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要想做好蓋梁計算工作,促使蓋梁適用性得到提升,就需要從這些方面來努力:一是簡化單元:因為蓋梁的受力主要集中在彎矩、剪力和軸力,同時考慮了蓋梁的幾何長度,我們用平面桿單元來進行模擬,就可以順利開展計算工作。二是簡化荷載:通過梁體和支座,就會將物體的荷載傳過來,那么就需要對最不利內力狀況下,汽車引起的各個支座反力給準確計算出來。通過支座和梁體,將汽車荷載傳遞下來,如果需要十分準確的計算蓋梁在不利情況下汽車產生的每個制作的內力,需要按照這些步驟來進行;求出T型梁支座的反力影響線,在布置車隊的過程中,需要充分考慮T型的支座反力,來決定線縱的橋向布置;為了讓橋梁擁有某種最不利的內力,布置于順蓋梁的方向汽車的車輪,蓋梁中不同位置其最不利內力對應的是不同的車輪布置。結合車輪的位置,求出橫向上T梁荷載的分布系數。在計算各片T梁荷載的橫向分布系數時,也有一些問題需要注意;T梁上的不同剪力及其橫向分布系數對應著不同的車輪的橫向分布,T梁是相同的,剪力的橫向分布系數是不同的,并且支點和跨中處也需要采取不同的計算方法。三是簡化邊界條件:對蓋梁和墩柱的聯結進行模擬,結合具體受力情況,科學分析。總之,在對蓋梁計算的過程中,需要結合具體的橋梁情況,將科學的計算方法給應用過來,這樣蓋梁適用性方可以得到提升。我們舉了簡化邊界條件這個例子。眾所周知,相較于雙懸臂簡支梁模型來講,連續梁模型計算的支點處控制彎矩比較的小,那么如果將雙懸臂的簡支梁模型給應用過來,就可以適當的削峰處理支點負彎矩。因為模擬的支點間距離會直接影響到連續梁模型的彎矩圖量值,但是我們還沒有足夠的依據來確定這個距離。對于鋼構模型來講,支點處外側截面有著較大的計算彎矩,其余處和連續梁模型有著基本相同的計算結果。如果在計算過程中,將鋼構模型給應用過來,在設計過程中,對支點處外側截面的控制標準稍微放松,就可以保證蓋梁的計算結果,同時,橋墩橫橋向的控制內力也可以同時獲得,在橋墩設計中,需要對這些方面的內容進行驗算,我們通常將這種方法應用到實際設計中。實踐研究表明,不僅可以將蓋梁的受力承載情況給反映出來,對于施工者的施工操作也可以發揮指導性作用。因為外側面的內力被懸臂部分的荷載所完全控制,那么相較于實際情況,模型中計算的懸臂長度就比較小,模型的實際彎矩比實際彎矩的規格遠遠要小,那么將控制標準適當的放松,就可以減少資源浪費。
2結合蓋梁預應力,對施工材料優化組合
在蓋梁設計過程中,通過設計預應力蓋梁,需要促使施工過程中結構安全不受影響,在營運狀態下,蓋梁的安全性也需要得到保證。因此,在設計的過程中,就需要將較大噸位鋼束給應用過來,促使有效預應力得到提升;要分成兩批來張拉鋼束,如果有著較多的張拉次數,就會影響到正常的施工;如果有著較少的張拉次數,施工和營運要求無法得到滿足。對鋼筋合理布置,如果我們用骨和肉來分別比喻預應力筋和混凝土,那么筋就是普通鋼筋,預應力結構只有具備了普通鋼筋,方可以正常的運行。因為蓋梁有著較大的尺寸,那么就需要對普通鋼筋的直徑嚴格控制,箍筋保證在11以上,縱筋要控制在15以上。同時,要科學加密箍筋間距,這樣承受力方可以得到提升。在橋梁施工過程中,還需要充分重視空心預制板的使用;筆者認為,結合蓋梁預應力,在設計過程中,選擇的空心預制板需要具備較高的強度,并且整片梁頂板厚度在8厘米以上;如果空心板頂板度在7厘米以內,就需要將開倉處理措施應用過來,鑿除掉那些厚度不夠的部分,對芯模重新裝上,并且將補強筋增加過來,澆筑的混凝土相較于原來的混凝土,有更高一級的標號,這樣頂板厚度方可以與設計要求所符合。采取一系列的防水處理措施,如果是空心板底板密實程度不夠,或者是沒有足夠的鋼筋混凝土保護層,有滲水漏水問題出現,混凝土有著符合要求的強度,能夠順利通過靜載試驗,就可以將防水措施應用過來,在不密實的混凝土底板頂面上噴涂賽柏斯防水材料,經過滲透化學作用,混凝土密實度和強度就可以得到顯著提升。如果預制空心板建筑高度比設計要求要高,那么就會對橋面鋪裝層的厚度產生直接影響,如果橋面鋪裝厚度與設計要求無法符合,那么就可以對墩臺帽或者墊石高度進行調整,或者是將較厚的頂板部分給鑿除掉,如果已經安裝了上構,無法調整墩臺帽和墊石,可以對縱坡科學調整;將這樣的設計方法給應用過來,工程施工質量可以得到保證,橋梁的承載力也可以得到提升。
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關鍵詞:橋梁基礎抗震設計日本規范
一、引言
近十年來,世界相繼發生了多次重大地震,1989年美國LomaPrieta地震(M7.0)、1994年美國Northridge地震(M6.7)、1995年日本阪神地震(M7.2)、1999年土耳其伊比米特地震(M7.4)、1999年臺灣集集地震(M7.6)等等。因此,專家們預測全球已進入一個新的地震活躍期。隨著現代化城市人口的大量聚集和經濟的高速發展,地震造成的損失越來越大。地震災害不僅是大量地面構筑物和各種設施的破壞和倒塌,而且次生災害中因交通及其他設施的毀壞造成的間接經濟損失也十分巨大。以1995年日本版神地震為例,地震造成大量高速公路及高速鐵路橋隧的毀壞,經濟總損失高達1000億美元。
近幾次大地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經驗教訓。各國研究機構紛紛重新對本國橋梁抗震規范進行反思,并進行了一系列的修訂工作。日本1995年阪神地震后,對結構抗震的基本問題重新進行了大量的研究,并十分重視減振、耗能技術在結構抗震設計中的應用。橋梁、道路方面的抗震設計規范已經重新編寫,并于1996年頒布實施。美國也相繼在聯邦公路局(FHWA)和加州交通部(CALTRANS)等的資助下開展了一系列的與橋梁抗震設計規范修訂有關的研究工作,已經完成了ATC-18,ATC-32T和ATC-40等研究報告和技術指南。與舊規范相比,新規范或指南無論在設計思想,設計手法、設計程序和構造細節上都有很大的變化和深入。
