探讨道路桥梁设计的现状与改善措施
摘要:随着我国车辆的增多,交通压力的增大,道路桥梁是关系到人们出行便利的关键,道路桥梁设计是道路桥梁延长其使用寿命的重要保证,需要对道路桥梁设计现状中的不足之处采取改善措施,与其等事故发生后再进行补救,不如在设计阶段就排除这些安全隐患。
关键词:道路桥梁设计;现状;改善措施 引言
现阶段,伴随着建筑领域的科技进步,多样性的道路与桥梁设计以及建设工程也纷至沓来。不可否认的是,在道路与桥梁的整个建设过程中,其衔接处的设计和建设有着多种专业性技术要求,同时也构成了一项极其复杂的环节。可以说,当道路与桥梁衔接处得到正确处理时,不仅会带来优质的建设工程,同时也能为工程的美观性加分;而一旦处理不当,则将在很大程度上影响道路桥梁功能的发挥,并将威胁使用该道路桥梁的车辆和行人安全。鉴于此,不论是道路桥梁的设计者还是相关的建设者,都有必要注重自身的专业素养,重视工程建设的每个细微环节,将道路和桥梁衔接处的每一环工作最优化。
一、道路桥梁设计的现状
1、道路与桥梁设计中存在的安全隐患
在现实应用环节,畅通便捷的交通条件一方面为人们的出行带来很大便利,另一方面也较好地推动了各区域间的资源流通,因此也可以说,道路性能质量的优劣将在很大程度上影响整个经济社会的发展。在最近几年间,国内城乡道路建设相继获得施行并且相关建设的规模也日益扩大。然而,同样伴随着相关建设规模扩大的是道路和桥梁施工建设环节中的质量及安全问题,其中,道路和桥梁衔接处则构成了安全隐患的多发环节。具体例如,在衔接处的设计方案选取不当、相关施工细节被忽略等问题出现时,便很可能导致桥梁坍塌、通行车辆滑出桥面等各种交通事故。在道路桥梁衔接处发生各类交通事故中,最常见也极为典型的即为“跳车”事故。一般来说,道路桥梁衔接处的相关设计方案的差异性、地基条件以及桥梁本身的结构性差别等因素都可能导致“跳车”现象出现。具体来说,由于桥梁主干部位通常都得承受不同于桥头部位的压力,其承压能力较之后者也更强,而桥头部位在吸收能量方面则更占优势。与此同时,上述两个部分对压力的反应也并不一致,在较长时间的挤压环境下,衔接处将发生突变进而导致其上通行车辆出现“跳车”现象。
2、道路桥梁设计的耐久性问题
目前,我国道路和桥梁设计中,对于路桥耐久性设计并没有实际的效果,只存在概念性范畴,这不但是一些道路桥梁工程出现事故的主要原因之一,而且从综合经济的角度看,其也是十分不合理的,这也是导致道路桥梁耐久度无法达到
预期目标的重要原因。这些缺陷虽然在短期内不会对道路和桥梁造成明显影响,但是从长期来看,其后果是非常严重的。比如,结构整体性和延性不足,冗余性小;计算图式和受力路线不明确,以至于局部受力过大;混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄这些都是降低道路桥梁结构耐久性降低的因素,严重影响了其安全性。因此,在设计上应满足经济合理、结构可行,保证结构整体协调统一,进而使道路桥梁实现长久安全。
3、设计方案比较落后
道路桥梁设计是一项与时俱进的技术,设计时除了要考虑各种影响因素外,还要积极接受新的设计方案以解决新问题。当前,不少地区在进行道路桥梁设计时沿用着传统的设计方案,该种设计方案的优点是可以节约设计周期,但是对于施工难度、施工周期、项目造价以及实体质量水平等产生了不同程度的负面影响。总结起来就是——道路桥梁的设计方案滞后于道路桥梁的实际发展。
二、道路桥梁设计的改善措施
1、科学选择道路桥梁结构材料
