桥梁抗震性及耐久性设计操凯云

桥梁抗震性及耐久性设计操凯云

操凯云

林同棪国际工程咨询(中国)有限公司武汉公司湖北省武汉市430056

摘要：随着社会经济水平的提高，桥梁工程建设不断增多，这给我国交通运输事业带了很大的影响。桥梁设计过程中抗震性、耐久性对桥梁使用性能与使用寿命产生一定影响，为了进一步提高桥梁整体水平，文章主要对结构设计问题及耐久性设计措施展开探讨。

关键词：桥梁设计；抗震性；耐久性；抗震设计

引言

桥梁的耐久性是指桥梁在正常使用和维护条件下,随着时间延续仍然能满足既定功能的能力。桥梁的耐久性反应了结构维持整体稳定性的能力。目前,国内外关于桥梁的病害和坍塌事故屡见不鲜,大都是由于桥梁的耐久性不足引起的。我国大量桥梁面临着如何保证桥梁在设计年限范围内安全、耐久的问题。对现有桥梁进行养护加固成为增强桥梁耐久性的重要解决方式。

1桥梁设计关键性要求

从当前桥梁的设计发展历史分析,在最初阶段中,主要体现的是粗犷型的设计,随着人类社会的不断发展和进步,桥梁的设计也在逐步的探索发现,已经发生了巨大的改观,具体从以下方面加以突显。第一，设计基础。桥梁的设计理念要体现出精细化的要求,当前很多工程的设计标准要求过高,反而失去了设计的初衷。第二，成本价值。桥梁在设计过程中,首先要保证的是整体工程的质量,同时还应该控制工程的成本,这是提高工程经济效益的关键。第三，设计环境。在桥梁设计中,应该深入了解当前桥梁建设施工所在地区的地质条件、影响设计的因素以及周边地理环境所带来的影响,从而确保施工顺利进行。第四，功能要求。桥梁的设计都要从当地的发展趋势方面入手,要以政府的发展需要为导向,还应该考虑到当地的人文历史环境,体现出功能性的具体需要。第五，实施技术。桥梁的设计到实施主要包含了下面两个方面,其一是设计人员要具备非常专业的技术知识,从专业结构设计以及结构数据分析,同时还应该具备较强的审美观;其二是设计人员应该非常清晰的了解设计方案,同时也要具备非常强的专业技术和责任感。

2桥梁结构设计中存在的问题

2.1桥梁结构设计的整体安全性较差

就现阶段而言,在利欲的驱使下,人们在进行工程建设的工作时过于注重质量与速度,在较大程度影响了桥梁建筑的整体耐用性、安全性。在实际工作的过程中,第一,目前多数进行市政工程设计企业在实际工作的工作都被固有思维局限,导致过于注重交通相关设备、设施的结构强度等问题,而在较大程度上忽视了桥梁工程设计中的整体结构所具备的重要作用,总之,片面化、单一化的结构安全设计对于桥梁工程的整体而言,缺乏质量的响应需求;第二,相关的工作人员在进行桥梁工程设计时,过于简单,不能对其具备全面而具体的正确认知,多数工作人员仅对其应用理论知识,对其实际应用的需求考虑不全,该种状况在较大程度上导致其在实际应用的过程中难以发挥桥梁工程设计的实际效用,出现桥梁设计与材料应用的不协调。混凝土强度出现较为严重的问题等,对其后续的应用与发展埋下较为严重的安全隐患。

2.2耐久性不足

有些桥梁设计人员在工作中,没有全面做好对桥梁耐久性要求的调研,设计的方案在科学性上存在欠缺,进而导致工程建设无法顺利开展。同时,桥梁的养护维修工作也不到位,致使工程的质量无法得到充分保证以及病害得不得及时处理,桥梁工程所能创造的社会经济效益大大降低,使用周期较短。

2.3施工质量差

施工不合格是造成桥梁耐久性不足的一个极其重要的原因。施工质量与设计标准之间存在巨大差异而导致桥梁坍塌的事故屡见不鲜。有些施工人员往往因为追求进度而导致预应力施工不合格、混凝土振捣不足、养护不当,致使施工质量远远没有达到设计和规范要求。施工过程中偷工减料、以次充好导致混凝土强度不足。施工质量问题最终会导致桥梁在短暂的使用年限内便出现了病害,严重影响桥梁使用性能,进而对桥梁的耐久性造成深远的影响。

