橋梁在交通事業(yè)中的地位和發(fā)展概況

張和闊

(貴州陸通公路工程監(jiān)理有限責(zé)任公司)

1 引言

橋梁在我國有著悠久的歷史，浮橋早在漢唐時(shí)期就已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，橋梁工程領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展歷經(jīng)久遠(yuǎn)，如今城市中的橋梁已經(jīng)發(fā)揮了和公路一樣的交通作用?，F(xiàn)在橋梁建筑已不單純地被視為交通線上重要的工程實(shí)體，同時(shí)也是一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)、綜合國力的綜合體現(xiàn)。橋梁是城市重要的基礎(chǔ)設(shè)施，交通功能十分重要。隨著橋梁的廣泛應(yīng)用，也隨之出現(xiàn)一些問題;另外，橋梁在發(fā)揮交通作用時(shí)，也會(huì)容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，我們需要全面分析問題產(chǎn)生的原因，減少事故的發(fā)生，提高橋梁在交通事業(yè)中的地位。

2 橋梁的組成和分類

2.1 組成

橋梁主要是由上部結(jié)構(gòu)(橋跨結(jié)構(gòu))和下部結(jié)構(gòu)(橋墩和橋臺(tái))兩個(gè)部分組成。上部結(jié)構(gòu)是指在線路中斷時(shí)跨越障礙的主要承載結(jié)構(gòu)。下部結(jié)構(gòu)是指支承橋跨結(jié)構(gòu)并將車輛和恒載等活載傳至地基的建筑物。設(shè)置在橋梁兩端的稱為橋臺(tái)，設(shè)置在橋梁中間的支承結(jié)構(gòu)物稱為橋墩。對(duì)橋梁來說，我們一般考慮以下因素:支座、凈跨徑、總跨徑、計(jì)算跨進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)跨徑、橋梁全長、橋梁高度、橋下凈空高度、橋梁建筑高度和涵洞。下圖1是橋梁的基本構(gòu)造。

圖1 橋梁的基本構(gòu)造

2.2 橋梁的類型

目前，我國的橋梁類型很多，按主要承重構(gòu)件的受力特點(diǎn)可以分為以下五類:梁式橋、拱式橋、剛架橋、吊橋、組合體系橋;按主要承重結(jié)構(gòu)所用的材料可以分為鋼筋混凝土橋、預(yù)應(yīng)力混凝土橋、鋼橋三類;按橋梁全長的分類見下表1。

表1 按橋梁全長的分類

3 橋梁在長期使用過程中容易出現(xiàn)問題的原因和相應(yīng)的措施

3.1 橋梁在長期使用過程中容易出現(xiàn)問題的原因

3.1.1 橋梁耐久性問題

(1)橋梁的結(jié)構(gòu)對(duì)耐久性的影響。橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限，通常應(yīng)該使用過程中只需要一般的維護(hù)而不需要進(jìn)行大修的期限。當(dāng)技術(shù)條件限制，不能保證結(jié)構(gòu)的所有部件都能達(dá)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限相同的耐久性。(2)目前橋梁的材料類型及其缺陷。目前，橋梁多采用鋼筋混凝土的材料，如果在早期的使用中混凝土出現(xiàn)裂縫，就會(huì)導(dǎo)致高強(qiáng)度材料不能及時(shí)實(shí)施，從而造成材料的利用率低，橋梁較大的結(jié)構(gòu)自重和降低了橋梁本身的跨越能力。

3.1.2 交通量的增大

城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然會(huì)增加城市的交通量，同時(shí)也會(huì)增大作用在橋梁上部的荷載的整體基數(shù)，在橋梁固有承載力的前提下，橋梁整體的耐用性會(huì)隨著載重等級(jí)的變化而降低。

3.1.3 橋梁的超載

造成橋梁的超載主要由兩個(gè)方面的原因:首先，違規(guī)超載車輛的存在;其次，早期修建的橋梁超負(fù)載運(yùn)營。

3.1.4 疲勞問題

在橋梁的使用過程中，橋梁結(jié)構(gòu)可能會(huì)出現(xiàn)各種失效形式，例如:剛度失效、靜載強(qiáng)度失效和疲勞失效等。造成橋梁疲勞性的原因主要有:內(nèi)部缺陷的隨機(jī)分布、材料組織的不均勻性和加加工處理中的一些偶然影響而產(chǎn)生很大的分散性。

3.2 措施

(1)通過適時(shí)的加固和翻修橋梁，來達(dá)到提高橋梁的耐久性和安全性。(2)提倡國家多提出一些如鼓勵(lì)人們做公交車、減少私家車的使用、限號(hào)行駛等有益的措施。(3)提倡用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼筋混凝土，這可以有效的減小構(gòu)件截面，降低現(xiàn)代化高強(qiáng)材料的使用，增大跨越能力，達(dá)到擴(kuò)大混凝土結(jié)構(gòu)橋梁的適用范圍。

