【摘要】橋梁工程作為一種造價(jià)不菲建筑構(gòu)造物,正常運(yùn)營(yíng)時(shí)間的長(zhǎng)短受諸多因素影響,貫穿于橋梁工程的全壽命周期,尤其以設(shè)計(jì)階段的因素最為突出。目前橋梁工程設(shè)計(jì)中多關(guān)注在強(qiáng)度、形式等方面,而往往忽略了耐久性在橋梁工程全壽命周期中的重要地位。而正是這種耐久性的關(guān)注不足,往往還伴隨橋梁后期維護(hù)保養(yǎng)的缺失。
【關(guān)鍵詞】耐久性;橋梁設(shè)計(jì);要點(diǎn)
基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展提速的重要條件,而橋梁建設(shè)則是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中不可或缺的組成部分,是便捷我國(guó)交通的重點(diǎn)工程,必須予以足夠重視。在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中,一定要充分考慮橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性,采用科學(xué)的方法合理規(guī)避橋梁運(yùn)營(yíng)階段因質(zhì)量問(wèn)題造成的交通危害,為人們的生命安全提供保障。
1、目前橋梁結(jié)構(gòu)中存在的耐久性問(wèn)題
1.1由材料性能而導(dǎo)致的耐久性問(wèn)題
對(duì)于橋梁建設(shè)來(lái)說(shuō),其由于本身的工程特性往往會(huì)對(duì)施工質(zhì)量提出更高的要求。首先要保證自身的承載強(qiáng)度過(guò)關(guān),這就要求建筑材料選用性能好且重量較輕的材料來(lái)開(kāi)展施工。尤其是橋梁建筑中應(yīng)用廣泛的鋼筋與混凝土結(jié)構(gòu)的建設(shè),一定要嚴(yán)格對(duì)材料的配比用量進(jìn)行嚴(yán)格要求,保證橋梁的受力性能。此外,由于環(huán)境因素造成建設(shè)材料的損壞,以鋼筋的銹蝕較為普遍,為保證材料性能應(yīng)加強(qiáng)對(duì)建設(shè)材料的科學(xué)保護(hù)。但在當(dāng)前的實(shí)際橋梁建設(shè)中,設(shè)計(jì)者對(duì)橋梁所處的實(shí)際環(huán)境考慮不足,對(duì)建設(shè)材料的選擇較為盲目,在某些特定的環(huán)境與氣候的影響下,會(huì)造成建筑材料實(shí)際性能降低,從而導(dǎo)致橋梁的耐久性降低。同時(shí)在施工過(guò)程中,施工單位沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行材料采買(mǎi),使用低質(zhì)材料來(lái)進(jìn)行代替。這樣直接導(dǎo)致了橋梁建筑的質(zhì)量問(wèn)題,造成其耐久性能的下降。
1.2由設(shè)計(jì)理念而導(dǎo)致的耐久性問(wèn)題
在橋梁設(shè)計(jì)中,實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)的可持續(xù)性發(fā)展是十分重要的,但是在當(dāng)前設(shè)計(jì)者往往只注重橋梁的強(qiáng)度建設(shè),缺乏橋梁耐久性設(shè)計(jì)理念的融入。同時(shí)設(shè)計(jì)單位為加強(qiáng)自身的投標(biāo)競(jìng)爭(zhēng)力,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的獲取,往往著力進(jìn)行橋梁強(qiáng)度的體現(xiàn),以期吸引招標(biāo)單位,忽略工程在實(shí)際運(yùn)用環(huán)節(jié)中的耐久性能保證。除此之外,當(dāng)前的橋梁設(shè)計(jì)不合理還表現(xiàn)在設(shè)計(jì)者在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí),往往以橋梁強(qiáng)度計(jì)算作為設(shè)計(jì)重點(diǎn),忽略了對(duì)其他因素的充分考慮。例如出現(xiàn)橋梁延性不足或受力路線表述不明等現(xiàn)象,都會(huì)導(dǎo)致橋梁的受力不明確?;蛘咴趯?shí)際設(shè)計(jì)中對(duì)于橋梁保護(hù)層的厚度設(shè)計(jì)不足,構(gòu)建截面面積較小等,都會(huì)對(duì)橋梁的耐久性造成影響。
1.3橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不盡完善
橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系不夠完善也是導(dǎo)致橋梁設(shè)計(jì)耐久性問(wèn)題的重要因素。在實(shí)際的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,諸多設(shè)計(jì)者從設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)強(qiáng)度的角度考慮橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足。將實(shí)際的施工環(huán)節(jié)中的橋梁的結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料以及結(jié)構(gòu)構(gòu)造等內(nèi)容綜合考慮到橋梁設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中,如果橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不夠科學(xué),將會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度非科學(xué)分布、混凝土保護(hù)層厚度太小以及橋連接結(jié)構(gòu)的整體性延性不夠等問(wèn)題,嚴(yán)重影響橋梁的耐久性。
1.4橋梁設(shè)計(jì)、施工和管理銜接不當(dāng)
