張融
廣東廣樂高速公路有限公司
我國橋梁建設中存在的問題及成因分析
張融
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橋梁工程質量問題,一直是存在于我國道路交通建設中的重要問題。許多橋梁工程事故的發生,引起我們對于橋梁工程質量管理工作的反思。我們要堅持技術創新和可持續發展,總結經驗,正視不足,認真解決橋梁建設中所存在的問題,我國的城市橋梁建設技術一定會展現更新、更高的水平。
橋梁建設;存在的問題;成因分析
1.1 設計中常見問題
設計是工程的靈魂,它在很大程度上決定著工程的質量、造價、施工難易和工期。在國內現行規范對橋梁設計提出的要求是適用、經濟、安全、美觀等。然而在具體的設計中卻存在了諸多問題,主要表現在:
1.1.1 橋梁梁體與橋面板設計壽命不一致
設計采用的極限狀態分為承載能力極限狀態和正常使用極限狀態。承載能力極限狀態又包括兩層意義,一是指結構達到極限承載能力,結構整體或部分喪失穩定性,二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。現行《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。這種理論對于橋墩臺、主梁等不失為一種有效的方法,但對于橋梁的一些特殊構件的設計若忽略疲勞狀態的設計則極為不妥,甚至于非常致命。在對20世紀80年代前修建的鋼筋混凝土T梁橋的檢測中,我們發現絕大多數橋梁主體結構受力狀態良好,但行車道板損壞嚴重,分析原因我們認為是行車道板的設計存在問題。
1.1.2 設計理論和結構構造體系不夠完善
許多設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要,而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。有的結構整體性和延性不足,冗余性小;有的計算圖式和受力路線不明確,造成局部受力過大;有的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;這些都削弱了結構耐久性,會嚴重影響結構的安全性。不少橋梁、雖然滿足了設計規范的強度要求,僅用了5~10年就因為耐久性出了問題影響結構安全。結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題,設計時要從構造、材料等角度采取措施加強結構耐久性。
1.1.3 設計中缺少采用新結構、新材料和新工藝的激勵機制
設計存在著創新性差、過于保險導致保守落后、經濟指標不好、發生大量的隱性浪費。很多設計單位沒有進行創新性思考和優化比較,只是滿足于模仿和抄襲已有的設計方案,“肥梁胖柱”,鋼筋越用越多的現象十分嚴重,已直接危害我國橋梁工程的技術進步。
造成上述問題的成因,筆者歸納如下:
(1)確實存在設計單位承接任務過多。由于過分強調效益,常常超過設計能力來承攬任務,于是就用分包招募業余設計的方式完成。對設計的投入不夠造成設計深度不夠,經濟比較也不夠。
(2)合理的設計周期不保證。很多業主為了工程早日動工,往往提出不合理的設計周期。設計單位為加快設計進度,只得減少工作量,常常不合理地照搬照抄同類設計;或者不進行仔細的計算,采取簡單的加大尺寸、多配鋼筋的辦法,造成設計保守落后。
(3)缺少嚴格的設計審核和監理。過多地依靠專家會審的方式,甚至找一些幫忙說話的“專家”參加評審會,使審核工作草率走過場,錯失最后把關的機會。會審中往往注意方案的可行性,忽視方案的經濟性,使經濟指標不好的設計方案得以通過。
(4)設計責任終身制。使設計人員不愿承擔風險去優化新結構、節約用材,以取得先進的經濟指標,而是盲目地增大安全系數。有的業主也希望加大安全系數,造成大量的浪費。
1.2 施工中常見問題