3提高桥梁结构抗震性、耐久性的有效措施

3.1提高桥梁的设计水平

桥梁设计水平的提高,离不开设计理念以及设计手段方面的改进、优化和创新。工程基础资料收集是设计开展的前提,工程设计是一项整体性工作,它需要综合风险、进度和质量等多方面的因素,积极引进先进的设计手段以及方式,改进优化以往的缺点和漏洞。尤其在进行大型工程的设计时,更需要加强科学性和严谨性,确保各个施工环节设计的合理完善,为工程的开展,提供正确的指引。同时还需要尽可能节约成本,降低工程的资金支出和资源消耗。

3.2把控细节以全面提升桥梁质量

在后续设计研究的过程中,需要将基部工程建设放在整个设计工作中的核心位置。桥梁设计过程中,需要不断的强化各个部分的协调一致,以免其在后续应用中由于结构方面的不同而是产生不同程度的沉降现象,为了全面满足其实际的发展,相关的工作人员需要对其整体的受力程度进行系统的数据验算,保障其实际应用过程中不受影响。另外,在实际工作的过程中,桥台的整体高度、后土压力过大等都容易造成较为严重的桥梁安全问题,导致其整体强度、支撑力受损。故而,在实际工作的过程中,可以在较大程度上完善混凝土的浇筑方式。

3.3重视材料及结构构件选型

在对桥梁耐久性进行设计时,设计人员应优选高性能的材料,如高强度、高屈服以及高水平的钢材,并通过对这类材料所具备的焊接性能、断裂韧性以及耐腐蚀性等特性的充分考虑,增强桥梁耐久性设计效果。具体表现为:第一，设计人员可通过对包含环氧涂层的钢绞线和钢筋的科学使用,实现桥梁的防腐性能设计,满足其耐久性设计要求;第二，对混合料进行配比设计过程中,设计人员应以避免混凝土结构出现裂缝作为设计目标。即通过降低水泥的含碱量,来避免混凝土集料的密实性受到影响。在选择铺装桥梁工程桥面结构施工材料的过程中,设计人员可采用具有较高性能的环氧沥青混凝土。同时,桥梁耐久性设计中选择适宜型号的结构构件时,设计人员应尽可能选用箱形断面,以提高结构的整体刚度,从而降低整个桥梁结构的疲劳振动。对于预应力结构构件的选择,要尽可能采用全预应力结构,为桥梁耐久性状况的改善提供支持。

3.4优化道路桥梁整体性设计

在进行道路桥梁设计整体性的优化时,最为重要的就是做好对道路桥梁中焊接构件的质量管控,焊接构件与道路桥梁的使用性能密切相关。但是焊接结构会受到多种因素的影响,比如焊料质量、母材的性能、外部作用力等等。因此,在焊接中需要根据具体的工程情况,对焊接接头、焊接工艺等进行合理选择,同时还要把握好焊接应力,避免其造成结构缺陷。其次,焊接人员在焊接工作中,需要准确计算焊接结构的参数,确保焊接位置的合理科学,避免因为焊接问题影响道路桥梁工程的整体设计。

3.5减震措施

对于需进行抗震设计的桥梁工程,可采用桥梁的减震措施,减震原理是延长桥梁结构的自震周期,使结构在地震作用力下减少结构自身内力,增加桥梁结构的阻尼,提高桥梁结构的延性,对地震作用力进行抵消,从而达到减震目的。在桥梁的上部结构与下部结构的位移允许范围内,桥梁的支承体系可适当采用柔性支承及减震支座等措施,对桥梁结构进行减震处理。

结语

桥梁坍塌事故的发生给人们的生命财产安全和社会稳定带来巨大的影响,我国桥梁的耐久性不足已成为当前急需采取措施的重大问题,应从设计和施工上引起足够重视,否则,许多桥梁结构的正常使用功能得不到有效保证。这就需要相关设计人员重视桥梁抗震性、耐久性设计,延长其使用寿命。

参考文献

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