姜曉鵬 高海亮
青島市市政工程設計研究院有限責任公司
橋梁設計的現狀與改善策略的探討
姜曉鵬 高海亮
青島市市政工程設計研究院有限責任公司
本文將結合筆者實踐經驗,對當前我國橋梁設計的現狀展開論述,并在此基礎上探討其改善策略,旨在能為推動我國橋梁設計質量,提高我國橋梁的安全性與穩定性提供一些有價值的參考意見。
橋梁設計;現狀;改善;策略
結合實際來看,良好的橋梁設計往往是結構安全系數與經濟合理性兼備的,這樣才能確保所建橋梁既達到質量要求,又能降低成本。但根據筆者分析發現,目前在橋梁設計中相關理論與結構體系存在著不完善的情況,這就使得不少單位在開展橋梁設計中主要參照相關規范及依據以往累積的經驗來完成,如此一來容易造成橋梁結構體系與耐久性等被忽略而僅僅達到最低安全要求。如果采用這樣的橋梁設計方案進行建設,不僅會導致其使用壽命因結構耐久性不足而大大降低,同時也會為今后使用中埋下安全隱患。
就現階段看來,在大部分橋梁設計過程中,仍普遍使用傳統的項目設計方案,與當代橋梁工程發展需求相脫節。不僅如此,設計方案陳舊還會導致今后橋梁使用的安全性能難以得到有效保證。而橋梁設計作為橋梁建設的重要內容,其設計方案是否科學有效對今后橋梁工程量、建設周期以及施工難度都有著直接影響。而導致設計方案存在滯后性的原因在于我國不少工程設計周期較短,尤其在市場經濟環境下,施工單位將經濟效益最大化放在首要位置,在時間有限的情況下,容易放松對設計方案的要求,難以有效優化與調整設計方案,更有甚者還出現生搬硬套、模仿其他設計方案的情況出現,與實際橋梁工程需求存在較大差距。
就當前看來,我國大部分橋梁的耐久性都比較差強人意。目前仍缺乏一個明確的界定橋梁耐久性的規定,所以這也是導致橋梁設計耐久性較差的一個重要原因。在經濟角度看來,橋梁缺乏耐久性不但會影響到橋梁的使用壽命,而且還會導致資金循環使用加劇,對經濟增長極為不利。而導致該問題出現的原因主要有:①設計過程中并未對橋梁實際承載力進行衡量;②沒有合理設計整體橋梁結構;③并未根據實際建設圖紙預算來開展橋梁設計等。
在橋梁設計中,除了上述三方面現狀外,設計人員專業水平及綜合素質不足也是當前所存在的主要問題之一。對橋梁設計來說,設計人員專業水平及綜合素質高低在很大程度上決定著橋梁質量、安全性以及建設成本。然而由于受到諸如橋梁技術不斷更新、后續教育培訓缺乏等多種因素所影響,目前部分設計人員在專業水平及綜合素質上存在著不足的情況下,而在這種情況下由他們進行橋梁設計的話,不僅無法獲得高水平的設計方案,甚至還有可能出現各種紕漏,進而造成所建橋梁難以實現良好質量。此外,由于橋梁工程所涉及內容眾多,并且如果某一個方面出現紕漏,那么容易對橋梁整體質量、安全性構成影響,這也決定了橋梁設計需要面面俱到,而專業水平及綜合素質不足的設計人員顯然是無法滿足這一要求。
橋梁設計所設計到的內容眾多,且施工區域較廣,大部分橋梁都要跨越江河,環境變化明顯,不可控因素較多。所以,在綜合制定設計方案時,應當首先分析橋梁的主體結構,并結合橋梁工程所處的文化、經濟以及社會層面的需求來合理把控設計方案,以保證橋梁設計方案的經濟性與合理性。再者,在設計方案時,應當綜合考慮施工工藝、建設周期、施工技術可行性以及人員配置等方面內容,從而設計出切實可行的設計方案。此外,就目前看來,我國主要有大寬度以及標準跨度兩種橋梁結構形式,經過比較與分析作業難度、裝配以及造價等情況,建議在設計方案時優選標準跨度結構。
橋梁的安全性與耐久性是橋梁設計的重要內容,通過對多方面因素來進行綜合考慮以最大限度減低材料質量問題、車輛荷載以及自然環境對橋梁的影響降到最低。首先,應當降低環境對橋梁施工材料的影響。通常情況下,橋梁的鋼筋以及混凝土都會受到環境的影響,如空氣潮濕情況下,空氣中的氯離子會嚴重腐蝕鋼筋,所以在設計過程中,應當設計橋面具有一定坡度,并將防水層設置于路面層于混凝土橋面板間,避免水往下滲漏,從而對橋梁結構造成影響。其次,在設計過程中,還應當將橋梁長時間承重的情況考慮在內,避免橋梁結構出現斷裂等情況。
在對橋梁結構進行設計時,應當盡可能選擇平順、均勻的結構形式,并結合實際情況來對不同部位的結構構件進行科學設計,以確保其與橋梁整體設計要求相符。其次,應當注意橋梁結構的冗余設計,以提高橋梁結構的穩定性。尤其是在地震高發區域,還需將橋梁的抗震性考慮在內,并對其內外因素進行全面考慮,在偶然荷載作用下,有關冗余設計能夠對橋梁結構變形起到約束作用,從而防止橋梁結構出現傾斜或是坍塌的情況。
針對設計人員專業水平及綜合素質不足的現狀,我們可以從以下幾個方面著手予以提升:首先,針對新招聘入職的設計人員上,單位應建立起橋梁設計基礎教育課程對其進行一定時間的教育,并在培訓結束后開展考核,待通過后讓其作為經驗豐富設計人員的助理工作一定年限,隨后在此過程中逐漸增加其設計內容與工作量,讓他們在鍛煉中提升自身專業水平及綜合素質。其次,針對現有設計人員上,單位要建立起后續教育培訓機制,即定期搜集橋梁工程行業最新的技術、設計方法等資料或者聘請行業專家,之后組織設計人員進行培訓,又或者派遣優秀設計人員進行公費深造。通過這樣長效的后續教育培訓確保他們專業水平及綜合素質得以有效地提升。
總而言之,良好的橋梁設計是確保橋梁使用質量以及壽命的重要前提保障,相關設計人員必須要正視當前我國橋梁設計中存在的不足,并采取有效的改善策略來不斷提高橋梁設計質量,以將橋梁的社會價值發揮到最大化。
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