橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵問題討論

■楊 舟 ■江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司，江蘇 南京 210014

橋梁的建設(shè)對于我國的經(jīng)濟建設(shè)起到了至關(guān)重要的作用，依靠橋梁使各種物資的運輸，通行的便利和道路的暢通得到優(yōu)化，加快了經(jīng)濟騰飛的步伐，所以橋梁的質(zhì)量是一項關(guān)乎經(jīng)濟建設(shè)的基礎(chǔ)和重要的工作，要設(shè)計出質(zhì)量上乘就要對設(shè)計中的關(guān)鍵問題進(jìn)行全面的考慮，如橋梁的耐久性，穩(wěn)定性，抗震性和超載性等等一系列問題，而我國的橋梁設(shè)計中不乏豆腐渣工程和粗制濫造的案例，這些案例往往是從橋梁設(shè)計過程中就產(chǎn)生了著設(shè)計缺陷，鑒于這些實際運用中的需求就需要橋梁設(shè)計者與施工單位共同協(xié)作，從根本上把握好橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，對于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵問題要做到事無巨細(xì)，反復(fù)校對，降低合理的誤差范圍減少到最小，這樣設(shè)計出的橋梁才能為我國的經(jīng)濟發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1 我國橋梁設(shè)計的現(xiàn)狀與案例分析

橋梁在我國路橋工程項目的歷史上有著廣泛的應(yīng)用，如盧溝橋，趙州橋，長江大橋等等都是我國的優(yōu)秀橋梁設(shè)計者智慧的結(jié)晶，也是我國民族引以為傲的資本，到了現(xiàn)代各種橋梁結(jié)構(gòu)更是百家爭鳴，懸臂橋，拱橋，吊橋等等形式的橋梁紛紛出現(xiàn)在了，我國經(jīng)濟建設(shè)的舞臺上，到了現(xiàn)代隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提高，卻出現(xiàn)了趕工求快的現(xiàn)象，本來我國的橋梁設(shè)計與世界先進(jìn)設(shè)計水平還有一定的距離，現(xiàn)在將設(shè)計重點放在了快速建設(shè)與節(jié)省原材料上，這樣的設(shè)計傾向所造成的設(shè)計后果就是，橋梁的耐久度變低，抗震性變差，在遇到超載情況下甚至出現(xiàn)坍塌情況，所造成的經(jīng)濟損失和惡劣影響是巨大的，通過下面的案例可以更強清晰的認(rèn)識到這一點，1987年施工的我國四川達(dá)縣州河大橋，為跨度190m+70m的混凝土斜拉橋，采用獨塔構(gòu)造，另一端拉索按空間布置直接鋪在山體上，利用了橋頭地形特點，省去一個索塔，結(jié)構(gòu)新穎，但是，正當(dāng)橋梁合龍時，主梁混凝土突然破壞墜落，并造成16人死亡的重大事故，2001年9月25日，京福高速公路三明連接線梅列橋(以下簡稱梅列橋)模板支架在加載預(yù)壓時垮塌，造成6人死亡、20人受傷，2006年13日，內(nèi)蒙古伊金霍洛旗烏蘭木倫鎮(zhèn)境內(nèi)發(fā)生一起橋梁施工塌方事故，造成3人死亡，在這些案例中有相當(dāng)一部分原因是由于設(shè)計中，部分關(guān)鍵部位與支撐點沒有達(dá)到設(shè)計合格標(biāo)準(zhǔn)，從而導(dǎo)致了慘劇的發(fā)生，這也為現(xiàn)代橋梁工程設(shè)計者敲響了警鐘，越是在科技水平發(fā)達(dá)的今天越不能掉以輕心，要從設(shè)計者的思想上與設(shè)計水平上嚴(yán)格管理，指定周密的審查制度，以保障從設(shè)計階段就為橋梁的建設(shè)打好質(zhì)量基礎(chǔ)。

2 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵問題

我國的橋梁設(shè)計事業(yè)在不斷探索與學(xué)習(xí)中的確取得了一些長足的進(jìn)步，但在于其他發(fā)到國家的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的比較之下，還是存在著許多不足之處，具體來說，我國的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計還存在以下問題，橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命較低，抗震性較差，抗載荷能力不強，可持續(xù)發(fā)展性不高，在這些關(guān)鍵性問題中每一項都存在著若干細(xì)節(jié)可以討論，下面來逐一進(jìn)行分析。

