道路橋梁設(shè)計(jì)中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)與有效優(yōu)化措施

陳曉梅

摘 要：隨著我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展步伐的加快，道路橋梁作為現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容之一，傳統(tǒng)路橋設(shè)計(jì)理念在現(xiàn)代文化的強(qiáng)力沖擊下，受到了前所未有的挑戰(zhàn)。所以，在人民日益增長(zhǎng)的社會(huì)需求對(duì)現(xiàn)代道路橋梁的設(shè)計(jì)任務(wù)提出了更高的要求。對(duì)此，文章結(jié)合筆者自身所學(xué)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)我國(guó)道路橋梁發(fā)展的基本情況，在路橋設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)與優(yōu)化措施進(jìn)行深入分析研究。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；施工設(shè)計(jì)；安全風(fēng)險(xiǎn)；優(yōu)化措施

引言

道路橋梁作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和社會(huì)活動(dòng)的載體，是營(yíng)造良好的社會(huì)環(huán)境與宜人的生態(tài)體系不可缺少的部分，隨著人們生活質(zhì)量意識(shí)的提高，道路橋梁設(shè)計(jì)多元化與標(biāo)準(zhǔn)中化越來(lái)越受到社會(huì)的重視，如何加強(qiáng)現(xiàn)代路橋設(shè)計(jì)工作的管理任務(wù)，使其更好的服務(wù)于人民生活與社會(huì)發(fā)展，已成為當(dāng)今路橋工程建設(shè)行業(yè)研究的重點(diǎn)課題。

1 道路橋梁設(shè)計(jì)任務(wù)的特點(diǎn)與原則

1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

道路橋梁設(shè)計(jì)工作的實(shí)施應(yīng)將道路與橋梁進(jìn)行綜合考慮，首先，橋梁設(shè)計(jì)方案的選擇應(yīng)以道路建設(shè)項(xiàng)目為依據(jù)，確保完成后使其擁有良好的可操作性與銜接效果；其次，合理規(guī)劃道路施工過(guò)程與后期運(yùn)營(yíng)所產(chǎn)生的自重及荷載情況，確保結(jié)構(gòu)安全；再次，結(jié)合實(shí)際考察，全面掌握設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)所處位置及周邊環(huán)境的地質(zhì)條件與自然環(huán)境，分析并調(diào)查潛在地質(zhì)災(zāi)害，綜合考慮所有因素，以此選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式（橋梁跨度與墩形架構(gòu)等）；最后，現(xiàn)代路橋設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)施還應(yīng)充分考慮建設(shè)區(qū)域的總體規(guī)劃，確保與周邊環(huán)境完美融合，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的美學(xué)特性，另外，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、節(jié)能與環(huán)保的設(shè)計(jì)理念，通過(guò)立體、簡(jiǎn)約、時(shí)尚和大氣的設(shè)計(jì)手段與方式，將現(xiàn)代新型城市建設(shè)地標(biāo)的特點(diǎn)充分體現(xiàn)，使其不僅在功能上滿足社會(huì)需求，更是在實(shí)際意義上實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)理念的升華。

1.2 設(shè)計(jì)原則

（1）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)；（2）緊密結(jié)合實(shí)際情況，設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)建設(shè)材料的選擇盡量滿足就地取材的條件，達(dá)到控制工程造價(jià)的目的，嚴(yán)格杜絕勞民傷財(cái)；另外，切實(shí)關(guān)注工程工期，促使其按預(yù)計(jì)工期完成工程建設(shè)；（3）充分利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與可靠性設(shè)計(jì)等現(xiàn)代化方法，確保設(shè)計(jì)成果滿足標(biāo)準(zhǔn)化要求；（4）優(yōu)先考慮新技術(shù)與新工藝，并結(jié)合傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，以保設(shè)計(jì)成果滿足環(huán)保、科學(xué)與合理等現(xiàn)代化要求。

2 道路橋梁設(shè)計(jì)任務(wù)安全風(fēng)險(xiǎn)因素分析

2.1 設(shè)計(jì)水平低下

相比于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)對(duì)于現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)施起步較晚，各方面管理水平較低，人員專業(yè)素質(zhì)參差不齊，一些人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)交通環(huán)境、流量與風(fēng)力等因素考慮不全，致使設(shè)計(jì)作品施工成實(shí)物后無(wú)法滿足使用性能的綜合要求；或是在設(shè)計(jì)過(guò)程中只是機(jī)械性的套用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，僅僅滿足于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的控制，對(duì)于結(jié)構(gòu)體系受力、耐久性和材料特性等其他方面未經(jīng)涉及，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體系簡(jiǎn)單，受力不科學(xué)，無(wú)法達(dá)到現(xiàn)代化使用要求。

