加固，將可能造成道路橋梁結(jié)構(gòu)的坍塌危害。因此，需要加強對道路橋梁的設(shè)計工作，加大對橋梁的耐久性設(shè)計等方面的研究，促進道路橋梁的可持續(xù)發(fā)展。 1道路橋梁工程的現(xiàn)狀 （1）前期勘察結(jié)果精度不高 道路橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力不足原因，首先表現(xiàn)為施工前期的地質(zhì)水文的勘察工作未能反映真實情況。諸如，勘察布置點數(shù)過少、鉆探孔深度較淺、設(shè)備精度不高等，從而使得道路橋梁施工階段或后期使用階段出現(xiàn)地基不均勻沉降問題。 （2）橋梁設(shè)計安全等級存在不足 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在從事道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的人員中，部分設(shè)計人員的缺泛工作經(jīng)驗，導(dǎo)致其在結(jié)構(gòu)設(shè)計中機械地套用各種設(shè)計規(guī)范，這致使設(shè)計人員在橋梁

3、設(shè)計中容易忽略工程施工中實際操作的技術(shù)障礙。此外，即便設(shè)計人員充分考慮了道路橋梁結(jié)構(gòu)安全與使用的影響因素，但是在結(jié)構(gòu)使用中每個構(gòu)件不可能完全按照設(shè)計時應(yīng)用的數(shù)學(xué)模型進行受力，這就造成設(shè)計與實際存在一定的差距，為道路橋梁后期使用埋下安全隱患。 （3）對橋梁設(shè)計規(guī)范的不完善 隨著交通流量以及車載重的不斷增加，89規(guī)范中荷載取值已經(jīng)不能滿足設(shè)計要求，且涉及結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的內(nèi)容不多，除了一些保證結(jié)構(gòu)耐久性的一般規(guī)定條文之外，只對影響混凝土耐久性的裂縫寬度這一因素進行驗算和控制。在04規(guī)范中提高了對橋梁安全性和耐久性的重視，提出橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計需要根據(jù)不同設(shè)計年限、不同環(huán)境類別及作用等級進行設(shè)計。 （

4、4）橋梁的耐久性設(shè)計不足 由于道路橋梁結(jié)構(gòu)常年處于暴露的環(huán)境中，構(gòu)件受高溫、疲勞、重載、粉塵、腐蝕等作用，同時缺乏健全的道路橋梁使用、檢測、維護、加固制度，導(dǎo)致一些道路橋梁構(gòu)造物過早的出現(xiàn)承載力迅速下降現(xiàn)象。例如，在鋼筋混凝土道路橋梁結(jié)構(gòu)中，隨著混凝土碳化的發(fā)展，當(dāng)鋼筋保護層被完全碳化以后，結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的堿性保護環(huán)境被破壞，腐蝕性介質(zhì)侵入到鋼筋表面，并與鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起鋼筋銹蝕反應(yīng)而體積增大，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的保護層開裂，最終造成混凝土保護層的裂縫增大，甚至脫落。 2道路橋梁設(shè)計隱患問題的解決對策 2.1橋梁設(shè)計安全問題的解決對策 （1）提高橋梁設(shè)計水平 為了提高道路橋梁設(shè)計水平，需要完善

5、道路橋梁設(shè)計規(guī)范，針對規(guī)范中的不足之處，組織設(shè)計專家、施工經(jīng)驗豐富的人員、監(jiān)理工程師進行橋梁規(guī)范的修訂，從而有效地完善設(shè)計規(guī)范，提高道路橋梁的設(shè)計標(biāo)準，為道路橋梁工程的設(shè)計、施工、運營做基本依據(jù)。 同時，設(shè)計單位需要定期組織設(shè)計人員進行教育培訓(xùn)，以提高設(shè)計人員的設(shè)計水平，并在培訓(xùn)過程中，組織設(shè)計人員進行實地考察，使之對橋梁施工過程中的材料、施工機械有一個全新的理解和全方位的感受，為他們以后的設(shè)計工作注入新的設(shè)計理念。 此外，需要提高設(shè)計人員對于道路橋梁工程所在地環(huán)境的動態(tài)變化的認知，從而使得橋梁設(shè)計方案具有遠觀性。目前，道路橋梁的動態(tài)變化繁多而且情況復(fù)雜，改善以往的靜態(tài)設(shè)計思路轉(zhuǎn)向動態(tài)設(shè)計思路