中國現行《公路工程抗震設計規范》(JTJ004-89)在80年代中期開始修訂,于1989年正式發行。隨著中國如年代經濟起飛,交通事業迅猛發展,特別是高速公路興建、跨越大江,大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建,規范已大大不能適應。但是目前所有國內的橋梁設計,對抗震設計均在設計書上標明的參照規范即是《公路工程抗震設計規范》和《鐵道工程抗震設計規范》。與國外如日本、美國的同類規范相比,中國現行《公路工程抗震設計規范》水準遠落后于國外同類規范。若不進行改進,則必將給中國不少橋梁工程留下地震隱患。
本文主要介紹了各國橋梁抗震設計規范中基礎部分的抗震設計。基礎部分對全橋的地震響應以及墩柱力的分布均有非常重要的影響。基礎設計不當會導致橋梁墩柱在地震中發生剪斷、變形過大不能使用等等,有時甚至是樁在根部直接剪斷破壞。基礎設計需要考慮的方面除了基礎形式的選擇以外還包括抗彎強度、抗剪強度樁基礎連接部分的細部構造、錨固構造等方面。本文首先對中、美、日、歐洲、新西蘭五國或地區抗震設計規范中有關基礎的部分進行了一般性的比較。筆者認為,相對而言中國的規范在基礎抗震設計方面較為粗糙、可操作性不強。而日本規范在這方面作的最為細致,技術也較為先進。因此,在隨后的部分中詳細介紹了日本抗震規范的基礎設計方法。
二、主要國家橋梁抗震規范基礎抗震設計的概況
本文將中國橋梁抗震規范與世界上的幾種主要抗震規范(美國的AASHTO規范、Cal-tans規范、ATC32美國應用技術協會建議規范,新西蘭規范NZ,歐洲規范EC8,日本規范JAPAN)進行基礎抗震設計方面的比較。
中國橋梁抗震設計規范有關基礎設計的部分十分籠統,只以若干定性的條款,從工程選址方面加以考慮,而對基礎本身的抗震設計,特別是對于樁基礎等輕型基礎抗震設計重視不夠。這方面,日本的橋梁抗震設計規范和準則規定得比較詳細,是我們應當學亂之處。基于阪神地震的經驗,地震后橋梁上部結構的修復和重建都比下部基礎經濟和省時、省力,因此橋梁基礎的抗震能力的要求應比橋墩高。
三、日本橋粱基礎抗震設計方法細節
1.按流程,先用震度法設計。震度法基本概念是把設計水平震度
Kh乘以結構Kh的計算方法如下:
其中Cz--地區調節系數;
Kh0--設計水平震度的標準值。
其中,δ是把抗震設計所確定的地基面以上的下部結構質量的80%或100%和該下部結構所支承的上部結構質量的100%之和作為外力施加到結構上在上部結構慣性力作用點位置發生的位移。
2.用震度法設計以后,如果基礎結構是橋臺基礎或者橋墩的擴大基礎,不需要用地震時保有水平耐力法設計。這是因為設計橋臺基礎時,地震時動力壓力的影響非常大,此外結構背面存在的主體也使結構不容易發生振劾。而對于擴大基礎來說一般地基條件非常好,因此,地震時基礎某些部位轉動而產生非線變形可以消耗許多地震能量。
3.用地震時保有水平耐力法設計時,首先要判斷基礎水平耐力有沒有超過橋墩的極限水平耐力。這是因為地震時保有水平耐力法的基本概念是盡量使地震時在橋墩而不是在基礎出現的塑性鉸。如果在基礎出現塑性鉸,發生損傷后,修復很困難。所以,我們要把基礎的行為控制在屈服范圍內。
如果基礎水平耐力小于橋墩的極限水平耐力,則要判斷橋墩在垂直于橋軸方向的抗震能力是不是足夠大(按式(3))。因為如果橋墩在垂直于橋軸方向具有足夠大的抗震能力(例如壁式橋墩),而且基礎的塑性反應在容許范圍以內,則基礎的非線能吸收大量的振動能量并且基礎仍然是安全的。
橋墩的極限水平耐力Pu≥1.5KheW(3)
Khco--設計水平震度的標準值;
Cz--地區調節系數;
μa--容許塑性率;
W-一等價質量(W=Wu十CpWp);
Wu--振動單位的上部結構質量;
Wp--振動單位的橋墩質量;
Cp--等價質量系數(剪斷破壞時1.0,剪斷破壞以外是0.5)。
4.橋墩的極限水平耐力滿足Pu≥1.5KheW時,對基礎塑性率進行對照檢查。雖然基礎的非線行為能吸收大量振動能量,但是對于有的基礎部件來說,可能會遭受過大的損傷。所以要控制基礎的反應塑性率,按如下要求:
μFR≤μFL(4)
式中μFR--基礎反應塑性率;
μFL--基礎反應塑性率的限度。
5.發生液化時,要降低土質系數。隨后的計算(對照和檢查)同上述方法基本一致。
6.在地震時保有水平耐力法的流程中,最后是對基礎水平位移、轉角的對照和檢查。要求是基礎最大水平位移為40cm左右,基礎最大容許轉角為0.025rad左右。
1產生道路橋梁設計隱患的主要原因
1.1道路橋梁設計考慮不周詳
在進行道路橋梁設計的時候,如果道路橋梁設計人員考慮不全面,則會直接導致道路橋梁設計中出現缺陷和隱患,經常會出現道路橋梁結構失衡,道路橋梁局部受力過大的情況,同時在施工材料方面也會存在著一些問題,這樣對道路橋梁的安全和耐久性都會有很大的影響。
1.2道路橋梁設計思想陳舊
在道路橋梁設計觀念方面出現落后問題,非常容易導致設計中缺乏創新意識,同時也會給工程的安全以及施工帶來很多的問題。在道路橋梁設計方面進行創新是非常必要的,同時在實際設計過程中,也要對施工材料的選擇和工藝結構進行必要的研究,這樣能夠更好的改善道路橋梁的質量。
1.3道路橋梁設計準備不充分
在進行道路橋梁設計的時候,時間非常短,設計人員在工作中要承擔非常大的工作量,開發商只重視經濟效益,導致了在設計過程中無法更好的進行研究。在設計過程中也存在無法和其他設計進行比較的情況,經常會出現模仿以前設計的情況,在設計方面沒有創新意識。
1.4道路橋梁設計管理和監督不力
為了更好的對道路橋梁設計進行審核,國家制定了相應的制度,但是在一些情況下,會出現審核制度被外力介入的情況,這樣也使得橋梁設計中缺乏競爭機制,失去了審核的意義,在公平和公正方面沒有得到體現。
2道路橋梁隱患的解決措施
2.1提高道路橋梁設計的工程質量
