1、试论桥梁设计中常见问题及改进方法摘 要：桥梁工程在近几年得到了飞速的发展，但在桥梁的设计过程中也出现了一系列问题，这将导致一些工程事故的频繁发生、使用寿命短等不良后果，因此，在桥梁设计中，保证桥梁的耐久性是最根本的要求。本文简单分析了现代桥梁设计中常见的问题以及相关的改进措施。关键词：桥梁设计；耐久性；问题；改进措施 Abstract: Bridge engineering has developed rapidly in recent years, but a series of problems appear in the process of bridge design, which w
2、ill lead to frequent engineering accidents, short service life of the adverse consequences, therefore, in the design of bridges, to ensure the durability of the bridge is the most basic requirements. This paper makes a simple analysis of the common problems of modern bridge design and relevant impro
3、vement measures. Keywords: bridge design; durability; problems; measures for improvement 中图分类号：U445 一、 前言 目前，我国对桥梁建设越来越多重视，其建设不仅拉近了交通运输的距离，同时也给交通运输带来了便利。但是在桥梁工程中仍然存在着一些问题，桥梁设计是施工的重要前提，重视设计工作，不仅能够保证安全性能，也能够保证其质量。所以在桥梁设计中必须严格按照相关的规范进行设计，也要对材料、环境等条件进行综合的考虑，以防受到外界因素的影响。在我国桥梁发展的现阶段，不仅要在管理上需要不断的借鉴其他国家的优秀经
4、验，也要在其的设计思想以及构造等多个方面对其进行全面的设计，只有这样才能很好的解决潜在的隐患问题，同时也有利于确保所建设桥梁的耐久性。 二、 桥梁设计中存在的问题 随着我国经济社会的发展，交通的建设催生了道路桥梁的发展，目前我国道路桥梁设计已经达到了较高的水平，但仍然存在着一些问题： 1. 对设计规范认识不足 设计人员过于依赖规范，把规范当成唯一的标准，未考虑道路交通量的发展及小概率事件的发生，未充分考虑规范以外的增加耐久性的构造及手段。设计人员在设计中是要以规范为依据，但规范给出的仅是一个基本的要求，更多的细节问题都需要设计人员自己去考虑。比如最近出现的桥梁倾覆事件，虽有一些偶然的因素，我个
5、人认为设计中未对规范没有明确要求的倾覆问题进行仔细考虑也是一个重要因素。 2. 设计人员素质不强，理论基础不扎实 参与桥梁设计的工作人员不但应具备完善的工程力学知识体系，还须有过硬的设计水平，平时注意积累相关经验，对于工程设计的全部过程及相关细节要考虑周全，才能确保设计成果的安全性与可靠性。 而实际上，设计人员往往做不到全面的考虑，经常出现诸如：过于重视桥梁结构问题，却忽视了结构体系的耐久性设计，也未考虑桥梁从工程施工到投入使用的时间段内极易出现的人为过错进行预防性设计；设计结构的整体性不强，安全系数不够；结构受力设计分析不合理致使工程局部受力超限；工程材料的设计指标设计不科学，导致混凝土构件
6、横截面太薄弱，强度不够等现象，导致整体工程结构的使用寿命受到影响，桥梁的耐久性不够。除了设计不能满足工程规范外，一些设计人员无法正确认识结构本身的特点，设计经验不足无法对结构可能面临的使用环境、外在腐蚀、风雪冰冻、地震泥石流、过往车量载重情况以及工程用料本身的老化等因素所造成的影响做出科学的预测。 3.对桥梁载重能力设计不足 桥梁设计过程中，桥梁载重能力有两种极限状态：承载能力与正常使用。前者有两层涵义，既超出桥梁的承载极限之后，结构的整体或者某个部位的稳定性就会受到破坏，又指在重复荷载的情况下，桥梁混凝土构件超出疲劳极限而丧失其稳定性。如果对这些问题考虑不细或考虑不足的话，将对桥梁的安全性、