3 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計使用壽命低

橋梁的使用壽命低需要綜合性多方面因素考慮，首先，在主體結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)上相對較低，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡量向更為先進(jìn)的世界級標(biāo)準(zhǔn)看齊，不應(yīng)當(dāng)只停留或滿足于在現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，要隨著越發(fā)嚴(yán)苛的使用環(huán)境進(jìn)而進(jìn)一步制定滿足當(dāng)下或未來的技術(shù)規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)。其次，在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計選型的的合理性，也是決定橋梁使用壽命的重要問題，由于每座橋梁在建設(shè)的地點是不同的，橋梁所面臨的是不同的氣候、不同的地質(zhì)、不同通行狀況，所以綜合多方面的因素考慮橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計適合符合當(dāng)?shù)氐目陀^因素條件，來選擇設(shè)計結(jié)構(gòu)合理的橋梁。然后，在用結(jié)構(gòu)設(shè)計和料選材上，設(shè)計者應(yīng)當(dāng)對于橋梁主體支撐部位的結(jié)構(gòu)上采用堅實的用料和結(jié)構(gòu)，如在保證混凝土保護(hù)層的厚度，保證鋼筋

4 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性差

由于橋梁的可以起到聯(lián)絡(luò)交通的作用，所以在許多山區(qū)等地都需要搭建橋梁，但像我國的云貴山區(qū)等地又是地震的多發(fā)處，所以在這里地區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計就需設(shè)計者充分考慮地勢問題，通常采用先簡支后連續(xù)或墩梁固結(jié)的連續(xù)-剛構(gòu)混合體系，這是為了保證行車舒適，結(jié)構(gòu)耐久適用。除此之外即使在非地震區(qū)域的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計也應(yīng)當(dāng)將地震損壞因素列為考慮范圍內(nèi)，因為地震災(zāi)害具有的不確定性，這時為了應(yīng)對突如其來的災(zāi)難，設(shè)計人員就需要對于橋梁結(jié)構(gòu)的接縫處，地基墩臺和橋面的整體強度，加固連接件等等關(guān)鍵部位進(jìn)行仔細(xì)的核算與周全的考慮，而且需要提前預(yù)算到地震后可控狀態(tài)下橋梁的完整程度，對于橋梁抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計就需要不吝惜原料，全面考慮，精細(xì)核算，這樣才能保證橋梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)質(zhì)性。

5 橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗載荷能力弱

隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的大幅度提高，各個地區(qū)的運輸能力也在不斷發(fā)展，各種運輸工具越來越多，而且在向著更大，更重，載重能力更強的方向發(fā)展，設(shè)想一下，在跨河橋梁上成群結(jié)隊的車輛全部擁擠在橋面上行駛，這對于橋梁的結(jié)構(gòu)堅實度是一項巨大的考驗，所以在橋梁抗高負(fù)荷承載的情況下，就需要設(shè)計者對于橋梁目前和未來所要面臨的載荷能力能高瞻遠(yuǎn)矚，應(yīng)用合理的結(jié)構(gòu)來應(yīng)對這一情況，而且可以再橋梁設(shè)計中的關(guān)鍵部位添加相應(yīng)的減震裝置，如粘滯阻尼器，可以通過氣彈性部件可以有效的減少橋梁震動時產(chǎn)生的能量，以減少對橋梁主體的損害；鉛芯橡膠支座，可以有效減少支座的硬性撞擊，通過有著良好力學(xué)性能的鉛芯和橡膠的配合，就可以達(dá)到這樣的效果。總之，在抗重載荷情況下，橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計需要提前預(yù)估和計算出將要面對的負(fù)載情況，并且利用緩沖部件來直接降低重載荷所引起的橋梁壓力過大。

6 總結(jié)

以上就是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的一些關(guān)鍵問題，除此之外還有橋面防水涂層，橋體造型設(shè)計等等其他問題，不過在保證質(zhì)量的情況下要大力發(fā)展科學(xué)化和環(huán)保化的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，才是今后發(fā)展的方向。

［1］許譯.橋梁工程事故淺析［J］.華東北公路，2003(04)88-90.

［2］王毅娟.從橋梁事故分析中得到的警示［J］.北京建筑工程學(xué)院學(xué)報，2003(3)：50-54.

［3］胡漢舟，葉梅新.橋梁事故及經(jīng)驗教訓(xùn)［J］.橋梁建設(shè)，2002(3)：71-75.

［4］張鐵軍.山區(qū)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵問題研究［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2009(13)：117-121.