一方面,在道路橋梁設計中要將耐久性和安全性作為首要問題,要在道路橋梁設計中堅持科學的觀點,加強對道路橋梁設計的監督與檢查,做到對道路橋梁設計過程的全過程管理。另一方面,道路橋梁設計要結合道路橋梁施工,應該對道路橋梁項目的實際環境進行工程學和地質學的全面檢驗,以此來確保道路橋梁的功能與壽命,使道路橋梁的經濟價值得到最大的開發,確保道路橋梁社會效益的持續發揮。在道路橋梁設計中提倡對先進理念和先進技術的應用,要通過對道路橋梁外觀和結構的調整確保道路橋梁的安全與功能,當前應該在道路橋梁設計中大量運用計算機仿真和模擬技術,達到對道路橋梁施工和運行各種情況的有效預防,實現對道路橋梁設計隱患的先期控制和解決。
2.2提高道路橋梁設計的水平
一方面,道路橋梁設計工作要做好前期的準備,要對道路橋梁設計中所需的資料和信息做到全面整理與加工,這樣不但可以提高道路橋梁設計時對目標工程的熟悉程度,更可以提升道路橋梁設計人員運用自身能力和素質的水平,充足的設計前期準備還可以為整個道路橋梁設計提供充足的時間,讓道路橋梁設計人員可以加深對設計和工程的全面認知,在充分準備的基礎上,使道路橋梁設計的隱患得到控制,進而做到道路橋梁工程質量的保證。另一方面,道路橋梁設計工作要具有風險意識,要在安全與風險、質量與進度之間做好權衡,盡量減小道路橋梁設計的風險,這是防范道路橋梁設計可能出現隱患的重要措施,同時也是提高道路橋梁設計的基本保障;道路橋梁設計中應該考慮實際施工,要力爭道路橋梁質量和施工進度間良性的互動,在確保建設質量的同時做到對道路橋梁施工方經濟效益的維護,這是高水平道路橋梁設計工作的重要體現。
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編譯施工階段
這種結構類似于用預制板建造的組合梁橋,由于縱向預應力的存在,需要進行修改。其中的不同階段在于鋼梁的架設,鋪設長2.5m、寬21.5m的板單元,縱向預應力筋的張拉,混凝土板和鋼結構的連接(通過澆筑混凝土板上的凹槽),在中間支承處應用千斤頂,最后安裝非結構設備。值得注意的是,鋪裝層的厚度為60mm而不是110mm,這主要是用來防止普通鋼筋混凝土板在支撐力作用下發生開裂。
計算分析
根據歐洲規范,截面的應力是通過正常使用狀態(SLS)和承載力極限狀態(ULS)來進行校核。根據歐洲規范EN1991-2里面的第三種疲勞荷載模型,已經對一個主跨為88m的小橋進行了疲勞荷載檢算。結果表明:此規模的橋梁不存在疲勞問題,所以可不必再對于主跨為130m的橋梁進行疲勞檢算。進行橫向框架的設計主要是用來防止側向扭轉屈曲(LTB)。由于橋梁的下翼緣為不均質截面,并且承受均勻壓力,所以需根據規范EN1993-1-1,6.3.4中的一般性方法進行設計。在進行側向扭轉屈曲分析時,假定橫向屈曲部分(由下緣和部分腹板組成)是彈性支撐在每片橫向框架上。為了防止梁的側向扭轉屈曲(LTB),在中間支承處設置了加固的支撐框架和其他一些加強措施。對于混凝土板的橫向彎曲計算采用了桿單元和板單元的組合有限元模型。正是由于這種特殊的橋面板(中間板厚要比主梁上部板厚大,懸臂端較短),其內力和彎矩相比于按傳統方法設計的雙梁橋都有輕微的減小。用于分析橋面板上的橫向彎曲荷載主要有結構自重、非結構設備自重、汽車荷載LM1(UDL和TS)。
重量比較
將這種新型橋梁與理論上用等級為S460的同性質鋼梁和普通鋼筋混凝土板制造的組合橋梁進行比較(表略)結構的用鋼量減少了40%,意味著結構的整體重量減少了25%,直接導致工程總量和造價的降低,比如運輸、墩臺、基礎及梁的費用減少。更重要是實現了橫梁的節省。在這種新型橋梁當中,橫梁間距大約為8m,用來防止橋梁在施工和使用過程中出現側向彎扭屈曲。相比而言,傳統橋面板橫梁間距為4m,同時起到支撐板的作用。
造價比較
從鋼材制造商處得到的實際材料市場價格,結構用鋼量減少40%相當于減少了大約25%的成本。相比之下,用超高性能的纖維增強混凝土(UHPFRC)制造的板要比用普通混凝土制造的板要貴。但從整個結構的角度考慮,如果能有效地控制這種高性能板的造價,這種新型橋梁將會具有很強的競爭力。
橋上無縫線路的空間有限元模型根據橋梁結構采用的單元類型可分為梁系模型、梁—板模型和梁—實體模型等,綜合比較計算精度、建模難易程度和計算效率等方面的因素,本項目采用梁系計算模型,橋梁結構采用三維梁單元模擬;橋梁的上下翼緣高度采用剛臂進行模擬,并按照各自的截面特性和材料特性賦值進行計算。鋼軌采用梁單元模擬;扣件利用非線性彈簧單元模擬,橋墩縱向水平線剛度采用線性彈簧單元模擬。整個橋上無縫線路模型組成為:100m路基+6×32m簡支梁+7×(48+4×80+48)m連續梁+(40+2×64+40)m連續梁+6×32m簡支梁+100m路基。鋼軌兩端節點位于無縫線路固定區,有限元模型中按固結約束進行處理。多聯大跨連續梁橋上無縫線路設計方案(單位:m)2.2計算參數梁伸縮溫差:混凝土梁伸縮溫差取值為20℃。軌溫:當地歷年最高氣溫42.8℃,最低氣溫-12.5℃。設計采用最高軌溫Tmax=42.8+20.0=62.8℃,最低軌溫Tmin=-12.5℃。扣件縱向阻力:該橋鋪設WJ-8B型扣件,扣件縱向阻力模型采用雙線性阻力模型,對于常阻力扣件,滑移動阻力值為24kN/m/軌,彈塑性臨界點為2.0mm;鋪設小阻力扣件地段,滑移動阻力值為6.5kN/m/軌,彈塑性臨界點為0.5mm。列車荷載:橋梁列車荷載采用ZK標準荷載。檢算鋼軌強度時,采用動車組軸重為17t的荷載圖式。
設計方案
