耐久度在橋梁設(shè)計(jì)中的問(wèn)題分析

何立鋒

摘 要：文章主要針對(duì)我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)中存在的重強(qiáng)度設(shè)計(jì)輕耐久度設(shè)計(jì)這樣的不良現(xiàn)象進(jìn)行了分析。論述了目前我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)中僅僅將耐久度作為概念不予以重視的現(xiàn)象進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)；橋梁設(shè)計(jì)；耐久性

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A目前的交通發(fā)展趨勢(shì)想著高速化的方向發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)受到了空前的重視，因而在交通設(shè)施的建設(shè)中，橋梁建設(shè)具有十分重要的意義。正是由于橋梁保有量不斷增加，所以其質(zhì)量、耐久度以及使用的舒適度都成為了現(xiàn)代社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)話題。目前需要從兩方面對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)進(jìn)行考慮：一方面是橋梁的承載力，另一方面則是橋梁的使用年限。兩方面內(nèi)容在實(shí)際中的體現(xiàn)便是結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及結(jié)構(gòu)的耐久度，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度主要需要針對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)在其能夠承載的極限狀態(tài)下的承載臨界值，其設(shè)計(jì)原則最基本的便是要求在不利組合荷載效應(yīng)的基礎(chǔ)上保證結(jié)構(gòu)抗力大于或者等于這一極限值。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在安全性上的保障是結(jié)構(gòu)總體在安全系數(shù)以及工作條件系數(shù)影響下的安全儲(chǔ)備。而結(jié)構(gòu)耐久度則是需要結(jié)構(gòu)在使用中正常的應(yīng)變、應(yīng)力以及形變?cè)诮Y(jié)構(gòu)適應(yīng)性以及適用性中要小于特定的限制量。

目前我國(guó)的橋梁建設(shè)設(shè)計(jì)研究中，更多的傾向于安全以及適用這兩項(xiàng)要求，因而主要考慮結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，在結(jié)構(gòu)耐久性的要求上往往將其作為一個(gè)單一的概念，沒(méi)有實(shí)際的要求以及規(guī)范予以明確，針對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)并沒(méi)有耐久性這一要求，也沒(méi)有良好的方式對(duì)此進(jìn)行檢驗(yàn)。無(wú)論結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)吃呢個(gè)序以及環(huán)境、材料方面均沒(méi)有針對(duì)耐久性的要求，更不要說(shuō)橋梁在使用過(guò)程中，耐久性程度的辨別。這些會(huì)對(duì)項(xiàng)目造成影響，同時(shí)也無(wú)法滿足經(jīng)濟(jì)性要求以及動(dòng)態(tài)的結(jié)構(gòu)管理，這樣的傾向會(huì)引發(fā)一系列的不良后果。

1 耐久性差的原因分析

理論水平的缺失是現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)人員的通病，由于設(shè)計(jì)理論在理解上太過(guò)淺薄，使得設(shè)計(jì)大多為先用規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)圖式的套取，過(guò)于生硬，在結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、材料、維護(hù)以及耐久性上存在很多認(rèn)為錯(cuò)誤，除此之外，施工全過(guò)程以及設(shè)計(jì)中都存在很多需要改進(jìn)和加強(qiáng)的有關(guān)耐久性和結(jié)構(gòu)安全的事情。方案是解耦股設(shè)計(jì)的前提條件，經(jīng)濟(jì)合理性是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心要素，繼而對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)構(gòu)件連接，在規(guī)定中要求的安全系數(shù)之上達(dá)成可靠的安全指標(biāo)，用以保證橋梁耐久度和安全性。

橋梁的組成是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是多個(gè)構(gòu)件共同構(gòu)成的系統(tǒng)，構(gòu)件本身的耐久性以及強(qiáng)度都有使用要求，并且各個(gè)構(gòu)件的組合，即整個(gè)系統(tǒng)要符合耐久度以及安全性能的規(guī)范要求，目前的設(shè)計(jì)中，工作人員對(duì)于整體性系統(tǒng)安全以及耐久度的考慮不周全，因而很多情況下都會(huì)造成結(jié)構(gòu)的延性從整體上講不足，并且冗余度過(guò)小，會(huì)產(chǎn)生不明確的受力路線，并且計(jì)算圖式不清晰，因而就會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的局部受力，降低了強(qiáng)度要求，并且由于保護(hù)層過(guò)小的厚度以及厚度不合格的構(gòu)件截面，都會(huì)使得橋梁出現(xiàn)耐久性差的缺陷。

