導(dǎo)語：常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題研究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要:國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的提升及科技的快速發(fā)展為公路橋梁設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支持，為此也加快了橋梁建設(shè)事業(yè)的發(fā)展進(jìn)程。當(dāng)前社會(huì)發(fā)展背景下，不僅對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)用性與安全性提出了要求，同時(shí)對(duì)橋梁的美觀程度也提出了更高的要求，應(yīng)對(duì)此，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者需要不斷的開展橋梁設(shè)計(jì)研究，以獲取到創(chuàng)新發(fā)展全新方向。但是，在當(dāng)前發(fā)展階段中，由于設(shè)計(jì)規(guī)范與各地具體要求的差異性，導(dǎo)致橋梁設(shè)計(jì)中仍存在著諸多的問題，其中最為顯著的便是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性問題。本文中對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，綜合分析橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所存在的問題，并提出優(yōu)化建議。

關(guān)鍵詞:橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)問題；優(yōu)化對(duì)策

就橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，需要設(shè)計(jì)者具備較為豐富的理論知識(shí)，以及豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，避免基于主觀認(rèn)知的偏差而影響到整個(gè)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。當(dāng)前國(guó)內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，過多的關(guān)注橋梁設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性與抗震性等缺乏關(guān)注，在設(shè)計(jì)過程中由于缺少全方面的關(guān)注，導(dǎo)致整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案存在一定的缺陷，而這種缺陷若不能夠及時(shí)的解決，則為橋梁日后應(yīng)用帶來風(fēng)險(xiǎn)隱患。針對(duì)此，需要橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者不斷的總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，并及時(shí)更新橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工藝與觀念，不斷優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，使其符合不斷發(fā)展的橋梁建設(shè)需求。

一、國(guó)內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

在橋梁設(shè)計(jì)整體上分析，當(dāng)前國(guó)內(nèi)橋梁設(shè)計(jì)理論與結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系尚不完善，在橋梁設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其是針對(duì)橋梁施工與使用期安全性問題仍存在著諸多需要改進(jìn)的地方。橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者首先需要考量的問題是選擇經(jīng)濟(jì)合理且符合安全標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)建以及連接的設(shè)計(jì)，并選擇合規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)，確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性。普遍設(shè)計(jì)人員更多的關(guān)注于規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算上的安全性需求，但是卻缺少了從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、耐久性等方面去對(duì)結(jié)構(gòu)安全性的考量。綜合以上，可以總結(jié)為當(dāng)前國(guó)內(nèi)普遍橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在著片面性的問題，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考量因素缺乏全面性[1]。

二、常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要關(guān)注三個(gè)方面的問題，首先，橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性問題。耐久性也就是橋梁的使用壽命，從橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面考量也就是整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否能夠確保橋梁未來投入應(yīng)用中符合預(yù)期的耐久性標(biāo)準(zhǔn)。其次，橋梁疲勞損傷問題。橋梁投入應(yīng)用過程中需要承載車輛荷載以及風(fēng)荷載，在長(zhǎng)期應(yīng)用中可能在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生損壞變化盈利，影響到橋梁的穩(wěn)定性，基于此，在橋梁設(shè)計(jì)期間，需要考慮到整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否能夠承受多種客觀環(huán)境所形成的荷載量。第三，橋梁的超載問題。橋梁的超載一方面能夠引發(fā)疲勞問題，另一個(gè)反面由于長(zhǎng)期超載導(dǎo)致橋梁內(nèi)部損傷不能夠及時(shí)回復(fù)，或長(zhǎng)久不能恢復(fù)，將會(huì)導(dǎo)致橋梁在正常負(fù)荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生改變[2]。