一方面不設置鋼軌伸縮調節器,對橋梁固定支座位置進行優化,盡量減小橋梁溫度跨度,以減小鋼軌伸縮附加力;另一方面同時優化鋼軌伸縮調節器數量和橋梁固定支座布置,釋放鋼軌伸縮附加力峰值,并減少鋼軌伸縮調節器數量。本文選取以下兩種方案進行對比分析,各方案的結構設計圖。方案一:通過調整固定支座位置,盡量減小橋梁的最大溫度跨度,并使各溫度跨度分布較為均勻。調整后固定支座位于各連續梁中間橋墩處,最大溫度跨度為416m,各溫度跨度分別為312m+6×416m+240m。連續梁邊跨采用小阻力扣件,全橋不設鋼軌伸縮調節器。方案二:該方案同時優化鋼軌伸縮調節器數量和橋梁固定支座位置,優化后連續梁固定支座設置在邊跨,最大溫度跨度為736m,各溫度跨度分別為72m+536m+96m+736m+96m+736m+96m+736m+80m。連續梁邊跨采用小阻力扣件,全橋每線各設置4組單向鋼軌伸縮調節器。調節器設于各長大溫度跨度(1個536m、3個736m)梁端處,以釋放梁端鋼軌溫度力及鋼軌附加力峰值。
計算結果及分析
計算結果兩方案鋼軌伸縮附加力及梁軌相對位移分別方案一鋼軌伸縮附加力的最大拉力為613.833kN,最大壓力為-321.995kN。溫度作用下,梁軌相對位移最大值為41.34mm。方案二鋼軌伸縮附加力的最大拉力為183.530kN。方案比選根據我國既有規范的檢算方法,其中鋼軌附加應力取伸縮應力或撓曲應力的大值進行檢算。無砟軌道橋梁一般采用箱梁,梁體剛度較大,鋼軌撓曲附加力小于伸縮附加力,且該橋溫度跨度非常大,鋼軌伸縮附加力更是起主導作用,因此軌道強度檢算取鋼軌伸縮附加力進行計算。通過以上計算分析得出:方案一,由于方案中各溫度跨度分布較為均勻,(48+4×80+48)m連續梁各固定墩所承受伸縮附加力很小。另外,(40+2×64+40)m連續梁橋墩所承受的伸縮附加力并不大,其值為193.246kN/軌;但緊鄰連續梁簡支梁橋墩受力較大,達到131.351kN/軌。盡管從鋼軌強度檢算及斷縫檢算結果來看,兩者均滿足要求。但是,連續梁梁端鋼軌伸縮附加力達到613.833kN,將會使該處的軌道平順度難以保持;另外梁端處梁軌相對位移非常大,最大達到41.34mm,將使梁端附近的扣件墊板與鋼軌長期處于反復大位移狀態,會縮短扣件的使用壽命。方案二,該方案在連續梁梁端設置了4組鋼軌伸縮調節器,釋放了溫度跨度為736m的鋼軌伸縮附加力峰值。并通過調整固定支座位置,減小相鄰兩側溫度跨度為96m,鋼軌縱向附加力顯著減小。綜上所述,方案一雖然不設鋼軌伸縮調節器,且鋼軌強度在設計中不起控制作用,但梁端處鋼軌伸縮附加力及梁軌相對位移均較大,不利于軌道形位的保持,會大大增加線路的養護維修工作量,因此,該方案不可行。方案二通過調整固定支座和鋼軌伸縮調節器的布置,最終形成4個大的溫度跨度(3個736m、1個536m),僅需4處設置鋼軌伸縮調節器,橋梁及軌道受力較為合理,且減少鋼軌伸縮調節器的數量,優化了橋上無縫線路的運營條件。因此,推薦采用方案二。
關鍵詞:道路橋梁;工程設計;施工
中圖分類號:TU997 文獻標識碼: A
近年來,我國許多橋梁設計大都達到了設計規范要求的強度指標,但因設計缺陷而在橋梁使用過程中出現的安全隱患卻時有發生。因此,在橋梁設計時應該綜合考慮構造、材料等因素,并結合以往實際工程經驗,采取切實措施來減少橋梁設計中帶來的安全隱患。此外,還應須知,環境不同、使用條件不同、設計對象不同,設計要求也就不同,橋梁結構體系的布局和構造等方面也要隨之進行調整。橋梁設計規范再詳盡也無法也不可能涵蓋應由橋梁設計人員解決的所有問題,橋梁設計規范更新再快也不可能完全適應新技術、新思想、新材料快速發展對橋梁設計提出的全新要求。因此,科學合理的道路橋梁結構設計除必須滿足橋梁設計規范基本要求之外,還要求橋梁設計人員具有較高的專業素質、豐富的設計經驗和正確的實踐判斷能力以及施工人員的質量責任意識。
1 道路橋梁工程項目設計現狀
近些年,隨著經濟的快速發展,我國加大了道路橋梁工程建設的密度與廣度,雖然部分道路橋梁項目的設計滿足了實際的功能需求與設計規范中的強度要求,但在實際投入使用后的幾年內,均不同程度的出現了荷載裂縫、路基沉降、跳車等質量安全問題。因此,在道路橋梁工程項目的設計階段,就應綜合考慮、分析道路橋梁實際的結構、材料、環境條件、交通流量等因素,結合國外先進案例,通過各種技術手段優化設計方案,提高項目質量的耐久性、安全性。對于道路橋梁工程的設計,雖然國家頒布了相關標準與規范,但隨著新技術、新理念、新工藝、新材料的不斷涌現,而道路橋梁的功能需求又趨向多樣化發展,有關設計規范與標準的更新很難適應現代化建設的需要。因此,現代道路橋梁的設計,在充分滿足相關規范與標準的基礎上,還需依靠設計人員的專業素質、業務水平來保障工程項目的質量安全。
2 公路橋梁設計的隱患問題
在公路橋梁設計的過程中,橋梁設計人員不能很好的把握和了解橋梁工程的全面情況,如橋梁規模大小、地理位置、橋梁結構性質、當地的自然氣候等。這樣就很有可能出現一些考慮不到位的問題,從而造成設計不合理等原因的缺陷。有些設計工作人員對公路橋梁結構強度的設計考慮過多,但從橋梁結構體系、構件材料、結構性質、結構耐久性、美觀性等考慮的太少,不能很好地體現設計的全部功能意義。近年來,在我國雖然有不少橋梁工程從表面上看設計達到了規范的結構安全要求,但是有的橋梁使用了不到幾年就出現了安全隱患問題,所以橋梁結構耐久性設計已經是安全設計的一個必須考慮的問題之一。
此外,公路橋梁的設計圖紙樣式和實際工路標符的不夠明確,公路橋梁工作者如不是專業橋梁設計者,或者在計算設計過程中的一些失誤,都會造成橋梁安全隱患問題的發生。忽視或不重視現階段存在的公路橋梁設計理論體系法規,如在《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》指出,對于鋼筋混凝土橋梁,因其結構重量占總荷重比例很大,活載引起的疲勞影響較小,因此不考慮重復荷載對結構產生的疲勞影響。這種理論體系對于橋梁的墩臺和主梁等是有作用的,但對于橋梁的一些特殊構件的布局設計及忽略疲勞狀態的設計是為隱患性的設計缺陷。再如橋梁支撐體與橋梁面板設計壽命時間不一致,在設計中沒有充分考慮承載能力極限和正常使用極限情況狀態。分為兩種情況:一方面是指橋梁支撐體結構達到極限承載能力,結構整體或部分喪失穩定性,一方面是指在重復荷載作用下構件由于材料的疲勞而導致破壞的疲勞極限。對于橋梁墩臺和主梁過于加強的特殊設計,而對橋面行車道板構件的設計不重視,顯疲勞狀態下的設計。
