耐久度在橋梁設(shè)計中的問題分析

何立鋒

摘 要：文章主要針對我國橋梁設(shè)計中存在的重強度設(shè)計輕耐久度設(shè)計這樣的不良現(xiàn)象進行了分析。論述了目前我國橋梁設(shè)計中僅僅將耐久度作為概念不予以重視的現(xiàn)象進行了研究。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)；橋梁設(shè)計；耐久性

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A目前的交通發(fā)展趨勢想著高速化的方向發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)受到了空前的重視，因而在交通設(shè)施的建設(shè)中，橋梁建設(shè)具有十分重要的意義。正是由于橋梁保有量不斷增加，所以其質(zhì)量、耐久度以及使用的舒適度都成為了現(xiàn)代社會關(guān)注的焦點話題。目前需要從兩方面對橋梁的設(shè)計進行考慮：一方面是橋梁的承載力，另一方面則是橋梁的使用年限。兩方面內(nèi)容在實際中的體現(xiàn)便是結(jié)構(gòu)的強度以及結(jié)構(gòu)的耐久度，結(jié)構(gòu)強度主要需要針對橋梁結(jié)構(gòu)在其能夠承載的極限狀態(tài)下的承載臨界值，其設(shè)計原則最基本的便是要求在不利組合荷載效應(yīng)的基礎(chǔ)上保證結(jié)構(gòu)抗力大于或者等于這一極限值。結(jié)構(gòu)強度在安全性上的保障是結(jié)構(gòu)總體在安全系數(shù)以及工作條件系數(shù)影響下的安全儲備。而結(jié)構(gòu)耐久度則是需要結(jié)構(gòu)在使用中正常的應(yīng)變、應(yīng)力以及形變在結(jié)構(gòu)適應(yīng)性以及適用性中要小于特定的限制量。

目前我國的橋梁建設(shè)設(shè)計研究中，更多的傾向于安全以及適用這兩項要求，因而主要考慮結(jié)構(gòu)的強度，在結(jié)構(gòu)耐久性的要求上往往將其作為一個單一的概念，沒有實際的要求以及規(guī)范予以明確，針對橋梁的設(shè)計并沒有耐久性這一要求，也沒有良好的方式對此進行檢驗。無論結(jié)構(gòu)、設(shè)計吃呢個序以及環(huán)境、材料方面均沒有針對耐久性的要求，更不要說橋梁在使用過程中，耐久性程度的辨別。這些會對項目造成影響，同時也無法滿足經(jīng)濟性要求以及動態(tài)的結(jié)構(gòu)管理，這樣的傾向會引發(fā)一系列的不良后果。

1 耐久性差的原因分析

理論水平的缺失是現(xiàn)在很多設(shè)計人員的通病，由于設(shè)計理論在理解上太過淺薄，使得設(shè)計大多為先用規(guī)范以及標準圖式的套取，過于生硬，在結(jié)構(gòu)的構(gòu)造、材料、維護以及耐久性上存在很多認為錯誤，除此之外，施工全過程以及設(shè)計中都存在很多需要改進和加強的有關(guān)耐久性和結(jié)構(gòu)安全的事情。方案是解耦股設(shè)計的前提條件，經(jīng)濟合理性是結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心要素，繼而對結(jié)構(gòu)進行分析并設(shè)計構(gòu)件連接，在規(guī)定中要求的安全系數(shù)之上達成可靠的安全指標，用以保證橋梁耐久度和安全性。

橋梁的組成是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，是多個構(gòu)件共同構(gòu)成的系統(tǒng)，構(gòu)件本身的耐久性以及強度都有使用要求，并且各個構(gòu)件的組合，即整個系統(tǒng)要符合耐久度以及安全性能的規(guī)范要求，目前的設(shè)計中，工作人員對于整體性系統(tǒng)安全以及耐久度的考慮不周全，因而很多情況下都會造成結(jié)構(gòu)的延性從整體上講不足，并且冗余度過小，會產(chǎn)生不明確的受力路線，并且計算圖式不清晰，因而就會產(chǎn)生過大的局部受力，降低了強度要求，并且由于保護層過小的厚度以及厚度不合格的構(gòu)件截面，都會使得橋梁出現(xiàn)耐久性差的缺陷。