道路桥梁具有较强的安全性和耐久性的关键就是钢筋混凝土的质量及合理使用。钢筋混凝土的质量能够直接影响到道路桥梁结构的安全性、适用性以及耐久性。混凝土的耐久性主要取决于混凝土的材料组成,其中影响较大的是水灰比、强度等级以及水泥用量等。设计时要严格遵守桥规JTGD62,其对道路桥梁结构耐久性的设计要求做了基本规定,明确规定了在不同的使用环境下选择不同钢筋混凝土的要求,对于混凝土耐久性影响较大的水灰比、最低强度等级、水泥用量、最大氯离子含量和碱含量等均作了明确的规定。因此,提高桥梁钢筋混凝土结构耐久性的关键一方面要加大混凝土保护层厚,以保护钢筋免于锈蚀,另一方面要防止和控制混凝土出现裂缝。除要遵照以上规范的要求进行设计外,还要采取构造措施,从根本上控制和防止混凝土在使用和施工过程中出现大范围的非工作裂缝。在实际中,提高水平防收缩钢筋的配筋率和箍筋间距的规定,能够有效防止和控制混凝土收缩裂缝的出现。
2、提高道路桥梁工程质量
要用科学的眼光和可持续发展的观点审视道路桥梁的安全耐久性问题,提高桥梁结构的使用寿命,加强监测力度,及时对桥梁进行养护维修,桥梁的设计中要充分体现以桥梁全寿命期内的综合费用评价桥梁的经济性和社会效益。桥梁设计方面,设计单位要采用高度发展的计算机辅助手段精心设计,进行有效的快速优化和仿真分析,运用智能化制造系统在工厂生产部件,利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。要克服设计、施工周期短,中标价格低等不利因素,全力打造精品工程。建设质量方面,建设单位要对整个工程进行总体规划,做到有的放矢。不要采取低价中标的方法,要给施工企业生存空间。要知道,低价中标的施工企业如果要生存,只能通过变更设计来减少亏损,那样就无法保证施工质量、安全和进度。施工过程中,建设单位要为设计、施工、监理单位服好务,让他们全心
全意地工作,确保质量安全。
3、提高道桥在安全性和耐久性等方面的措施
首先,关注道桥的使用寿命。从以后的建设工程方面来看,将逐步从过去的单纯设计标准上加强为既可以满足交通压力即载荷强度的要求,又可以道桥对寿命需求的新想法。为此,设计者更应该在道桥的结构方面下功夫。在我国,一般设计的道桥寿命只要设计50年,如果是高速公路或者是有其它方面价值的道桥,则需设计是100到150年。但这些寿命的设定并不一定准确,因为道桥在建设的过程中,设计,施工,运行也需要考虑进去,只有更好的监测与维护,才能相对延长道桥的寿命。其次,在施工情况下减少环境对施工材料方面的影响。在施工过程中,往往发现环境可以对混凝土和钢筋造成影响,例如在潮湿的环境下,氯离子对钢筋的腐蚀程度比较严重,不可忽视,在设计上应注意,在桥面要有一定的坡度,在混凝土桥面板与路面层之间设置可靠的防水层,以免水向下漏,降低环境对桥梁的影响。再次,对道桥进行定时的监测与维修。道桥每天都要承受车辆的荷载,时间的磨练之后,难免会有问题出现。长时间的承受重力,道桥的内在结构会产生循环变化的应力,这样不仅可以引起结构的振动,还会引起结构的累积损伤。由于道桥所采用的材料会存在许多小缺陷,在上时间的经受荷载后,这些微笑的缺陷会逐渐的发展,对道桥造成损伤。若得不到有效的控制,就有可能引起道桥材料及结构上的断裂,这个后果往往是灾难性的,应该引起我们的重视。
4、借鉴国外的优秀经验和成果
现阶段,我国桥梁在设计方面存在的问题主要是桥梁结构在正常使用方面性能较差,如桥梁的线形不平顺、接头容易跳车、振动过大以及结构易开裂等,且存在桥梁安全性和耐久性问题。对于我国桥梁在设计上出现的这些问题,我们应当参考国外先进的桥梁设计技术,认真研究优秀设计以及优秀施工的经验。可以采纳欧洲国家对桥梁结构性能的设计经验,包括结构变形、对桥梁结构出现裂缝的处理以及消除或者减小振动的方法、手段等,进一步增强桥梁结构的安全性和耐久性设计。
结束语
道路桥梁设计是保证道路桥梁施工的前提,没有好的设计就不能保证道路桥梁工程的质量。道路桥梁的设计是一个复杂的系统,在实际设计工作中要根据具体的实际情况进行合理的设计,并且尽量避免主观经验因素对设计的影响。
参考文献
[1]JTGD30-2004,公路路基设计规范[S].
[2]JTGB01-2003,公路工程技术标准[S].