設(shè)計(jì)人員缺乏靜壓，不能充分自主的去完成設(shè)計(jì)，并且在思想上存在較為嚴(yán)重的本本主義思想。問(wèn)題在不斷的發(fā)展，但是設(shè)計(jì)工作人員的思維仍舊存在于過(guò)去的靜態(tài)，用這種思維去解決現(xiàn)代的技術(shù)問(wèn)題，必然會(huì)出現(xiàn)漏洞。橋梁的設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)造以及布局會(huì)受到使用條件以及環(huán)境的影響而發(fā)生變化，需要針對(duì)性的去解決設(shè)計(jì)中遇到的難題。再詳細(xì)的規(guī)范也無(wú)法對(duì)這些問(wèn)題予以適合的處理，即便規(guī)范的更新十分及時(shí)，也無(wú)法全面的涵蓋所有新型的工藝、材料以及技術(shù)，這些都會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)造成巨大的影響。目前的設(shè)計(jì)大多都為靜態(tài)設(shè)計(jì)，不會(huì)考慮橋梁工程在使用中隨著時(shí)間的推移而出現(xiàn)的惡劣化狀態(tài)，認(rèn)識(shí)以及考慮多大集中于建成時(shí)期橋梁的服務(wù)能力以及工作能力。考慮到經(jīng)濟(jì)因素，由于成本問(wèn)題，對(duì)維護(hù)成本過(guò)于忽視，且沒(méi)有重視同使用壽命對(duì)應(yīng)的有關(guān)成本效益，所以規(guī)范性要求的滿足在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性中是基礎(chǔ)，另外還需要設(shè)計(jì)工作人員正確認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)的本性。擁有準(zhǔn)確的判斷力，結(jié)合自身的豐富經(jīng)驗(yàn)在設(shè)計(jì)中綜合分析項(xiàng)目整體結(jié)構(gòu)以及使用壽命全過(guò)程，同時(shí)通過(guò)有效的計(jì)算提高其耐久度。

2 需要重視和努力改進(jìn)的方向

2.1 從理論研究和規(guī)范方面應(yīng)更加重視結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題。實(shí)例證明除了施工和材料方面的原因外，影響耐久性的決定性因素是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的缺陷造成，人們一直偏重于結(jié)構(gòu)計(jì)算方法研究，而忽視對(duì)總體構(gòu)造和細(xì)節(jié)處理方面的關(guān)注，對(duì)如何從結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)角度及如何以設(shè)計(jì)和施工人員易接受操作方式來(lái)改善橋梁耐久性卻很少研究。結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著本質(zhì)區(qū)別，目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析方向發(fā)展。

2.2 充分重視現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)環(huán)境的超載問(wèn)題

橋梁的超載一方面使疲勞應(yīng)力幅度加大，損傷加劇，甚至結(jié)構(gòu)破壞，另一方面橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，使受力狀態(tài)發(fā)生變化，從而使橋梁的安全性下降和耐久性變差。

2.3 加強(qiáng)重視疲勞損傷的研究

橋梁結(jié)構(gòu)所承受外力大部分是動(dòng)荷載，會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力及應(yīng)變，引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。橋梁所采用的材料本身就不是均勻和連續(xù)的，實(shí)際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺陷逐漸發(fā)展擴(kuò)大形成損傷。做好日常養(yǎng)護(hù)工作，較早地發(fā)現(xiàn)缺陷、損壞，提出養(yǎng)護(hù)措施，從而延長(zhǎng)橋梁的使用壽命；另外，還要掌握交通狀況，嚴(yán)格管理超載車、特種車過(guò)橋，并采取相應(yīng)的防護(hù)、加固措施，減小橋梁損壞。對(duì)可能發(fā)生危害的橋梁，應(yīng)做好各種防范措施及應(yīng)急處理措施。對(duì)需要進(jìn)行限載、限速或停止交通的橋梁，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行交通管制。對(duì)橋梁各部分經(jīng)常保養(yǎng)，對(duì)檢查發(fā)現(xiàn)的缺陷、損壞處進(jìn)行及時(shí)的維修。

結(jié)語(yǔ)

橋梁的耐久性在橋梁設(shè)計(jì)中意義重大，需要對(duì)國(guó)外成功經(jīng)驗(yàn)以及做法予以適當(dāng)?shù)慕梃b，還必須在管理經(jīng)驗(yàn)以及設(shè)計(jì)方法上尋找出更加適合我國(guó)國(guó)情的方式，不但要適當(dāng)?shù)貙?duì)施工管理管理予以加強(qiáng)，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)理念以及角除加強(qiáng)施工管理外，還要從橋梁設(shè)計(jì)理念和結(jié)構(gòu)體系構(gòu)造入手，加強(qiáng)耐久性設(shè)計(jì)。

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