橋梁設計常見荷載問題及處理措施分析

鄒軍輝 史建濤

摘要：隨著行車密度、車輛重載和交通量的越來越大，科學的橋梁設計已成為保證交通運輸安全和提高運輸效率的重要因素。在橋梁設計中，應選擇標準的荷載規范，對橋梁進行優化處理，爭取達到最合適的荷載范圍，在保證安全的前提下，方便人們出行需要。

關鍵詞：橋梁設計;荷載;處理措施

隨著我國經濟的迅速發展，公路、橋梁上集裝箱運輸、載重貨物運輸、拖掛運輸等重型車輛日益增多，大型平板車和礦山運載車等特種工程車也經常出現，這些都對橋梁設計帶來高規格的要求。當橋梁施工完成，并且投入使用后，會承受不同方向、不同強度的荷載，如果橋面施加的荷載超過了橋梁的承受范圍，則會引發橋梁出現質量安全問題，這也考驗了橋梁設計者的設計水平。對于橋梁，尤其是大跨徑橋梁而言，其設計要結合當地實際情況，在確保技術可行的條件下，進行大量的分析調查，然后制訂方案，確保橋梁建設的安全性和可靠性。

1.公路橋梁荷載設計概述

在公路、橋梁設計過程中，車輛荷載是設計時需要考慮、參照的一項重要技術指標。車輛荷載的核算主要包括對各種車輛軸距、車間距、車重和軸重等方面的數據分析。荷載效應的計算屬于重載交通公路橋梁的計算范圍，它是通過對公路橋梁實際使用中應承擔重載交通工具的詳細數據進行細致的分析和計算，得出準確的數據，再從這些數據中篩選出具有代表性的車輛荷載數據和車隊縱向排列模式，以此計算在荷載效應中重載交通工具的類型。在我國《公路橋梁設計通用規范》中，對因道路不同而產生的車輛荷載效應有詳細的規定——在設計高速公路時，它的荷載屬于公路Ⅰ級。在公路Ⅰ級范圍內，荷載包括的交通工具是加重汽車和普通汽車。當然，具體情況還要具體分析，在經濟高速發展的時代，交通工具多種多樣。根據歸納和推理法，可將各種類型的汽車都劃分到普通汽車和加重汽車這兩個類中。

荷載設計是影響橋梁質量的重要內容，影響橋梁荷載設計質量的因素很多，其中設計人員的素質與能力對提高橋梁質量起到直接影響的作用。很多設計人員，由于缺乏豐富的實踐經驗，對橋梁荷載問題缺乏重視，而荷載問題是影響橋梁質量以及耐久性的關鍵問題。另外，橋梁施工材料的質量也是荷載設計的主要保證因素，材料的強度影響著橋梁表面的承載能力，所以，施工單位要對施工材料以及設備做好把關工作。經過調查發現，橋梁出現倒塌問題的事件，很大一部分原因是荷載設計存在問題而導致的，所以，提高荷載設計的質量，可以有效的提高橋梁的質量與安全，也是施工單位未來改進與提高的主要方向。

2.橋梁設計常見荷載問題

提高橋梁荷載設計的質量，首先應該提高設計人員的素質與能力，提高其對荷載設計重要性的認識。很多橋梁出現質量的原因，是設計人員設計水平不高而引起的。在我國，有的設計人員，為了增加橋梁的美觀性，忽視了對橋梁承載能力的保證，降低了橋梁使用過程的安全性。如果一味的追求橋梁設計的標新立異，而忽視設計的合理性與可行性，不但會增加施工的成本，還會增加施工的難度。還有的設計人員，由于剛剛畢業，缺乏一定的工作經驗，喜歡紙上談兵，其設計出的橋梁施工方案，由于考慮不夠全面，往往容易忽視橋梁的荷載問題，這就降低了橋梁的承載能力，使得很多橋梁在投入使用后不久就出現了大量的質量問題。為了保證橋梁設計的質量，設計人員需要進行實地考察，還要通過正確的計算公式，掌握橋梁的結構的強度以及荷載系數等等。