設(shè)計人員缺乏靜壓，不能充分自主的去完成設(shè)計，并且在思想上存在較為嚴重的本本主義思想。問題在不斷的發(fā)展，但是設(shè)計工作人員的思維仍舊存在于過去的靜態(tài)，用這種思維去解決現(xiàn)代的技術(shù)問題，必然會出現(xiàn)漏洞。橋梁的設(shè)計中結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)造以及布局會受到使用條件以及環(huán)境的影響而發(fā)生變化，需要針對性的去解決設(shè)計中遇到的難題。再詳細的規(guī)范也無法對這些問題予以適合的處理，即便規(guī)范的更新十分及時，也無法全面的涵蓋所有新型的工藝、材料以及技術(shù)，這些都會對結(jié)構(gòu)設(shè)計造成巨大的影響。目前的設(shè)計大多都為靜態(tài)設(shè)計，不會考慮橋梁工程在使用中隨著時間的推移而出現(xiàn)的惡劣化狀態(tài)，認識以及考慮多大集中于建成時期橋梁的服務(wù)能力以及工作能力。考慮到經(jīng)濟因素，由于成本問題，對維護成本過于忽視，且沒有重視同使用壽命對應(yīng)的有關(guān)成本效益，所以規(guī)范性要求的滿足在結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性中是基礎(chǔ)，另外還需要設(shè)計工作人員正確認識結(jié)構(gòu)的本性。擁有準確的判斷力，結(jié)合自身的豐富經(jīng)驗在設(shè)計中綜合分析項目整體結(jié)構(gòu)以及使用壽命全過程，同時通過有效的計算提高其耐久度。

2 需要重視和努力改進的方向

2.1 從理論研究和規(guī)范方面應(yīng)更加重視結(jié)構(gòu)的耐久性問題。實例證明除了施工和材料方面的原因外，影響耐久性的決定性因素是結(jié)構(gòu)設(shè)計上的缺陷造成，人們一直偏重于結(jié)構(gòu)計算方法研究，而忽視對總體構(gòu)造和細節(jié)處理方面的關(guān)注，對如何從結(jié)構(gòu)和設(shè)計角度及如何以設(shè)計和施工人員易接受操作方式來改善橋梁耐久性卻很少研究。結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與常規(guī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計有著本質(zhì)區(qū)別，目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析方向發(fā)展。

2.2 充分重視現(xiàn)有運營環(huán)境的超載問題

橋梁的超載一方面使疲勞應(yīng)力幅度加大，損傷加劇，甚至結(jié)構(gòu)破壞，另一方面橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，使受力狀態(tài)發(fā)生變化，從而使橋梁的安全性下降和耐久性變差。

2.3 加強重視疲勞損傷的研究

橋梁結(jié)構(gòu)所承受外力大部分是動荷載，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力及應(yīng)變，引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。橋梁所采用的材料本身就不是均勻和連續(xù)的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺陷逐漸發(fā)展擴大形成損傷。做好日常養(yǎng)護工作，較早地發(fā)現(xiàn)缺陷、損壞，提出養(yǎng)護措施，從而延長橋梁的使用壽命；另外，還要掌握交通狀況，嚴格管理超載車、特種車過橋，并采取相應(yīng)的防護、加固措施，減小橋梁損壞。對可能發(fā)生危害的橋梁，應(yīng)做好各種防范措施及應(yīng)急處理措施。對需要進行限載、限速或停止交通的橋梁，應(yīng)及時進行交通管制。對橋梁各部分經(jīng)常保養(yǎng)，對檢查發(fā)現(xiàn)的缺陷、損壞處進行及時的維修。

結(jié)語

橋梁的耐久性在橋梁設(shè)計中意義重大，需要對國外成功經(jīng)驗以及做法予以適當?shù)慕梃b，還必須在管理經(jīng)驗以及設(shè)計方法上尋找出更加適合我國國情的方式，不但要適當?shù)貙κ┕す芾砉芾碛枰约訌姡瑫r還應(yīng)當從設(shè)計理念以及角除加強施工管理外，還要從橋梁設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)體系構(gòu)造入手，加強耐久性設(shè)計。

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