橋梁設計中常見荷載問題與解決措施

高朋

摘要：進入新世紀以來，我國橋梁建設數量逐漸增多，在橋梁建設過程中，為確保橋梁在使用過程中的安全性，需針對設計中的荷載問題進行仔細分析。荷載問題對于橋梁設計來講尤為重要。在本文中，筆者對橋梁設計中常見荷載問題及解決措施進行論述。

關鍵詞：橋梁設計;荷載設計;問題;措施

1.前言

橋梁對于我國經濟建設及人們的日常生活具有非常重要的意義，因此橋梁設計過程中，需保證橋梁的安全性及耐久性。橋梁荷載對橋梁整體質量影響極大，所以在橋梁設計中，需對此進行針對性的研究設計，以確保橋梁的安全運營。

2.橋梁設計中荷載設計原則

橋梁應根據安全、耐久、適用、環保、經濟和美觀的原則進行設計，橋梁荷載將直接影響橋梁的安全性及耐久性，荷載是橋梁在運營使用過程中其所承受到的作用力，在很多橋梁使用過程中都會出現橋梁荷載引起的影響橋梁安全的質量問題，比如裂縫以及橋梁沉降等問題，在很大程度上都是因為荷載出現了問題。荷載超重會導致一系列安全問題的出現，對橋橋梁上下部結構以及附屬設施均會產生破壞，因此在實際橋梁設計過程中，針對于橋梁荷載出現的問題，需要進行針對性的研究和分析。在實際橋梁設計過程中，荷載設計需要遵循如下幾個原則：第一，橋梁設計工作需要將設計理論與實際施工相結合，應考慮到后期整個施工過程中的荷載變化、結構體系轉換以及施工過程中可能出現的問題，如塌陷滑坡等，在設計過程中不應將設計與施工區分開來，應根據相關施工經驗進行整體橋梁設計，同時橋梁的整體結構體系在設計過程中也需要根據施工技術、施工設備和施工材料來進行設計，確保其可行性、安全性。第二，在實際施工過程中，橋梁設計人員需要嚴格按照我國相關部門所推行的，針對于橋梁質量和安全的相關規范來進行設計工作，對于不同等級的橋梁設計，應嚴格按照相關技術指標來進行橋梁荷載設計工作，這樣才能夠確保橋梁后期運營使用后，所呈現出的結構強度以及結構穩定性更加科學合理。第三，橋梁設計過程中，外業調查要詳細具體，要準確調查清楚現有交通量及大型車輛所占比重，預測未來在橋梁使用年限內的交通量及車輛荷載，同時，橋梁范圍內及上下游的地質情況要勘察清楚，地勘資料要詳細準確。第四，橋梁設計過程中需要保證其經濟性以及適用性，同時需要在此基礎之上，對橋梁設計過程中的相關技術，根據實際施工現場來進行改進，使整體質量能夠在原有基礎之上得到提升。力求能夠在保證橋梁安全性、經濟性的同時，有效提高橋梁整體的穩定性以及使用壽命。

3.橋梁荷載設計存在的問題

3.1工作人員素質能力參差不齊

在現有的橋梁設計工作中，從業人員其設計能力在部分環節中體現出不足。有些人員在進行實際設計工作時，大多數都是照搬其他橋梁設計成果，甚至是完全套用其他設計成果，并沒有結合自己所設計橋梁的實際情況進行設計，因此根據不同環境、地震帶、地質條件以及施工設備和施工技術來進行橋梁設計的原則沒有得到體現，所以橋梁質量問題頻發。橋梁荷載設計出現問題，有很大一部分原因也是因為如此。有些設計人員因為其自身水平不高，所以在實際設計過程中，針對于結構強度設計以及安全穩定設計并沒有予以足夠的重視，甚至有些橋梁設計人員在設計過程中將美觀性作為主要設計目標，這樣設計出的方案，其合理性以及可行性都非常低，而且還會額外增加施工成本及施工難度。現在有些橋梁設計人員的相關設計經驗嚴重不足，橋梁設計人員在剛接觸設計工作時，或者接觸時間較短時，經常紙上談兵，沒有與實際相結合，所設計出來的方案與實際施工完全不能夠進行對接，施工質量嚴重受到影響。

3.2施工設備與技術準備工作不充分

在進行橋梁荷載設計過程中，針對于施工人員來講，其工作過程中的能力高低以及重視程度，都會導致橋梁荷載設計質量受到影響。同時在荷載設計過程中，應考慮到具體的橋梁施工方案，需將施工設備與施工技術納入到其中進行考慮，這樣才能夠更好的優化設計方案。但是部分橋梁設計人員在針對于橋梁荷載設計時，并沒有將其納入到其中，所以嚴重忽視了實際的施工技術與施工設備能否完成其相應的設計方案，最終導致橋梁設計方案難以得到有效執行，相應的橋梁結構的功能性能都不能夠得到最完美的發揮。

