关于公路桥梁设计中的耐久性分析

关于公路桥梁设计中的耐久性分析

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摘要:随着科学技术的不断发展,人们的生活水平以及生活质量都有了质的飞跃,而这很大程度之上都要归功于交通网络格局的完善,就拿公路桥梁的分布来说,可以说是无处不有,无处不在。所以人们对于公路的施工建造过程也是非常关注的,尤其是对公路桥梁的设计关注,因为在公路桥梁的建设之中,设计就像一项工程建造的地基一样,只有设计完美了,后期的施工建造质量也有了一定保证。

关键词:公路桥梁设计;耐久性;分析

1公路桥梁耐久性设计内容

(1)根据桥梁的使用要求及所处的环境,合理确定结构的使用年限、作用等级及环境类别。(2)在保证强度的前提下,优选环境作用影响比较小的桥梁结构类型、材料及布置方式。(3)根据桥梁结构及跨径,确定合理的钢筋混凝土耐久性要求。(4)参照确定的耐久性要求,选择混凝土的保护层厚度。(5)合理确定混凝土桥梁上部结构、下部结构及附属设施的裂缝控制指标。(6)确定桥梁结构防、排水要求,选择合理的排水设施及结构。(7)对于特殊的环境条件,采取一定防腐及防护措施。(8)确定合理的结构施工、验收及养护标准。(9)根据环境条件及车辆荷载作用情况,确定结构在服役期内的检测、养护及维修标准。

2桥梁设计中的安全性和耐久性问题

2.I桥梁设计中安全性和耐久性差的原因分析

2.I.I方案设计不合理

结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。然而在桥梁设计时,许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要,而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。

2.1.2设计理论不够完善

国内的结构设计过程中,考虑强度多而考虑耐久性少;重视强度极限状态而不重视使用极限状态,而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现;重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上,目前的桥梁设计中,对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注。既没有明确提出使用年限的要求。也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发,结构使用性能差,使用寿命短的不良后果。

2.2提高公路桥梁安全性和耐久性的设计方法

(1)满足结构混凝土耐久性的基本要求,重视桥梁的耐久性方案设计。提高混凝土自身的耐久性是解决桥梁结构耐久性的前提和基础。除此之外,要从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性。

(2)加大钢筋的混凝土保护层厚度,加强构造配筋,防止和控制混凝土裂缝。加大钢筋的混凝土保护层厚度,是保护钢筋免于锈蚀,提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。控制混凝土的裂缝,除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外,更重要的是要采取构造措施,控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。

(3)加强桥面铺装层的防水设计。桥面铺装层应采用密实性较好的C30以上等级的混凝土,混凝土铺装层内应设置钢筋网,防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料,都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设置防水层,特别是连续梁(或悬臂梁)的负弯矩段更应十分重视防水层设计。此外.还需加强泄水管设计,应特别注意泄水管周边的构造细节处,加强伸缩缝处的排水设计,防止水分从伸缩缝处渗入梁内。

(4)充分重视桥梁的超载问题。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧,甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面,由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复,将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化,从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。

3公路桥梁耐久与安全性问题的解决措施

3.1提高设计人员的专业素质

提高设计人员的专业素质要从三方面做起:首先,思想观念上要转变,不能一味注重强度设计,应该更多的考虑耐久性与强度并重;另一方面,桥梁设计人员要进行相关知识的培训和考核,提高设计人员的专业素质,使其具有过硬的知识储备,保证设计思路的正确性;再一方面,要积极培养道路桥梁设计人员的创新意识和创新能力,正如古语所说:“问渠那得清如许,为有源头活水来”,只有设计师懂得了如何在基础和传统之上进行相关的创新,才能结合时代要求,给出一些具有时代感的好设计。

3.2做好调查研究内容

为了增加公路桥梁的安全性和耐久性,设计单位在拿到指标后,应立即组织队伍对当地的地质环境、人文环境等进行考察,得到所建公路桥梁的原始资料,从桥梁的全寿命设计思想出发,高度重视桥梁的耐久性设计,选定切合实际的桥梁结构体系和参数,从而做出正确的、合理的桥梁设计方案。

3.3注重路桥耐久性的设计

在桥梁的建设和使用过程中,一定会受到很多外界因素的影响,在内外因素的共同影响和耦合作用下,桥梁的材料会日益劣化,桥体也会受到不同程度的损坏,使桥梁达不到预定的设计寿命。桥梁设计耐久性应贯穿整个寿命历程,首先应考察桥梁工作环境,选定合理的桥梁结构型式,按规范进行强度计算,再从耐久性的角度出发,注重细节设计,再反过头来校核设计强度,反复调整,直至强度和耐久性都复核要求为止。无论是国内还是国外,都有桥梁由于使用时间过长,导致桥梁混凝土开裂、麻面、坑槽、剥落、钢筋生锈、截面损失等现象发生,甚至造成桥梁挠度过大、失稳、断裂、倒塌等严重事故,这给人民群众乃至国家都带来了严重的损失。桥梁的耐久性是桥梁设计安全的根本,我们应确保桥梁的使用安全问题,因此要对桥梁结构布局与构造细节进行合理的分析,重视耐久性设计,加强施工管理,加大运营期间养护力度,及时进行检查维修,另外必须狠抓车辆超限现象,确保桥梁安全运营,延长桥梁使用寿命。

3.4在施工过程中提高桥梁耐久性和安全性

桥梁一单建成,很多结构构件是不可逆转的,因此耐久性设计应使桥梁施工简单可行、便于实施,也要充分考虑运营使用阶段便于检查、维修以及更换。在施工过程中,必须严抓施工管理,保证施工质量。防止使用不合格集料、钢筋和水泥,必须保证混凝土正确的配合比,合理使用外加剂,保证混凝土强度和密实度;保证钢筋保护层厚度,严禁使用锈蚀钢筋或锈蚀钢筋在使用前必须进行除锈处理;防止偷工减料,对一些耐久性设计的细节构造或者措施,施工单位必须予以重视,不能抱着可有可无的态度。只有规范施工管理,保证成桥质量,才能使耐久性设计得以贯彻实施,这样才能保证桥梁在后天恶劣的工作环境下有足够的耐久性,才能保证桥梁的适用性和安全性,才能保证桥梁达到预定的使用寿命。

4结语

总之,公路桥梁工程设计中的安全性与耐久性会对工程质量、使用性能以及综合效益产生极大影响,所以要求设计单位要对现行设计体系中存在的问题进行具体分析,需要从多方面进行完善,比如对设计的准备工作进行强化、提升设计人员质量意识、努力提升维护水平以及做好施工管理的强化工作等,进一步使我国公路桥梁设计的安全性以及桥梁耐久性得到有效强化。

参考文献:

[1]李敏,吴坚彬,李燕.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J].中国水运(下半月),2013,11.

[2]赵丹.浅析公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究[J].黑龙江科技信息,2015,03.

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