中國橋梁的建設速度常常使外國同行發出難以置信的驚嘆。然而,過于匆忙的設計周期和施工工期并不是一件好事,它帶來許多遺憾,留下了不少質量隱患,這是目前必須正視的問題。然而在施工中同樣出現很多問題。
1.2.1 保護層厚度不足;混凝土不夠密實;鋼筋混凝土T梁的濕接頭
混凝土保護層為鋼筋提供了良好的保護,其厚度和分布的均勻性是影響鋼筋耐久性的重要因素,在檢測過程中我們發現,混凝土保護層薄厚不均,有的位置甚至出現露筋。在以往的施工控制中只注重混凝土的配合比設計,而忽視了對混凝土的另一個重要指標——密實性的控制,試驗檢測也沒有對混凝土的密實性進行檢測,實際上混凝土強度達到設計要求但往往并不密實。在工程檢測中我們發現大部分橋梁使用20~30年后,混凝土的碳化深度普遍超過2.5cm,有的甚至達到6cm,致使鋼筋失去保護,部分鋼筋出現銹蝕。實際施工中在T梁吊裝后,在現場將鋼筋連接好,就地澆筑混凝土形成濕接頭,目的是為了保證T梁間的連接,使T梁的橫向聯系與設計模式一致。但施工過程中濕接頭的施工質量難以保證,濕接頭混凝土的強度及密實度成為整個橋梁的薄弱環節,造成T梁間橫向聯系不強,使得橋梁在未達到使用年限就已喪失功能。$
1.2.2 可以預防的問題,頻頻出現
如成孔灌樁后樁基偏離設計位置,樁基鋼筋偏位上浮,鑿樁頭不規范,承臺及墩身鋼筋保護層不符合要求,擴大基礎及承臺基礎開挖不規范,現場鑿毛不規范,大體積混凝土測量和降溫措施不到位等。這些問題,完全可以做到預防。
1.2.3 施工和管理水平低 ,出現種種質量缺陷
在施工時,對混凝土的配合比不規范,隨意性大,單憑經驗不按標準規定進行配比操作;在澆筑灌漿過程中,對混凝土的振搗過猛或不足,使混凝土結構整體不均勻。常常出現橋梁出現裂縫, 混凝土干縮而發生干裂現象,橋梁鋼筋出現銹蝕,橋梁鋪面層出現松散脫落等,種種不良因素使橋梁的質量無法得到保證。
造成上述問題的成因,筆者歸納如下:
(1)施工人員操作技術水平低;一些施工隊伍的施工人員,未經過勞動人事部門的專業培訓,缺乏理論知識和實際操作經驗,操作起來一知半解,不能很好地完成產品的生產和保證產品的質量。同時領導缺乏質量意識,措施不力;
(2)工程監理制形同虛設,監理工作問題突出;項目管理混亂,違反建設程序;招標、投標制度不健全,運作不規范,造成沒有能力的單位中標和過低價中標;
(3)建筑材料不合格,有些施工單位為了追求經濟效益,廉價購買一些劣質材料,以次充好,水泥鋼材預應力器材模板以及基礎工程中的材料都有許多質量問題,有的甚至十分嚴重。難以做到高度負責和嚴格把關。
2.1 設計是一項探索性很強的工作。要鼓勵設計工程師在經過充分論證的前提下,大膽采用新結構、新材料和新工藝。對未知領域中出現的一些缺陷,要總結經驗教訓,不要納入設計終身責任制范圍內,提倡精心設計,精心施工,重視設計的優化,把設計的經濟指標作為評價質量的重要依據,這也應當是評獎的主要標準。從制度上保證設計單位有合理的設計周期,防止業主為了趕工而強迫設計單位邊設計、邊施工。
2.2 增強質量意識,加強高素質人才的培養我們要建設一支思想過硬、高素質的技術人員隊伍,要重視建設人員的素質教育,通過培訓和學習來增強技術人員的質量意識。加強工程建設中的監督檢查工程實施過程中的質量監督。
2.3 緊抓開工階段的質量控制:包括圖紙審核;施工現場;施工組織設計;測量數據。狠抓施工階段的質量:包括對施工人員;對施工殛生產機械;對測量的控制;對施工材料的控制;對施工工藝的控制。只有這樣才能做出優質的工程。
中國橋梁還是以科學的態度提倡合理設計周期、合理工期和合理造價,給施工承包單位提供更新設備,提高技術發展空間,徹底杜絕降低資質的層層分包,堅決抑制偽劣材料和欺詐行為,實行嚴格的監理制度,只有這樣,中國橋梁才能以優質的品牌得到國際同行的尊重。
[1]陳劍毅.我國橋梁發展史及現存的問題[J].山西建筑,2008年17期
[2]項海帆.中國橋梁建設中存在的問題[N].大眾科技報,2003年
10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.037