三、常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所存在的問題分析

（一）橋梁設(shè)計(jì)耐久性問題

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性問題，一方面來自于初期設(shè)計(jì)的影響，另一個(gè)方面來自于施工期間環(huán)境與操作的影響。耐久性是評(píng)價(jià)橋梁建設(shè)質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，在設(shè)計(jì)與建設(shè)期間是否考慮到耐久性原則，將對(duì)后期應(yīng)用效果產(chǎn)生重要影響，一旦耐久性受損，則為后期修復(fù)帶來一定難度。例如，近幾年所發(fā)生的大橋坍塌事故，便是由于橋梁使用年限較為久遠(yuǎn)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性有所弱化，結(jié)構(gòu)整體承載能力下降，由此致使大橋出現(xiàn)坍塌?；诖耍枰O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)初期對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)節(jié)問題加以重視，同時(shí)對(duì)施工期間可能出現(xiàn)的多種影響因素進(jìn)行綜合考慮，完善橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)[3]。

（二）橋梁設(shè)計(jì)疲勞損傷問題

在不同的地區(qū)，橋梁具有著不同的應(yīng)用價(jià)值，但是承受車輛的荷載是所有橋梁需要具備的基礎(chǔ)功能。車輛荷載屬于動(dòng)荷載，將會(huì)在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成循環(huán)盈利，而橋梁長(zhǎng)期受到這種循環(huán)盈利的作用，必然會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生疲勞損傷。另外，在橋梁建設(shè)期間，受到多種不確定因素的影響，而橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部材料會(huì)存在不均勻或不連續(xù)的情況，因此，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間，需要全面的認(rèn)識(shí)到建設(shè)期間不確定因素的存在，且這些因素對(duì)橋梁耐久性的重要影響。但是，顯然當(dāng)前國(guó)內(nèi)普遍設(shè)計(jì)師對(duì)這一點(diǎn)原則的關(guān)注度不足，導(dǎo)致其不能夠在設(shè)計(jì)上予以更多的考量[4]。

（三）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的超載問題

在橋梁投入到實(shí)際應(yīng)用期間，可能存在著多數(shù)數(shù)據(jù)不在原有的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，出現(xiàn)荷載超出原定值的情況。超載對(duì)橋梁的影響為，加大了橋梁負(fù)載應(yīng)力的幅度，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞損傷等問題。而當(dāng)前普遍橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是不能夠充分的認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)問題，或不將其考慮在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，可能對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成不可恢復(fù)的損壞，影響到橋梁的整體質(zhì)量，甚至是在應(yīng)用期間出現(xiàn)嚴(yán)重的安全事故。例如，武夷山公館大橋坍塌事件、哈爾濱機(jī)場(chǎng)高速大橋坍塌事件等，都是由于超載問題考慮不到位所導(dǎo)致[5]。

（四）橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能問題

就我國(guó)地理環(huán)境來看，存在著地勢(shì)多樣、山地面積廣、處于環(huán)太平洋地震帶上的特征，基于此，針對(duì)我國(guó)地勢(shì)環(huán)境在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)期間，需要考慮到橋梁的抗震功能。地震對(duì)橋梁的破壞力非常強(qiáng)烈，尤其是震中地帶，可能會(huì)導(dǎo)致毀滅性的傷害。需要橋梁設(shè)計(jì)者充分考慮到抗震原則，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)期間參與抗震工藝設(shè)計(jì)，同時(shí)需要考慮到橋梁施工期間材料的選擇或施工工藝的選擇等。但是，國(guó)內(nèi)普遍橋梁設(shè)計(jì)僅按照常規(guī)橋梁設(shè)計(jì)原則進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)，只有針對(duì)特殊要求的橋梁才會(huì)考慮到抗震設(shè)計(jì)，因此，多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中并未參與到抗震設(shè)計(jì)[6]。

四、常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化建議

（一）優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的耐久性

針對(duì)橋梁的耐久性，國(guó)內(nèi)之前的技術(shù)規(guī)范中并沒有明確作出規(guī)定，設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)過程中對(duì)橋梁的耐久性功能也沒有過多的關(guān)注，也就沒有針對(duì)耐久性設(shè)計(jì)的相關(guān)方案。在橋梁投入到應(yīng)用期間，日常維護(hù)與檢修也沒有針對(duì)耐久性作出具體規(guī)范，導(dǎo)致橋梁在應(yīng)用期間可能基于耐久性不足而出現(xiàn)坍塌等事故。為改善這一問題，最新推出的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范中，對(duì)橋梁的應(yīng)用年限進(jìn)行了明確的規(guī)定，要求設(shè)計(jì)人員結(jié)合應(yīng)用期限參與到實(shí)際設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)對(duì)橋梁耐久性設(shè)計(jì)的關(guān)注[7]。

