橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及的安全性問題
橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及的安全性問題
本文僅從設(shè)計方面的若干問題進行分析,，并提出一些對策措施。
一,、具體細節(jié)的設(shè)計方面
設(shè)計人員沒有結(jié)合橋梁所在地區(qū)的材料實際供應(yīng)情況,。在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，優(yōu)質(zhì)的砂石子材料一般不多,，如果設(shè)計高強度混凝土(如預(yù)應(yīng)力空心梁混凝土設(shè)計為C50),，將可能給施工造成很大困難。因此,，在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū),，橋梁混凝土抗壓強度設(shè)計為C40為妥。而在市區(qū),，預(yù)應(yīng)力空心梁混凝土抗壓強度設(shè)計為C40或C50均可,，因市區(qū)一般都有商品混凝土基地，砂石材料供應(yīng)質(zhì)量有保障,。
設(shè)計人員對鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)洪水位了解不詳,，經(jīng)常導(dǎo)致設(shè)計時樁基系梁位置較低，施工困難,，造成系梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量不易保證,。監(jiān)理單位應(yīng)該協(xié)調(diào)設(shè)計單位，適當提高系梁標高,。
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。監(jiān)理人員應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)問題,，建議業(yè)主要求設(shè)計單位進行支座變更,。
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管理外,，設(shè)計時也需要對超載帶來的后果進行研究、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,，否則樁基主盤保護層難以達到設(shè)計要求。
二,、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。
在大跨度橋梁領(lǐng)域,，國內(nèi)從上世紀80年代以來,，建造了大量的斜拉橋。雖然迄今為止出現(xiàn)倒塌或嚴重損害的例子很少,，但已經(jīng)有多座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)濟損失,。
需要指出的是，很多這類問題與沒有進行合理的耐久安全性設(shè)計有關(guān),，這也促使人們重新認識橋梁的耐久性問題,。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)計分析的角度進行的,，對如何從結(jié)構(gòu)和設(shè)計的角度來改善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,。
三、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需加強。
對疲勞損傷的研究不應(yīng)僅對整個結(jié)構(gòu)而言,，還應(yīng)該重視某些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效問題,。
四、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)力選自.投標書代寫網(wǎng) yipai178.com 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,。例如,，混凝土橋梁一直被認為具有足夠的耐久性，但在汽車超載作用下,，可能發(fā)生開裂,；裂縫即使在荷載卸除后能夠閉合，但由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部已經(jīng)受到損傷,，構(gòu)件的開裂彎距降低,、剛度下降；于是在正常使用荷載作用下,，本來不該開裂的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫或本來較小的裂縫成為超出規(guī)范允許的裂縫或產(chǎn)生較大的變形,。這些都會對結(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管理外,，也需要對超載帶來的后果進行研究,、分析。
安全性不足是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計迫切需要解決的問題,。我們應(yīng)該積極借鑒國外成功的經(jīng)驗和做法,，要從橋梁構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系和設(shè)計理念的角度做好耐久安全性的設(shè)計研究工作,。