橋梁設計是一項復雜的工作，影響橋梁質量的原因很多，設計人員要不斷提高專業技術，設計出完善的結構體系以及構造，還要做好施工材料以及設備的審查工作，只有做好準備工作，才能從根本上防止橋梁荷載問題的方發生。橋梁的施工材料的強度對橋梁承載能力有著重要的影響，只有保證材料的合格性，才能保證荷載設計的有效的發揮，從而提高橋梁承受荷載的能力。橋梁結構的耐久性是荷載設計中需要注意的問題，耐久性影響著橋梁的使用壽命，還影響著橋梁使用的安全性。如果設計人員對橋梁受力計算不夠準確，則會使橋梁出現受力不均勻的問題，這種問題會影響橋梁結構的耐久性。

3.橋梁設計荷載問題的處理措施

3.1橋梁荷載設計的原則

荷載是橋梁承受的主要作用力，很多橋梁發生裂縫等質量問題，都是由于橋梁承受的荷載超重引起的，出現這一問題，也反映出該橋梁的荷載設計存在一定問題。在橋梁設計中，造成橋梁荷載問題主要有兩個方面，一方面是橋梁設計的理論與實際不符，另一方面是橋梁結構體系存在一定漏洞。為了保證橋梁荷載設計的質量，設計師在設計時應該遵守兩種原則，其一，橋梁設計必須符合我國相關部門對橋梁質量與安全的規定，相關荷載設計必要達到指標，這樣才能使橋梁的結構設計更加合理與穩定;其二，橋梁設計需在保證經濟性的前提下，改進設計技術，提高設計方案的質量，保證橋梁設計的經濟性，可以延長橋梁的使用壽命，這也可以降低橋梁出現質量問題的概率。

3.2加強管理

目前橋梁超載問題要盡量避免，在我國大體上有三種橋梁超載現象：一是一些老橋梁超齡負載運營，較早時期修建的;二是車流量超過了設計上限的橋梁在實際使用過程中;三是違規超載現象，這種現象只有個別車輛存在。為了計算方便，均布荷載及集中荷載組合作為橋梁設計建議設計荷載的優先選擇。

3.3重視設計的耐久性問題

很多橋梁倒塌或受到嚴重損害與橋梁耐久性設計的缺乏有關，這也重新引起了人們對橋梁耐久性問題的重視。設計上的缺陷是影響橋梁耐久性的決定因素。結構的耐久性設計與常規的結構設計有著本質的區別，因此就需要將耐久性的研究從定性分析向定量分析發展。而國外的橋梁設計將提高結構物的耐久性作為其設計原則，對橋梁的結構布局和構造細節進行統一考慮，使結構更加容易被檢查與維修，以此來保證橋梁的安全使用，盡可能地減少維修費用，綜合經濟效益明顯。

3.4重視對疲勞損傷的研究

疲勞損傷一直被認為是橋梁設計中的核心問題。由疲勞損傷而引起橋梁開裂的案例很多，因疲勞斷裂而引起橋梁垮塌的例子也有不少。對疲勞損傷的研究不應該僅局限于結構領域，對某些關鍵部位的局部疲勞研究也應該成為研究的重點與方向。雖然疲勞損傷已經進入混凝土結構的研究，但對其動態性能和疲勞性能的研究仍需加強，并且要把對這一方面的研究及時地應用到橋梁荷載的設計過程中，為其服務。

4.結語

道路橋梁是重要的運輸通道，增設道路橋梁對國民經濟的增長有一定的推動作用。隨著人口的增多，我國的交通壓力越來越大，這對路橋梁的設計也有了更高要求，尤其是橋梁的荷載問題，只有增加橋梁的承載能力，才能保證車輛行駛的安全性。所以，橋梁設計人員需要緊跟時代步伐，更新設計理念，更好地適應時代發展的要求，更好的為人民的生命與財產安全提供保障。面對橋梁設計中的荷載問題，設計人員必須通過不斷的學習以及經驗積累，提高自身的素質以及設計水平，這樣才能保證橋梁質量，避免安全事故的發生。

參考文獻：

[1]雷文輝.淺談橋梁設計的一般問題與改進[J].黑龍江科技信息.2009（06）.

[2]郭豐振.淺析公路橋梁設計應注意的要點[J].黑龍江科技信息.2012（30）.

[3]張偉，李榮新.仿生學在橋梁設計中的應用探討[J].科技風.2013（09）.

[4]陳婷，陳波.我國橋梁設計問題研究[J].科技致富向導.2011（26）.

[5]楊銘，梁培南.橋梁設計中耐久性較差的原因及對策[J].科技信息（科學教研）.2008（08）.