通過調查發現,多數公路橋梁主體結構承受力狀態良好,而橋梁行車道板損壞嚴重,分析原因筆者認為是由于對行車道板的設計沒有很好的把握。公路橋梁設計方案過于陳舊、缺乏創新。隨著我國橋梁建設的快速發展,面對交通新形勢下一些原有舊的公路橋梁的設計都跟不上交通建設形勢的需要,甚至落后,停步不前。而有些橋梁設計人員思想設計觀念落后、仍在模仿或運用過去的公路橋梁設計方案、缺少創新開拓精神、質量責任意識、經濟等設計觀念落后陳舊,設計方案單一、自然而然的就造成了缺乏論證所造成的設計方面的資源浪費、安全性問題等影響了我國橋梁的設計發展水平。
3 保證道路橋梁質量安全的相關措施
⑴合理選擇設計方案對于道路橋梁工程項目的主體結構,應合理選擇設計方案,以此保證工程項目的耐久性、安全性。由于道路橋梁工程建設的鋪設范圍較廣,環境條件差異較大,從而在設計時,首先需要分析、考慮橋梁主體的結構形式,根據控制因素的不同,而選擇能夠充分滿足項目需求,經濟、合理的結構設計方案。目前,我國橋梁結構的設計形式,其主要分為標準跨徑、大跨度兩種。在實際的道路橋梁工程設計中,相較于大跨度橋梁設計方案,標準跨徑橋梁的造價合理、施工難度小、能夠預制裝配,從而廣為應用。
⑵ 項目設計階段的質量控制道路橋梁工程設計水平的高低,將直接影響到道路橋梁的使用功能與使用安全,建設單位應給予設計部門充足的設計周期。在設計的過程中,設計人員在保證項目設計強度充分滿足相關標準與規范的同時,應進一步創新、研究,以此保證設計方案的先進性。值得注意的是,設計人員在進行創新設計時,應本著成熟技術的原則進行分析、研究、設計,處理、協調好創新技術與傳統技術間的關系,嚴禁采用未經檢驗的技術與設計,以此避免安全隱患的產生。此外,道路橋梁工程項目的設計人員,還應熟悉、掌握項目的施工技術與工藝,在設計中降低施工風險、提高質量檢查的便捷性,從而設計出易于采取質量控制與施工的結構設計方案。對于工程項目中的重要部位,設計人員應進行全面、仔細的計算,保證數據、指標的準確性,以此避免發生事故。
⑶道路橋梁工程的耐久性設計道路橋梁工程項目,在施工的過程中與投入試用期間,均會受到環境因素、人為因素等影響。在地質災害、風的侵蝕、雨水的腐蝕、交通流量的作用下,將造成橋梁部分結構材料出現老化、裂縫、斷面等質量問題,以至于引發安全事故。究其原因,主要是由于道路橋梁工程在設計時缺乏綜合考慮,并沒有進行合理的耐久性設計而造成的。為此,在進行道路橋梁工程項目的設計時,設計人員應根據項目的自身特點與要求,針對施工場地條件、項目周邊環境、最大交通流量等因素進行分析、預測,從而在保證設計強度符合標準的前提下,提高道路橋梁的安全性、耐久性。
關鍵詞:公路橋梁;設計;問題
中圖分類號: X734文獻標識碼: A
引言:
近年來,隨著我國經濟的快速發展,我國的交通事業也是一片欣欣向榮,各種公路橋梁如雨后春筍般展現在人們眼前,為人們日常的工作、出行提供了越來越多的便利。然而,隨著經濟的發展,公路和橋梁的負荷也不斷加重,雖然我國公路橋梁的設計已日趨成熟,但很多新建的公路橋梁由于對經濟的高速發展有具體地考慮和準備,在設計中出現了一些問題,給人們的生命和財產埋下了巨大隱患。因此,在我國經濟高速發展的時期下,十分有必要對公路橋梁設計中的問題進行分析。
1.設計方案的選擇
公路橋梁設計方案的選擇是其設計的前提和基礎,因此若想在設計中達到預期地使用目的,方案地選擇首要也是重要的。公路橋梁設計方案涉及的因素較多,其相互促進又相互制約,所以如何在這紛雜的系統中尋找一個平衡,進而選擇一個最優化的方案是承建單位工作的重點。
1.1 設計方案選擇要素
一般在公路橋梁設計方案的選擇上,決策往往會從設計方案的經濟性、技術性以及適用性考慮。
(1)經濟性,即設計方案體現出的工程成本,工程工期要求等,比如若某項公路建設需要3年,決策者就會考慮這3 年內各種施工材料的市場行情變動等;
(2)技術性,即方案中的設計能否在具體施工中得以實現,尤其是方案中設計新技術情況時,更是決策者主要審核的地方;
(3)適用性,首先其是否符合國家相關法律法規的要求,同時建成之后能否對區域經濟進行有益的促進。比如,若考慮不當,沒有正確估計當地經濟發展的后勁,進而導致公路或橋梁應用不久便超負荷運轉,因此埋下不安全因素。
1.2 選擇合理的設計方案
在設計公路橋梁主體項目之時,要依據安全性及耐久性作為目標,要選擇合理的優化方案。因為公路橋梁工程范圍比較廣泛,不同地理環境、資源及氣候等各種因素設計上也有明顯差異。在設計之時,就要依據不同的環境地理氣候做詳盡分析,進而設計出不同結構形式,滿足設計方案上盡量做到經濟性與合理性。
2.公路橋梁設計的關鍵
在選擇公路橋梁設計方案之后,就要對設計方案的關鍵問題進行具體分析,其主要內容包括兩方面,一是公路橋梁的質量,即公路橋梁的安全性和耐久性;另一方面是公路橋梁的美觀性。
2.1 公路橋梁設計中的質量問題
防范公路橋梁設計中出現質量問題,首先應對各施工階段實施有效地監管,尤其是各種材料質量是否符合標準應嚴格把關,在此基礎上開展工作。
2.1.1 公路橋梁設計的加固性
①地基的加固,即應在項目施工之前,對施工地點進行詳細的地質勘查,然后根據地質狀況以及施工需求,結合實際做出較科學和合理的設計圖紙,尤其應注重地基易發生不均勻沉降的區域,并在設計中明確針對性地處理措施。
②裂縫的加固,即對路橋面的設計應嚴格把關,在具體的施工中,設計應要求施工所用車輛的載重,以免因為過度碾壓而出現裂縫。另外,針對已經出現地裂縫,要聯合公司管理層,查出導致裂縫產生的真正原因,進而實施相應的修補。
③伸縮縫的加固,比如梁端頭局部破損的情況,應在設計時給予特殊的重視,在保證施工用料的質量以及施工方法的正確性的基礎上,結合當地的氣象天氣針對性地設計符合實際的伸縮縫結構。