3.3材料選擇不夠合理

在進行橋梁設計時，結構材料的選擇對于荷載作用的發揮會產生至關重要的影響，如果在建造橋梁過程中所選用的結構材料，其質量沒有達到相應的標準要求，那么即使相應的設計工作合格且結構合理，最后所呈現出的橋梁結構，其強度也難以達到要求，最終導致橋梁的設計荷載作用難以得到發揮，橋梁整體承受能力下降。所以在這個過程中，設計人員應當根據橋梁具體的建設要求來進行相應的計算，在整體承載能力計算的基礎之上，對相應的材料強度來進行嚴格明確，從而確保所選的結構材料能夠在橋梁運營使用過程中完全滿足相應的荷載設計要求。

4.橋梁荷載問題解決措施

4.1提高整體性設計效果

對于橋梁荷載設計過程中所出現的相關問題，可以通過提高整體性設計效果予以部分解決，因為在整體性設計過程中，通過綜合考慮整個設計及施工過程來提高整體性設計效果能夠保證各受力結構構件及非受力結構構件，在實際橋梁運營使用過程中形成統一的模式，相互之間產生聯系，不會再出現其他災害以及人為事故時出現脫落等狀況。實現整體性設計需要保證各結構在實際設計過程中，其布置都要在相應的幾何尺寸范圍內以及質量要求下來完成，同時各結構構件自身的剛度、強度以及對應性規格都需要進行確保合理準確。

4.2橋梁橋墩延展性提升

橋梁的荷載作用發揮大多數體現在橋墩方面，因此為了保障橋梁的荷載能力能夠得到提升，需要針對于橋墩來進行更多的設計分析。橋墩的延展性提升，對于橋梁整體荷載作用的提升，具有非常重要的意義。延展性能夠使橋墩在強震作用下擁有更高的穩定性，穩定性主要是通過橋墩自身的延性以及塑性鉸所產生的，能夠在面臨地震以及其他震動災害時，將傳遞到橋墩身上的能量進行消耗掉，降低對橋梁橋體的損害，提高橋梁的安全性。

4.3加強從業人員素質，實現科學合理設計

對于橋梁荷載設計工作來講，從業人員在設計過程中所展現出的素質與能力高低對于實際設計結果會產生非常嚴重的影響，因此為了確保橋梁設計工作的質量，需要有針對性地對從業人員進行相關的培訓，對于已經從事橋梁荷載設計的工作人員則需要進行考核以及審核，確保其相應的素質能力以及技術能力達標。而對于那些初入工作崗位的從業人員則需要進行嚴格的培訓，培訓結束之后需要對其技能水平進行考核，考核合格后方可進行相關設計工作。而橋梁荷載設計隨著時代的不斷發展也在不斷進步，所以也需要定期開展相應的培訓課程，針對于新技術以及新理論來進行講解指導。除此之外，還需要提升橋梁設計人員的安全意識，確保其在橋梁設計過程中能夠將安全因素作為首要考慮因素。

4.4加強設備與材料的管理

對于荷載作用的發揮來講，施工設計過程中相應技術設備的運用以及材料的選擇所產生的影響也非常巨大。在實際橋梁荷載設計過程中，需要將施工設備選擇以及施工技術及方法選擇納入到其中，針對于具體的施工要求以及橋梁等級選擇相應的施工設備和施工技術方法。在橋梁設計過程中，橋梁結構自身的結構材料的選擇，對于荷載作用的發揮會產生直接作用，因此需要選擇滿足于橋梁荷載作用發揮的施工結構材料，對于不合格的施工材料以及技術設備要及時進行清除，確保橋梁荷載設計能夠完全符合橋梁設計及施工要求。

5.結束語

橋梁荷載問題對橋梁的整體安全穩定影響作用極大，因此在設計過程中需要針對荷載問題進行深入的研究分析，從材料設備技術，人員以及設計方案等方面來著手，全面提升橋梁荷載設計工作質量。隨著時代及科學技術的進步，針對于橋梁荷載問題的解決會越來越完善。

參考文獻：

[1] 付宏偉.分析橋梁設計中的荷載問題及處理措施[J].黑龍江交通科技，2017（12）：131-132.

（作者單位：北京建達道橋咨詢有限公司）