（二）改善橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的超載問題

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)多數(shù)橋梁會(huì)在實(shí)際應(yīng)用期間出現(xiàn)不同程度的超載問題，其主要表現(xiàn)為橋梁超出應(yīng)用年限而導(dǎo)致的超齡負(fù)載以及車流量過大所導(dǎo)致的橋梁超載問題。以上所述超載現(xiàn)象都會(huì)導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷，影響到橋梁的整體質(zhì)量與運(yùn)行效果，極大的降低了橋梁同行的安全性。針對(duì)此，需要設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)期間，結(jié)合橋梁工程所處的環(huán)境與地質(zhì)條件等，準(zhǔn)確的對(duì)橋梁運(yùn)行中可能出現(xiàn)的因素進(jìn)行分析，應(yīng)用相關(guān)科技手段對(duì)橋梁的運(yùn)行進(jìn)行模擬操作，以便于對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化，確保橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量能夠滿足橋梁運(yùn)行的實(shí)際需求。

（三）解決橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的疲勞損傷問題

橋梁在實(shí)際應(yīng)用期間所受到的荷載主要來自于車輛荷載動(dòng)態(tài)荷載，橋梁設(shè)計(jì)人員需要充分認(rèn)知到這一點(diǎn)。動(dòng)態(tài)荷載能夠直接對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，為橋梁結(jié)構(gòu)帶來循環(huán)變換的作用力，價(jià)值橋梁運(yùn)行期間所出現(xiàn)的超載現(xiàn)象，導(dǎo)致橋梁在長(zhǎng)期應(yīng)用下出現(xiàn)結(jié)構(gòu)疲勞損傷，而這種損傷可能形成橋梁裂縫或斷裂等?；诖?，需要橋梁設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段變成充分考慮到橋梁在長(zhǎng)期應(yīng)用下會(huì)出現(xiàn)的疲勞損傷問題，經(jīng)由對(duì)橋梁應(yīng)用地區(qū)車流量與其他環(huán)境指標(biāo)的分析，掌握準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，將其考慮到橋梁的實(shí)際設(shè)計(jì)過程中。確保設(shè)計(jì)流量能夠符合此地區(qū)的最大符合量，并有針對(duì)性的對(duì)整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，避免或降低其可能出現(xiàn)的疲勞損傷情況，如此才能夠避免橋梁結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用期間出現(xiàn)嚴(yán)重的不良事故。

（四）優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性

雖然并不是每個(gè)地區(qū)都會(huì)面臨地震的威脅，但是基于地震對(duì)橋梁所產(chǎn)生的重要影響，需要將抗震因素考慮到整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)中。橋梁是抗震救災(zāi)期間的主要通道，其抗震性能必須要提升，在整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)期間，需要關(guān)注避開地震帶與板塊活躍地帶，在橋梁建設(shè)地區(qū)進(jìn)行地震動(dòng)力學(xué)分析，根據(jù)其分析結(jié)果，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的薄弱環(huán)節(jié)予以強(qiáng)化，提升橋梁的整體連貫性。另外，橋臺(tái)的設(shè)計(jì)需要盡量選擇在穩(wěn)定地帶，加強(qiáng)橋墩的基礎(chǔ)；關(guān)注橋梁施工質(zhì)量，做好細(xì)節(jié)處理，確保橋梁連接處的穩(wěn)固性；針對(duì)特殊環(huán)境在橋梁上架設(shè)減震設(shè)施。

五、結(jié)語

綜合上文所述，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量如何將直接影響到橋梁應(yīng)用期間的安全性，因此，必須要不斷的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保橋梁運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。當(dāng)前國(guó)內(nèi)常規(guī)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)普遍存在的情況是缺乏對(duì)抗震、耐久性、超載問題的考慮，需要有針對(duì)性的優(yōu)化原有的橋梁設(shè)計(jì)方案，提升橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全面性。

作者:陳小剛 單位:浙江省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院

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