2.1.2 公路橋梁設計上關注耐久性
現在有許多公路橋梁較為嚴重的質量問題,經常帶來各種不必要安全隱患。出現這種隱患根源就在于設計之前,并沒有依據項目的特征要求,再結合周邊環境、自身特征及使用后的交通量等各種因素,結合各個方面做綜合預測與分析;由此可見在設計之前,不僅僅要關注設計強度達到標準、規范要求,還要考慮
設計項目的耐久性與安全性等各個因素。目前,我國公路和橋梁設計中,對于路橋耐久性設計并沒有實際的效果,只存在概念性范疇,這不但是一些公路橋梁工程出現事故的主要原因之一,而且從綜合經濟的角度看,其也是十分不合理的。從對當前反映的公路橋梁耐久性差來看,其主要表現在水泥選用不合理,混凝土配合比不對,維護保養不當以及應力施加不合理等現象。影響公路橋梁耐久度的因素很多,比如,結構整體性和延性不足,冗余性小;計算圖式和受力路線不明確,以至于局部受力過大;混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過薄、這些都是降低公路橋梁結構耐久性降低的因素,嚴重影響了其安全性。因此,在設計上應在滿足經濟合理、結構可行的基礎上,保證材料質量合格、保證施工操作規范、保證結構整體協調統一,進而使公路橋梁實現長久安全。
2.2 公路橋梁設計的美觀性
目前,我國公路橋梁建設已經日趨成熟,各種高難度作業工藝技術已經獲得突破,與此同時,隨著投資方對工程審美要求的不斷提高,在保證質量的前提下,亦開始追求公路橋梁的美觀性。對于公路橋梁的美觀性一般工程公司都會參照周圍建筑的建筑風格,力圖融入整個建筑的大環境的前提下,成為新的標志性建筑。當然,在追求公路橋梁美觀的同時,切不可以影響質量為代價,因小失大。
3.公路橋梁設計應考慮維護的可行性
從公路橋梁的關鍵指標加固性和耐久性來看,公路橋梁設計離不開施工的質量管理,尤其應重視橋梁和公路的維修養護工作,因為路橋面的鋪裝層是車輛的直接碾壓和受力部位,長期的碾壓下極易引起路橋面出現損壞。外國公路業曾做過關于高速公路的相關性實驗,結果證明一條新修的、質量合格的高速公路,其使用功能會在其壽命達到75%時下降4 成,若此時不能及時對高速公路路面進行相應的養護,那么公路剩下的壽命時間即會再次下降4 成,直至徹底失去使用功能。比如一條高速公路的使用壽命是40 年,那么第30年,其壽命便達到了75%,路況功能性便下降了40%,如此就大大增加了公路維修成本,甚至造成不得不重建的尷尬局面。而若此時或在公路建設之初即采取合理的預防性維護,那么就會大大增加道路的使用壽命,經濟上更能為后期維護省下幾倍的金錢。對于公路橋梁的維護工作,可采取相應的措施,比如嚴格控制過往車輛的載重,堅決制止超載現象。另外,應以橋梁結構予以重點維護,進行定期的維護和保養,并進行有效的監督,對于已經出現的裂縫應及時采取措施。比如,對已建好的伸縮縫,應
進行嚴格管理和保養,并加強日常的養護工作,實施定期的檢查,若在伸縮縫中發現有雜物應及時予以清理。良好的公路橋梁維護保養工作,不但可以延長給路橋梁的使用壽命,而且保證了公路橋梁質量一直良好,同時大大降低了公路橋梁建設和養護成本。
關鍵詞:公路工程 公路橋梁 高速公路橋梁 質量問題 對策
在公路工程建設中,高速公路橋梁建設占據了十分大的比重。在我國已經建成和投入使用的高速公路中,橋梁占據工程總量的40%。由于高速橋梁在建設的過程中往往比普通的挖山填谷具有更大的施工難度,因此橋梁的質量問題就受到了廣泛的關注。在橋梁建設和投入使用的過程中,會產生由于各種因素而導致的質量問題,影響橋梁的正常使用,使橋梁的承載能力受到影響,甚至對人們造成一定的安全隱患。
一、高速公路橋梁建設中的質量問題
(一)裂縫問題
裂縫是混凝土工程中較為常見的一種質量通病(如圖1)。在橋梁建設中,如果出現較為輕微的裂縫,往往會影響到橋梁的美觀性卻不會對其承載能力造成影響,但是如果出現較為嚴重的裂縫,則會使得混凝土的強度下降,其承載能力和耐久性會受到影響,尤其是橋梁需要持續的受力,在這種情況下,對橋梁的影響更加嚴重。橋梁裂縫的產生,不僅造成巨大的經濟損失,也為通行安全埋下了隱患。
圖1 高速公路橋梁出現的裂縫
產生裂縫的原因主要有以下幾個方面:
1.原材料的質量缺乏有效的控制:如水泥的標號較低或者放置時間過長而導致水泥受潮,影響其使用功能;骨料的質量太差,施工過程中為了降低成本則就近采挖或者不進行檢測就直接用于施工。
2.在施工過程中,對混凝土的配制比例沒有經過嚴格的試驗,具有較大的隨意性,憑經驗來進行配比的現象較多。
3.在混凝土施工過程中,澆筑灌漿環節出現振搗過猛或者不足等現象,造成混凝土整體結構的不均勻,導致局部地區發生沉塌現象。
4.在混凝土澆筑完成后,由于混凝土自身在水熱自干過程中受到各種應力的影響而產生裂縫。在混凝土澆筑完成后,由于水泥自身的熱化作用,會使混凝土結構內部的溫度不斷的升高,往往能夠達到50-80℃的高溫,而混凝土的膨脹系數也只有50-80℃,這時混凝土內部的溫度與周圍的自然環境溫度存在著較大的落差,如果在沒有太陽照射的情況下,就很容易出現收縮裂縫。
5.保養不及時。在混凝土拆模后,沒有給予及時的灑水保濕,使混凝土在凝結的過程中要不斷吸收體表的溫度而使混凝土表面產生裂縫。
(二)局部蜂窩和麻面的現象
蜂窩和麻面現象的產生,不僅使混凝土結構的嚴密性受到影響,同時也使得混凝土結構的強度受到影響,在使用的過程中受力過大時則容易發生坍塌(如圖2)。另外,產生蜂窩和麻面的部分也十分容易受到腐蝕,影響工程的承載能力和使用壽命。
圖2高速公路蜂窩麻面現象
造成蜂窩和麻面的原因主要有以下幾方面:
1.混凝土沒有按照嚴格的配比要求進行配比,存在著較大的隨意性,施工過程也沒有按照嚴格的施工程序進行,經常存在著各種臨時調整的現象。
2.在混凝土澆筑過程中和澆筑完成后,沒有進行規范的振搗,結構分布不均,使得振搗不足或者振搗過多的部分產生質量問題。振搗不足的部分容易產生疏松的結構,在撤膜后則容易出現蜂窩和麻面;而振搗過多的部分則容易發生骨料下沉,混凝土漿沁于表面,容易發生干縮裂縫。