6、就顯得必要而且緊迫。 （2）提高道路橋梁的疲勞損傷設(shè)計 由于橋梁運營過程中，長期經(jīng)受汽車荷載的作用，導(dǎo)致橋面板出現(xiàn)疲勞損傷。因此，在道路橋梁設(shè)計中需加強對疲勞損傷設(shè)計的重視。首先，要在道路橋梁設(shè)計時充分考慮疲勞損傷的形成原因，并結(jié)合橋梁發(fā)生損傷的具體影響因素，在設(shè)計方案中加入增強抵抗疲勞損傷的措施，適應(yīng)現(xiàn)代發(fā)展需要，提高理論和實踐中的創(chuàng)新水平，適應(yīng)時代發(fā)展需求提高橋梁設(shè)計水平。 2.2道路橋梁設(shè)計耐久性方面 （1）控制配合比設(shè)計，提高混凝土強度 混凝土的配合比設(shè)計對混凝土耐久性起到?jīng)Q定性作用，因此，需要加強對混凝土配合比設(shè)計?；炷僚浜媳刃枰?jīng)過初步配合比設(shè)計、實驗室配合比設(shè)計、基準配合比設(shè)計

7、、施工配合比設(shè)計等四個階段。首先，根據(jù)設(shè)計強度與配置強度之間的關(guān)系，以水灰比計算方法、砂石料計算方法確定初步配合比；然后根據(jù)工程現(xiàn)場的基本條件的差異、砂石料質(zhì)量的波動調(diào)整配合比；再根據(jù)混凝土強度驗證原理和密度修正方法，確定每立方米混凝土的各材料用量；最后，根據(jù)實測砂石含水率調(diào)整配合比，得出混凝土施工配合比。 （2）選取合適的水泥品種 由于混凝土中水泥成分對結(jié)構(gòu)的密實程度占較大的影響，選取合適的水泥品種，可以提高橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的密實性，降低外界二氧化碳的滲透速度，減緩結(jié)構(gòu)的碳化速度。因此，在選取水泥品種時，需要根據(jù)水泥化學(xué)成分、使用環(huán)境、受力狀態(tài)等選擇適宜的水泥品種（硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、

8、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等），同時，要在水泥強度、安定性、凝結(jié)時間等滿足設(shè)計要求，并在滿足要求基礎(chǔ)上盡量選用低熱的水泥品種。研究表明，若混凝土拌合物的配合比相同，采用礦渣水泥的混凝土結(jié)構(gòu)碳化速度比采用其它品種水泥混凝土結(jié)構(gòu)碳化速度較快。此外，由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部堿性物質(zhì)含量受多方面因素的影響，即使采用同一類型水泥的混凝土結(jié)構(gòu)，其碳化速度也不相同。 2.3完善規(guī)范中對橋梁安全耐久性設(shè)計 在現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計規(guī)范及建筑規(guī)范中，僅對建筑在使用過程中要求其安全可靠，滿足使用需求，并要求結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計使用年限內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成結(jié)構(gòu)的設(shè)計功能。此外，要求建筑結(jié)構(gòu)的安全性、適

9、用性與耐久性的原則如下： （1）結(jié)構(gòu)的安全性，主要指結(jié)構(gòu)在正常施工、使用的情況下，其可以較好的承受各種荷載作用，且結(jié)構(gòu)在設(shè)計允許的偶然荷載作用下，仍可以繼續(xù)維持結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性能。 （2）結(jié)構(gòu)的適用性，指結(jié)構(gòu)在正常使用的狀態(tài)下，可以發(fā)揮良好的工作性能，且不產(chǎn)生超過規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)裂縫寬度和撓度變形。 （3） 結(jié)構(gòu)的耐久性，指結(jié)構(gòu)在正常的設(shè)計、施工與使用維護狀態(tài)下，不僅能夠滿足設(shè)計的功能要求，且還具有充足的耐久性能。 然而，在道路橋梁運營過程中，它受到多方面因素的影響，導(dǎo)致其承載能力逐漸降低，其可靠度逐漸降低。因此，需要組織橋梁設(shè)計專家、橋梁檢測加固人員、施工經(jīng)驗豐富人員修訂完善橋梁規(guī)范中的耐久性設(shè)計，并逐漸提出橋梁設(shè)計的動態(tài)耐久性設(shè)計。 3結(jié)束語 綜上所述，在道路橋梁設(shè)計中，由于設(shè)計規(guī)范中耐久性設(shè)計存在一些不足之處、部分設(shè)計人員水平低、設(shè)計安全等級低等問題，使得橋梁運營服務(wù)滿意度較低，降低橋梁的使用耐久性。因此需要加大對道路