要真正提高橋梁工程的耐久性,不僅要注重橋梁的設(shè)計(jì)過(guò)程,還應(yīng)該加強(qiáng)橋梁建設(shè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。在這個(gè)過(guò)程中,需要做好橋梁設(shè)計(jì)和施工、管理的銜接。但現(xiàn)階段我國(guó)的橋梁的設(shè)計(jì)和工程施工、管理的銜接還不到位。從部分橋梁事故來(lái)看,很多橋梁事故都是由于施工質(zhì)量控制沒(méi)有達(dá)到要求引起的。例如施工中使用的材料強(qiáng)度不足,施工的工序不合理造成的工程質(zhì)量下降。銹蝕鋼材除銹后有無(wú)進(jìn)行二次檢驗(yàn),橋梁體系轉(zhuǎn)換時(shí)序是否科學(xué)合理就是這類(lèi)問(wèn)題的體現(xiàn)。
2、從橋梁設(shè)計(jì)角度提高安全性與耐久性的方法
2.1嚴(yán)格控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫
鋼筋混凝土的構(gòu)件,尤其是預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在橋梁工程中運(yùn)用相當(dāng)廣泛?;炷敛馁|(zhì)的構(gòu)件如果出現(xiàn)裂縫,將會(huì)嚴(yán)重降低工程的質(zhì)量。設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分考慮材料的質(zhì)量控制,預(yù)留出充分安全度。由于混凝土材料的性質(zhì),容易出現(xiàn)裂縫,那么設(shè)計(jì)者是否可以尋找新型技術(shù)的混凝土。是否可以在容易出現(xiàn)裂縫的區(qū)域采用護(hù)面鋼筋等措施進(jìn)行局部加強(qiáng),減少裂縫產(chǎn)生機(jī)會(huì)。
2.2注重設(shè)計(jì)方式的轉(zhuǎn)變
目前,使用CAD電腦設(shè)計(jì)工程設(shè)計(jì)為主要潮流,但依舊停留在二維平面,出現(xiàn)使用三維設(shè)計(jì)技術(shù)(BIM)的工程鳳毛菱角,今后應(yīng)加大對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用。三維技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)在二維設(shè)計(jì)中不易察覺(jué)的設(shè)計(jì)問(wèn)題,例如標(biāo)高、位置、漸變形式是否合理等問(wèn)題。目前BIM技術(shù)在城市綜合管廊布線等方面應(yīng)用前景廣泛。大型復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)布筋,布束亦存在較大應(yīng)用空間。
2.3充分考慮橋梁的超載問(wèn)題
如果橋梁在長(zhǎng)期使用下持續(xù)出現(xiàn)超載現(xiàn)象,那么就會(huì)嚴(yán)重影響其耐久性。在交通壓力不斷增大的情況下,橋梁超載問(wèn)題也日益嚴(yán)重。超載情況下造成橋梁質(zhì)量下降的主要原因是,橋梁設(shè)計(jì)時(shí)并未充分考慮到日后超載情況的發(fā)生,也就無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)橋梁的承載力。橋梁在投入運(yùn)行之后,如果長(zhǎng)期處于超載環(huán)境下,其安全性必然會(huì)下降。
2.4重視耐久性問(wèn)題
橋梁在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中,會(huì)持續(xù)受到外在環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的影響,同時(shí)承受著巨大的車(chē)輛荷載,還會(huì)遭受到地震、暴雨、泥石流等自然災(zāi)害。受到這些因素的影響,橋梁自身的建筑材料性能也在不斷下降,造成其整體結(jié)構(gòu)的承載能力逐漸下降。在大跨徑橋梁領(lǐng)域,我國(guó)自20世紀(jì)80年代開(kāi)始修建了數(shù)目龐大的斜拉橋,當(dāng)前出現(xiàn)倒塌或嚴(yán)重?fù)p壞的橋梁很少,但是很多橋梁由于自身拉索的耐久性存在嚴(yán)重問(wèn)題,不得不提前更換,這樣就導(dǎo)致成本增加,影響經(jīng)濟(jì)性。在今后的橋梁設(shè)計(jì)工作中,必須充分考慮橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題,以保證橋梁整體結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。
結(jié)語(yǔ):
橋梁設(shè)計(jì)中安全耐久性應(yīng)得到充分重視及有效控制,同時(shí)加強(qiáng)對(duì)橋梁建設(shè)的管理,采用橋梁設(shè)計(jì)新技術(shù),借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)并結(jié)合我國(guó)橋梁建設(shè)的自身狀況進(jìn)行適時(shí)調(diào)整,提高我國(guó)橋梁建設(shè)的水平,為橋梁建設(shè)的質(zhì)量提供重要保障。
參考文獻(xiàn):
[1]公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),JTG B01-2014.
[2]公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范,JTG D60-2015.
作者簡(jiǎn)介:
池旭海,性別:男,出生年月:1983.5.16,籍貫:北京市通州區(qū)臺(tái)湖鎮(zhèn),2006年畢業(yè)于武漢理工大學(xué)土木工程專(zhuān)業(yè),工學(xué)學(xué)士。職稱(chēng):中級(jí)工程師,就職于北京市通州市政工程設(shè)計(jì)有限公司,主要從事鐵路橋梁、公路橋梁等設(shè)計(jì)工作。