小議我國橋梁設計存在的問題及解決措施

2022-04-06 08:32:43 字數 1152 閱讀 3986

摘要:隨著我國城市化程序的飛速發展,行車密度、交通量及車輛載重越來越大,科學的橋梁工程設計是保證交通運輸安全和提高運輸效率的重要因素,本文經過多年的工作經驗對我國目前橋梁設計存在的問題及形成原因展開了幾點小議,並針對問題提出了一些解決措施。供同行參考

關鍵詞:橋梁設計;問題;原因;措施

一、引言

國內現行規範對橋梁設計提出的要求是適用、經濟、安全、美觀,這些要求基本上包含了人們關心的所有重要問題。具體的設計過程按承載能力和正常使用兩種極限狀態來進行。前者是控制結構在喪失服務能力臨界狀態時的承載能力、設計的基本原則是要求荷載效應不利組合的設計值,必須小於或等於結構抗力的設計值。

利用荷載安全係數、材料安全係數及工作條件係數來考慮不確定因素作用下的結構總體的安全儲備,是乙個半概率的極限狀態設計法。可以認為是對安全性要求的保證。後者控制結構在正常使用狀態時應力、裂縫和變形小於一定的限值,對應於適用性的要求。

暫且不論這些控制方程和計算理論是否完全合理,它們至少從定性和定量的形式上保證了安全性和適用性兩項要求,而對於經濟、美觀的要求則沒有具體的指標進行衡量。當然,在方案設計和評審階段會考慮到經濟和美觀的要求(中小橋梁主要關注經濟性,而大型和特大型橋梁對美觀問題越來越重視);但需要指出的是該階段對經濟性的評估往往是只注重考慮建設成本,而對於後期的養護、維修等的長期綜合成本缺乏考慮,因此這種評估經常是比較片面的。乙個典型的例子是斜拉橋的換索問題。

由於目前技術水平的限制,斜拉橋拉索的平均使用壽命在20年到30年之間,也就是在其服役期間至少要進行一次換索,如果考慮到後期換索的巨大投入,那麼在跨度1000公尺以下的橋型競爭中,懸索橋與斜拉橋在經濟性方面的差距將大大減小。

二、橋梁設計存在的主要問題

現在,國內的結構設計過程中,有這樣的傾向:設計中考慮強度多而考慮耐久性少;重視強度極限狀態而不重視使用極限狀態,而結構在整個生命週期中最重要的卻恰恰是使用時的效能表現;重視結構的建造而不重視結構的維護。實際上,目前的橋梁設計中,對於耐久性更多的只是作為一種概念受到關注,既沒有明確提出使用年限的要求,也沒有進行專門的耐久性設計(從材料、結構措施及設計程式上上保證耐久性,並明確宣告在何種維護和使用條件下,橋梁具有哪種程度的耐久性)。

這些傾向在一定程度上導致了當前工程事故頻發、結構使用效能差、使用壽命短的不良後果;也與國際結構工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背;也不符合結構動態和綜合經濟性(考慮結構建設、使用、維護等整個週期的費用)的要求。

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