3.在制作混凝土模的過程中,缺乏精細的加工,或者周轉的次數過多而導致混凝土局部變形,接縫地區由于不夠密封發生漏漿,使骨料之間的縫隙缺少泥漿而產生稀疏狀得蜂窩。
4.混凝土從攪拌到澆筑之間的時間間隔較長,使得混凝土的水灰發生離析,混凝土結構不夠密實,在澆筑過程中沒有進行足夠的振搗或者振搗不均勻,產生蜂窩現象。
通過上述分析可以看出,在高速公路橋梁施工中,混凝土結構會產生不同程度的裂縫以及蜂窩、麻面等現象,為了解決該問題,需要從結構設計、混凝土原材料到施工工藝、養護等每一步都盡量減少失誤或操作的不當,對每一道工藝流程都按照標準來施工,并結合當地的地質狀況和氣候特點進行合理的調劑。
二、改善高速公路橋梁質量問題的對策
(一)對原材料的選擇和使用。
為了在橋梁建設和使用中不會出現各種質量問題,首先就要對原材料進行嚴格的控制,確保原材料的質量是保證橋梁工程質量的基礎。
對水泥以及摻合料的品種進行嚴格的控制,選擇水熱化程度較低的水泥,避免早期溫度裂縫的產生。同時,根據施工強度要求選擇適當的水泥細度,在進行混凝土的配比時,也要經過多次的試驗后才可以進行使用。另外,在進行混凝土混合比時,應多選用幾種粒級石子進行搭配,級配應以盡量減少空隙率為目的,并通過試驗確定。根據實驗確定骨料體積含量最佳為大于或等于70%。在滿足混凝土用粗骨料級配要求范圍的基礎上,應采取措施將粗骨料級配控制在接近級配的范圍內。
(二)混凝土的配比
對混凝土的配合比必須按照標準進行配比,即根據強度等級,抗滲等級,耐久性和工作性等進行配合比設計。同時,在滿足施工要求的條件下,盡量采用較小的混凝土塌落度;對于水灰比,一般應小于或等于60%;即每立方米的混凝土用水量應小于或等于180kg;對于水泥用量,普通強度的混凝土應為270~450kg/m3,高強度混凝土應小于550kg/m3(其中含一定量的礦物粉);對于砂的比率,在滿足施工要求的條件下,應適當采用較小的砂率。在操作中,應攪拌均勻,并隨時檢驗混凝土的塌落度,根據不同構件調整塌落度。同時,在攪拌時間上應控制在90s 之內。
(三)澆筑與養護
在混凝土進行澆筑時,根據不同的構件選擇不同的澆筑方法,在澆筑過程中應當配備較為完備的振搗工具,確保在混凝土初凝前進行連續作業。澆筑過程中對振搗的力度以及時間進行嚴格的控制,避免蜂窩、氣泡的形成。同時,混凝土撤膜后,應當給予及時的保濕養護,根據不同的氣候條件采用不同的養護措施,防止干縮裂縫的發生。
(四)其他措施
1.在混凝土施工過程中對鋼筋的選擇也是十分更要的。選擇鋼筋時要嚴格按照設計標準進行組織和加工,焊接過程也要嚴格按照焊接標準進行,防止由于焊接技術不過關而造成的開裂現象。
2.在模板的設計和制作過程中,應當盡量減少錯臺和漏縫現象的發生,始終確保模板具有較高的剛度和光潔度,同時應當確保模板的單元面積較大,拼縫嚴密。在進行模板的使用時,應當通過試拼對其表面的精度差進行調整,直至滿足施工需求。另外,在模板上涂抹防護油,可以確保在撤膜后混凝土結構表面光潔,不會出現麻面的現象。
三、高速公路橋梁的加固與養護
針對上述高速公路橋梁經常出現的質量問題,在采取相應的防治對策的同時,應當注重橋梁的加固以及養護。
(一)高速公路橋梁的加固措施
不同的橋梁質量問題,采用不同的加固維修方法。針對箱梁頂板的質量問題,使用粘貼碳纖維的方法進行加固和維修;針對箱梁腹板內側比較嚴重的病害,則需要使用增加截面積與粘鋼的方法同時進行加固補強,使用噴射混凝土將補強鋼筋與原來的橋梁結構相互結合形成一個整體的受力結構,并且能夠在這個結構上進行拉應力和剪應力的順利傳遞,然后使用粘鋼的方法對箱梁腹板進行加固。
根據橋梁裂縫產生的數量以及分布和走向,對于主橋箱梁產生的橫縱分布的裂縫以及箱梁外側腹板斜裂縫、翼緣板橫向裂縫, 首先使用灌注膠進行灌注,然后根據裂縫的大小,大于0.15mm的裂縫,使用樹脂進行灌注;對于小于0.15mm的裂縫,則可以使用封閉式處理,一方面能夠使橋梁外觀看起來更加美觀,同時也能夠增強橋梁的整體性以及橋梁的承受強度。
(二)高速公路橋梁的養護
高速公路橋梁要承受巨大的交通量,這不僅加速了橋梁質量問題產生的速度,同時也會對質量問題的發展產生家督的作用,使橋梁的使用壽命受到影響,因此,對于橋梁的養護也是十分必要的。橋梁養護并不是簡單的修修補補,而是需要專門的養護技術作為依托,而我國的養護技術還不夠成熟,某些方面還要借鑒國外的先進技術。養護技術的加強,首先需要擺脫落后的人為操作,而選擇一條自動化和機械化的道路,將先進的計算機技術引入到橋梁養護系統中,通過計算機信息管理系統對橋梁的使用情況進行全天候的監控,同時建立高速公路橋梁使用狀況的動態數據庫,對橋梁路面的管理信息以及其他方面的管理進行進行有效的整合。另外,應當注重對公路橋梁的預防性養護,這也對我國公路橋梁的檢測技術提出了更高的要求,一方面,需要龐大的路基、路面、積水性、橋梁承載能力等數據整合系統,另一方面,更加需要具備專業養護知識的高素質養護人員,只有兩方面因素同時具備,才能夠適應預警養護工作,提高高速公路橋梁的養護效率。
【關鍵詞】公路橋梁 養護管理存在問題對策
中圖分類號:F540.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一.引言
隨著交通運輸事業的發展,交通運輸量大幅度增長,行車密度及車輛載重越來越大,尤其是拖掛運輸、集裝箱運輸、個體戶載重貨物運輸等重型車輛日益巨增,這對許多公路橋梁的安全性提出了更高的要求,特別是年代較遠的低等級載荷橋,已遠遠不能滿足使用上的要求,危橋數量逐年增多,特別是近年來橋梁坍塌事故頻繁發生,所以加強橋梁日常養護檢查,維修及病危橋梁的加固,力求充分利用,延長其使用壽命,以滿通運輸發展的需要。
二.目前橋梁管理中存在的問題。
1. 部分橋梁設計承載力低,不能滿足重載交通要求。
