淺論公路橋梁設計
2017-02-06
我國公路工程建設規(guī)模的發(fā)展不斷壯大，各種公路工程施工任務漸漸增多，人們對公路橋涵結構的標準化技術研究和設計的熱情也日益高漲，繼而公路橋梁工程的建設也顯得越來越重要。公路橋梁的設計好壞直接關系到橋梁的安全性和耐久性在公路橋梁設計研究地過程中出現地各自為政、以我為標的局面不僅造成了大量的人力資源浪費，也給公路橋梁的系統(tǒng)性養(yǎng)護管理造成了困難，所以亟待解決。
1 公路橋梁設計要點
1.1 橋梁設計與環(huán)境配合
尤其要注意在山區(qū)橋梁的建設中與環(huán)境的配合，隨著橋梁樁基礎的樁基的成孔技術和手段越來越為豐富，工程成本越來越小，工程質量越來越高，在公路橋梁的廣泛應用，特別是在強度高且并不透水的地質條件下，挖孔樁已被廣泛應用，因此梁式橋梁選擇基礎方案時慎用擴大基礎。
1.2 對高速公路橋梁設計的一般要求
對于大跨徑橋梁，采用預應力混凝土連續(xù)梁，在橋位基本確定本著因地制宜，設計師應在綜合比較的基礎上結合橋梁周邊地質等因素選橋型方案。應嚴格遵循的主要原則是在滿足橋梁使用功能要求下力求，橋梁造型新穎合理，特別要注重墩高與橋跨的周圍整體景觀相互協調；橋梁設計在滿足造價預算的前提下應盡量滿足結構整體性好的橋型；盡量做到應選用技術成熟結構，標準化施工，快速簡便的橋型方案，保證橋梁早日順利投入使用。
1.3 高速公路橋梁上部設計的基本原則
從上部和下部設計兩方面進行上部設計，應注重合理構造和設計。主線橋梁單孔跨徑的橋梁，一般可采用預應力混凝土結構；其余跨徑的橋梁宜采普通鋼筋混凝土結構。單孔跨徑以下宜采用其他連續(xù)結構，對于跨河橋梁盡量采用先簡支后連續(xù)結構，對于山區(qū)內中支架現澆難度較大的問題等跨徑的大橋，因受現澆難度非常大，也宜采用預制結構。
1.4 橋梁下部結構設計
下部結構應能滿足上部結構對支撐力的要求，同時在外形上要做到與上部結構相互協調、布置均勻。
1.5 設計應考慮的一些細節(jié)問題
高速公路橋梁設計除了應遵循的一般性要求和基本原則外，還具有與一般橋梁設計的差異之處，設計中為避免在施工和運營階段，應強調支座安放必須水平，防止主梁沿支座產生不可恢復位移，施工應保證支座要水平放置。
2 現行公路橋梁設計存在的主要問題
2.1 方案設計的不合理性
在橋梁設計領域關于橋梁施工和使用期安全性的問題存在不少需要改進的地方，許多結構設計人員往往只滿足于規(guī)范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。有的結構整體性和延性不足，冗余性??；有的計算圖式和受力路線不明確，造成局部受力過大；這些都削弱了結構耐久性，會嚴重影響結構的安全性。
2.2 公路橋梁工程設計水平較低
國內外多座橋梁的突然破壞與倒塌，已使工程界對橋梁安全極為重視，大家一般會認為事故主要是野蠻施工和管理腐敗所導致。
2.3 設計理論不夠完善
結構設計的首要任務是選擇經濟合理的結構方案，其次是結構分析與構件和連接的設計，并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。目前國內的設計可視為靜態(tài)的設計，它只定義了設計建成時刻結構具有的工作能力和性能，只考慮了建造成本，卻忽視了營運期的維護成本和與使用壽命相對應的成本效益。
2.4 設計人員對結構設計缺乏充足的經驗
不同的環(huán)境和使用條件、不同的設計對象都會對結構體系提出不同的布局和構造等方面的要求，不少橋梁雖然滿足了設計規(guī)范的強度要求，僅用了五年到十年的時間就因為耐久性出了問題影響結構安全，結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題，設計時要從構造、材料等角度采取措施加強結構耐久性。因此這就還要求設計人員具有對結構本性的正確認識、豐富的經驗和準確的判斷。
3 對公路橋梁設計的思考
3.1 橋梁安全性、耐久性差的主要原因
橋梁的安全性和耐久性是橋梁設計者永遠追求不變的宗旨。所謂安全性是指結構防止破壞倒塌的能力，主要體現在結構構件承載能力和結構的整體牢固性上。耐久性是指結構抵抗外界環(huán)境、有害化學物質侵蝕的能力。近些年來，國內發(fā)生不少橋梁倒塌的嚴重事故，很多事故是因為設計不規(guī)范或施工不注意質量控制造成的。
3.2 提高安全性，耐久性的措施
從思想上強化責任，要求，建立、完善公路橋梁設計責任體系，落實安全生產責任機制，強化責任意識，層層落實責任，確保橋梁設計責任到崗、責任到人，按屬地管理原則加強安全監(jiān)管，敦促公路橋梁的建設、改造、養(yǎng)護等相關單位履行好企業(yè)主體職責，確保橋梁安全。重視汽車超載問題，在設計過程中，科學使用材料：鋼筋混凝土的質量和合理使用對橋梁的安全性具有極其重要的作用。提高對橋梁結構耐久性設計的重視程度，只有切實提高對橋梁耐久性設計的重視，才能有效避免此類現象的發(fā)生，并且有效提高橋梁的使用壽命。重視橋梁疲勞損傷問題的研究，應積極借鑒歐美等先進國家的做法：我們的工程設計人員應該博采眾長，取長補短，積極借鑒國外的經驗和成果，避免走彎路，從而提高我國公路橋梁建設的成效，使之可以跨入一個新的臺階。
4 結語
展望我國公路建沒的前景將是一片繁榮，因而橋梁新建、改建、加固的任務依然很重。而橋梁設計需要設計人員具有豐富的理論知識，并且盡量避免主觀經驗因素對設計的影響，橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題，應積極借鑒國外成功的經驗和做法。設計人員應當堅持技術創(chuàng)新和可持續(xù)發(fā)展，總結經驗，正視不足之處，并能認真解決公路橋梁建設中所存在的問題，除了注重設計建成時具有的工作能力和性能外，還應該更為重視營運期的維護成本與使用壽命相對應的成本效益，并且加強從橋梁設計理念、結構體系和構造的角度做好耐久性的設計。在設計過程中，還要善于結合工程實際分析問題、解決問題，根據場區(qū)的地質狀況以及樁基本身的各項指標，運用合理的計算分析手段，準確地確定樁基承載力，以達到經濟、安全的設計效果。
參考文獻
[1] 黃靜.淺析公路橋梁設計及應用[J]. 四川建材. 2009（03）