7、耐久性产生不利的影响。 三、改进桥梁设计的相关措施 1 重视结构设计的耐久性问题 桥梁在投入使用后，会受到车辆、地震、风、超载、疲劳等各种外来因素的影响和作用，以及桥梁本身所用材料自身性能的不断退化，那么桥梁就不可避免地会出现结构的损伤和劣化。虽然我国的桥梁设计及施工技术都取得了长足的进步，只要规范设计、施工，出现倒塌和严重损害的例子很少，但仍有许多桥梁因为耐久性问题不得不提前修理，不仅影响正常使用，还增加了经济支出。事实说明，桥梁需要重视耐久性设计，研究表明，在保证了施工和材料方面的和理性之后，设计上的缺陷是影响耐久性的重要因素。目前，国内对于桥梁耐久性的研究主要停留在材料和统计分析的角度，
8、对于从设计方面改善耐久性问题研究不足，需要引起足够的重视，从定量分析方面去研究耐久性问题。 2 重视超载问题 桥梁在使用中难免会出现超载的情况，对于设计方来说，需要特别关注由于通行车流量超过原设计最大流量的问题，因为这已成为我国道路运输的普遍问题。超载所带来的影响是巨大的，不仅会造成桥梁的疲劳问题，更重要的是使桥梁疲劳应力幅度增加，以致损伤加剧，长久以往，极易造成桥梁结构的破坏从而引发事故，并且，因为超载所造成的桥梁内部损伤是不可恢复的，这对桥梁的安全性和耐久性是很大的威胁。因此，设计者在设计工作中要重视这一问题，充分考虑桥梁所在地区的车流量，经过充分调研，掌握最准确的数字，不仅考虑现在，还要
9、考虑桥梁寿命内的将来，保证设计流量能满足该地区的最大负载量，只有这样才能保证充分安全。 3 重视附属工程设计以及偶然状况下的结构安全验算 附属工程是桥梁的重要组成部分，关系到通行的方便性、安全性以及后期维护的顺利展开等方方面面，设计人员必须充分考虑这些问题。同时还要充分考虑一些可能发生的偶然状态下的结构安全验算，比如整体式箱梁在特殊条件下的抗倾覆验算以及在通航河流上撞击对桥墩的影响等。 4 加强疲劳损伤研究 疲劳损伤曾经一直被视为刚桥梁设计中的核心和主要问题，因为钢结构疲劳会导致钢材开裂，从而有可能引起桥梁垮塌。 桥梁结构所承受的风荷载、车辆荷载等属于动荷载，这些荷载会在桥梁结构内产生循环变化
10、的应力，引起结构的振动和累积疲劳损伤，再加上桥梁建造所使用的材料不是均匀的与连续的，而是存在着许多很微小的缺陷，那么这些缺陷在在循环荷载的作用下会逐渐发展、合并，形成损伤，积累后就会在材料上形成裂纹，如果对这些裂纹控制不好，就会导致材料和结构的脆性断裂，带来安全问题。近年来，我国关于桥梁疲劳损伤的研究在逐步发展，由于混凝土结构的发展，这一问题已经得到了很好的控制，但是对于由于有些钢筋混凝土构件在使用期由于受到腐蚀，其动态性能和疲劳性研究的难度仍然很大，这方面的研究需要加强。 5 重视下部构造设计 下部构造是桥梁的重要组成部分，理应受到重视。 在实际中，同一桥梁下部构造结构形式应尽量统一，以避免
11、因为不统一问题所带来的不均匀沉降；有些轻型桥台因为高度大、台后土压力大，为保证安全，有必要对台身进行受力验算；支座垫石水泥混凝土应该保证和盖梁相同的强度，最好使用与改良混凝土整体浇注的方法设计施工；有些桥梁在采用扩大基础的桥涵设计时，应在设计和施工文件中明确对地基承载力的要求，对于存在软弱地基的，要给出具体处理方案。 总而言之，桥梁设计是一个复杂的系统工程，随着我国基础建设的迅速发展，桥梁的耐久性问题也应该越来越引起足够的重视。桥梁设计人员在桥梁设计过程中，不仅要满足规范的要求，还要综合考虑桥梁所处的环境，包括自然环境、人为因素、承担车流量等，借鉴国内外成功经验，争取将桥梁设计工作做到更好，减少后期可能出现的各种问题。 参考文献： 1 宋宝起.桥梁设计中安全性和耐久性差的原因及改进J. 科技创新导报. 2008(26) 2 徐凯东,李博.桥梁设计中的安全性和耐久性问题J. 黑龙江交通科技. 2008(03) 3 李凤陆.浅析桥梁设计中的几个问题J. 黑龙江科技信息. 2007(11) 4 徐凯东,李博.桥梁设计中的安全性和耐久性问题J. 黑龙江交通科技. 2008(03)