2. 注重橋梁構件強度驗算,忽視耐久性設計。20世紀60年代~90年代初期建造的公路橋梁,限于當時的技術標準,僅驗算構件強度,對耐久性設計重視不夠。目前橋梁構件材料老化、退化現象嚴重,病害頻發,沿海橋梁構造物混凝土受氯離子侵蝕,損壞現象嚴重,直接影響在役公路橋梁的安全通行。公路橋梁使用壽命不僅取決于其構件強度,還取決于構件的耐久性,也就是構件在使用期內保持強度和結構完整的性能,限于當時技術水平和經濟發展水平,2004年前我國公路橋梁對耐欠性設計重視不夠,未按使用壽命驗算,橋梁設計時僅要求滿足強度指標。因此,目前在役的大多數公路橋梁耐久性不足,使用壽命難以達到期望設計基準期,造成在役公路橋梁提前“退役”。
3. 對中小橋梁次要構件和附屬設施設計重視不夠。同時,通航河道橋梁缺少防撞防護設施,通航船舶碰撞橋墩或凈空高度不足碰擦梁板造成橋墩和梁板受損,存在嚴重安全隱患。
4. 施工技術水平低,檢測措施不到位。早期建造的公路橋梁限于當時的施工技術條件,機械化程度低,應用新技術、新材料、新工藝、新設備少,監控檢測手段不到位,未推行監理制,難以保證橋梁構造物的施工質量。
5. 超限運輸車輛對橋梁的損害。受超限車輛頻繁通行影響,造成橋梁承重結構損壞。
6. 部分公路橋梁疏于養護管理。一是公路養護管理重養路面質量、輕養橋梁,對橋面、支座、伸縮縫、護欄等養護管理重視不夠,橡膠支座、伸縮縫老化變形破損,原鋼支座銹蝕失效,原活動支座變為固定支座,主梁由受彎構件變成彎拉構件;二是橋梁檢查不夠。橋梁服役期內,由于構件材料的劣化、外因作用等原因,會出現各種病害,只有通過檢查才能及早發現病害,評定其技術狀況,進而提出維修對策;三是早期修建的橋梁資料缺失,不利于后續養護管理。舊橋加固設計需竣工圖,不然無法進行加固設計驗算,只能采用拆除重建方案;四是河床下游挖砂嚴重,疏于管理,受汛期洪水沖刷,圬工墩臺易被沖空毀壞;五是橋梁加固修復資金短缺,得不到及時修復,潛在嚴重安全隱患。
7. 橋臺樁基出現環向裂縫。受當時施工、資金等因素影響,部分橋梁兩側臺背回填、基底軟基處理不夠,橋頭跳車現象嚴重,受車輛動荷作用、橋頭填料壓密及基底壓縮變形,產生土側壓力,造成橋臺樁基出現環向裂縫,影響橋梁運營安全。
8. 橋梁抗災能力弱。據檢測分析,臺州市在役公路橋梁易受臺風暴雨、河水急流、河床變遷和沖刷等影響,造成橋梁墩臺沖空、毀壞。
三.公路橋梁養護管理對策。
1. 明確養護管理職責。根據現行《公路橋涵養護規范》(JTGH11)、《公路橋梁養護工作制度》等規定,明確公路橋梁養護管理單位和監督單位,合理確定工作職責。按照交通運輸部和浙江省橋梁養護工程師制度要求,結合轄區公路橋梁數量,配備足額的橋梁養護工程師和技術人員,明確管養職責。
2. 健全檢查評定制度。貫徹“預防為主、安全至上”工作方針,提高公路橋梁結構的耐久性和安全性,開展周期性檢查,每年安排一定數量的公路橋梁檢測,系統掌握橋梁技術狀況,進行分類評定,制定相應養護對策。
3. 明確危病橋梁確認權限。
4. 規范橋梁檢查程序。
5. 建立橋梁管理體系和數據庫。改變傳統的橋梁應急搶修養護管理方法,注重監控防范,把安全隱患消滅在萌芽狀態。抓好在役公路橋梁的檢查、技術狀況評定、養護對策、維修加固或改造、交(竣)工驗收等有關技術資料的搜集、整理、歸檔,建立完整的橋梁養護檔案和數據庫。建立橋梁工程師管理網絡、信息快速傳輸系統,不斷提高橋梁工程師的技術業務水平,對橋梁病害勤檢查、早發現、善處理,建立健全一橋一檔的橋梁管理系統,發揮橋梁經常性檢查、定期檢查、特殊檢查的作用,做到防微杜漸、有備無患。
6. 加大公路治超力度。禁止大于橋梁設計荷載標準的車輛通行,或采取技術措施后通行。根據在役公路橋梁的承載能力,綜合分析并確定限載標準,設置限載標志。一般情況下,一條技術標準等級相同的公路應設置相同的荷載等級,避免設置不同等級的荷載標準。對未達到標準的在役公路橋梁,可通過維修加固或改造升級達標;對一時難以達到標準的橋梁,可通過應急加固措施達標。同時,應加強橋梁應急處置管理,制定以橋梁坍塌事故為重點的養護突發事件及災害性事件應急預案,重視四、五類危病橋梁及超過使用年限的危舊橋梁管理。
7. 加強橋梁修復改造計劃及施工管理。根據橋梁檢查評定技術狀況,確定養護對策,科學制定橋梁小修保養、中修、大修或改造等方案,規范管理工程實施,加強監督檢查。注重提高公路橋梁抗災防災能力,加大對河床下游挖砂監管,確保使用狀況良好。隨著公路大橋、特大橋、跨海大橋、結構特殊橋梁的日漸增多,在現有公路養護管理體制下,單純依靠公路管理部門,無論從人員配備、技術水平、機械設備等方面均難以保證。
8. 提高認識,加強領導。橋梁是公路構造然包括對橋梁的養護。各級政府、交通公路部門要克服重路面養護輕橋梁養護的思想傾向,牢固樹立養路必養橋的理念。要認識到橋梁是打通河流溝壑等天塹的十分重要的建筑物,且是投資較大、使用價值較高的交通公路基礎設施。如果不加強養護維修,小毛病會發展成大毛病,嚴重者甚至造成橋梁壽命縮短和坍塌。各級政府、交通公路部門要把公路橋梁養護工作作為提升公路整體養護水平的一項重點工作來抓,每年對橋梁養護工作做出安排部署,定期召開專題會議,研究確定橋梁養護工作的重點和任務,及時處理橋梁養護工作中存在的問題。全面落實專職橋梁工程師為主的橋梁養護管理責任制,配備專職橋梁養護工程師和專職橋梁養護技術員,明確各自工作職責,嚴格落實橋梁養護管理責任體系。
四.結束語
橋梁養護要按照“預防為主,防治結合”的原則,以橋面養護為中心,以承重部件為重點,加強全面養護。認真落實部頒《公路橋涵養護規范》,每年在橋梁定期檢查的基礎上,制定詳細的維修計劃,提出相應的處治和修復措施及時進行養護維修。加強養護維修質量監督,確保處治有效。增強責任意識,明確工作目標,對持之以恒地開展好公路橋梁養管工作,共同推動此項工作朝著更加科學、更加規范的方向發展奠定了堅實基礎。
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