4 橋梁在交通事業(yè)中的地位

(1)各種道路工程的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，跨越各種障礙。(2)橋梁是城市立體交通的主要構(gòu)成，對(duì)整個(gè)城市的交通有著至關(guān)重要的作用。(3)提升城市品味的標(biāo)志性工程。橋梁往往是代表一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)、歷史、人文等等社會(huì)發(fā)展的標(biāo)志性建筑，可以說是社會(huì)歷史發(fā)展一座不朽的豐碑。(4)橋梁是一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力、科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)力發(fā)展等綜合國力的體現(xiàn)。總之，隨著社會(huì)生產(chǎn)力的提高，工業(yè)水平的進(jìn)步，科技的高速發(fā)展，在現(xiàn)代的城市中呈現(xiàn)了越來越多的迂回交義的交橋、高架橋，猶如一道道彩虹跨越城市，為方便城市交通做出了很大的貢獻(xiàn)。因此，在現(xiàn)代交通事業(yè)中，橋梁不僅僅是體現(xiàn)了原始價(jià)值，更體現(xiàn)了它的藝術(shù)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

5 橋梁的發(fā)展概況

(1)新中國成立以后，橋梁工程得到很大改觀和發(fā)展。(2)2008年8月我國已建成的跨度最大規(guī)模最大的公鐵兩用橋——蕪湖長江大橋，它的建成表明我國徹底結(jié)束了大車輪渡的歷史。(3)普通高度梁或低高度逐步形成了系列標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，使混凝土簡支梁橋在中小跨度范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。(4)從20世紀(jì)80年代起，采用懸臂法施工的大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋以及連續(xù)鋼構(gòu)橋得到迅速發(fā)展。(5)在20世紀(jì)90年代，鋼管混凝土拱在發(fā)揮材料性能，降低工程造價(jià)，美化結(jié)構(gòu)造型和減少施工設(shè)備等方面的優(yōu)點(diǎn)逐步被橋梁界所重視。

6 橋梁未來發(fā)展的認(rèn)識(shí)

6.1 材料結(jié)構(gòu)不斷輕型化

當(dāng)橋梁向大跨度方向發(fā)展的同時(shí)，未來橋梁新材料應(yīng)具有高強(qiáng)、高彈模、輕質(zhì)的特點(diǎn)，對(duì)建橋材料也提出了高強(qiáng)、輕質(zhì)和多功能的要求。材料科學(xué)的進(jìn)步為橋梁實(shí)現(xiàn)簡潔、輕巧、形式的多樣化提供了更多的可能性，為了建立橋梁可靠的力學(xué)本構(gòu)關(guān)系，我們需要進(jìn)一步探索新型的、高強(qiáng)、超高強(qiáng)的工程材料，充分發(fā)揮出材料潛在的承載力，利用不同類型輕質(zhì)材料組合拼裝的各類新型懸索橋、斜拉橋、輕質(zhì)拱橋。

6.2 橋梁綠色設(shè)計(jì)

橋梁綠色設(shè)計(jì)的基本要求是保證橋梁的生態(tài)連續(xù)性，我們可以讓綠色設(shè)計(jì)和生命周期設(shè)計(jì)貫穿于橋梁的設(shè)計(jì)、建造到使用的整個(gè)過程中。我們需要利用橋梁高架的優(yōu)勢來保持交通流通，從而注重橋梁的生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展。

6.3 橋梁美學(xué)研究

與土木建筑相比，橋梁具有其他土木工程建筑的一般屬性，橋梁建筑具有自身的特點(diǎn)，橋梁是社會(huì)大型公用設(shè)施，有使用和觀賞兩重功能。橋梁可以給人們提供跨越障礙的通道，具有位置固定、形體龐大、耗資巨大且建造具有不可逆性等特點(diǎn)。橋梁設(shè)計(jì)需要遵循公平性、公共性、安全、適用的原則。

7 結(jié)論

綜上所述，一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展概況可以通過城市橋梁建設(shè)的建設(shè)水平來得以體現(xiàn)出來，橋梁建設(shè)對(duì)解決城市交通加快城市建設(shè)至關(guān)重要。只有合理利用資源，充分發(fā)揮橋梁的紐帶作用，才能更好的服務(wù)于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和創(chuàng)造良好的城市環(huán)境。未來的橋梁發(fā)展趨勢是:向著更長、更大、更柔的方向發(fā)展，更加重視橋梁美學(xué)及環(huán)境保護(hù)。21世紀(jì)的橋梁，將成為造福人類，代表社會(huì)進(jìn)步與高度文明的標(biāo)志性建筑。

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