2.2 設(shè)計(jì)方案落后

現(xiàn)代道路橋梁技術(shù)與結(jié)構(gòu)形式發(fā)展迅速，各新型模式與先進(jìn)理念層出不窮，受客觀條件與專業(yè)能力的限制，一些人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中思路落后，無(wú)法做到技術(shù)的更新與理念的轉(zhuǎn)化，致使設(shè)計(jì)作品無(wú)法滿足現(xiàn)代化交通需求，進(jìn)而埋下安全隱患。設(shè)計(jì)方案的編制是以指導(dǎo)施工建設(shè)為目的，它是對(duì)施工質(zhì)量、進(jìn)度與造價(jià)等建設(shè)要素的有力保障，受現(xiàn)實(shí)情況的影響，部分城市的道路橋梁設(shè)計(jì)工作以經(jīng)濟(jì)效益為主題，過(guò)度控制成本，設(shè)計(jì)作品的完成往往限制于極短時(shí)間內(nèi)，致使設(shè)計(jì)方案的討論與優(yōu)化過(guò)程走于形式，設(shè)計(jì)成果漏洞百出，更有嚴(yán)重者，對(duì)設(shè)計(jì)方案直接模仿或抄襲，根本不考慮實(shí)際情況，導(dǎo)致所設(shè)計(jì)的作品無(wú)法滿足現(xiàn)代化建設(shè)的需求。

2.3 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不合理

一個(gè)合理的道路橋梁建設(shè)方案，是以經(jīng)濟(jì)和安全為角度達(dá)到雙方面控制，這樣更有利于工程建設(shè)任務(wù)的順利實(shí)施。對(duì)于我國(guó)道路橋梁設(shè)計(jì)任務(wù)而言，該領(lǐng)域到目前存在問(wèn)題較多，其中以設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理性的欠缺最為突出，受傳統(tǒng)思想與模式的影響，我國(guó)道路橋梁設(shè)計(jì)理念與技術(shù)仍舊停留在上世紀(jì)90年代，缺少高尖技術(shù)與先進(jìn)理念的應(yīng)用，對(duì)先進(jìn)設(shè)備利用率不高，導(dǎo)致資源變相流失，且可再生資源利用率過(guò)低，未能與國(guó)家方針形成呼應(yīng)，嚴(yán)重阻礙了現(xiàn)代道橋事業(yè)的發(fā)展。

3 加強(qiáng)道路橋梁安全系數(shù)的設(shè)計(jì)優(yōu)化措施

3.1 強(qiáng)化結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)

道路橋梁作為承載結(jié)構(gòu)，使用過(guò)程中必然會(huì)受到地震、超載與顛簸的等因素的影響，加之結(jié)構(gòu)的疲勞作用，長(zhǎng)期的影響勢(shì)必會(huì)造成結(jié)構(gòu)耐久性的降低，從而減少其使用壽命。我國(guó)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念與標(biāo)準(zhǔn)缺乏以發(fā)展的眼光看待問(wèn)題，對(duì)于荷載的考慮往往僅限于當(dāng)下，未結(jié)合國(guó)家發(fā)展速度進(jìn)行綜合考慮，導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的受力體系難以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。道橋耐久性的提高，以長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看對(duì)結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行與經(jīng)濟(jì)投入更有利，因此，對(duì)于現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計(jì)任務(wù)的實(shí)施，必須要以發(fā)展和創(chuàng)新的目光看待問(wèn)題，積極學(xué)習(xí)提高自身能力的同時(shí)有計(jì)劃有針對(duì)性的引進(jìn)先進(jìn)理念與實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，在規(guī)范設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，充分考慮施工階段，使用階段和后期養(yǎng)護(hù)階段的任務(wù)實(shí)施，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)分析問(wèn)題，及時(shí)解決問(wèn)題，將一切不利因素徹底消除，以此提高結(jié)構(gòu)的耐久性與使用壽命。

3.2 重視超載問(wèn)題研究

對(duì)于道路橋梁的建設(shè)來(lái)說(shuō)關(guān)系著方方面面，在其最為重要的一個(gè)方面就是超載問(wèn)題。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)載重是不可以超越的。一旦超出了這個(gè)極限就會(huì)使得我們的工程發(fā)生了變化，嚴(yán)重的時(shí)候可能會(huì)造成嚴(yán)重的事故。所以我們深刻的認(rèn)識(shí)如何進(jìn)行避免超載問(wèn)題。很多橋梁以及重要路段都會(huì)發(fā)現(xiàn)各式各樣的警示標(biāo)語(yǔ)以及限高的標(biāo)志，在很大的程度上保證了道路橋梁的安全。

3.3 加強(qiáng)疲勞損傷研究

道路橋梁結(jié)構(gòu)所承受的風(fēng)荷載、車輛荷載等屬于動(dòng)荷載，這些荷載會(huì)在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)和累積疲勞損傷，再加上橋梁建造所使用的材料不是均勻的與連續(xù)的，而是存在著許多很微小的缺陷，那么這些缺陷在循環(huán)荷載的作用下會(huì)逐漸發(fā)展、合并，形成損傷，積累地多了就會(huì)在材料上形成裂紋，如果對(duì)這些裂紋控制不好，就會(huì)導(dǎo)致材料和結(jié)構(gòu)的脆性斷裂，帶來(lái)安全問(wèn)題。近年來(lái)，我國(guó)關(guān)于橋梁疲勞損傷的研究在逐步發(fā)展，由于混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，這一問(wèn)題已經(jīng)得到了很好的控制，但是對(duì)于有些鋼筋混凝土構(gòu)件在使用期由于受到腐蝕，其動(dòng)態(tài)性能和疲勞性研究的難度仍然很大，這方面的研究需要加強(qiáng)。

3.4 利用滿應(yīng)力準(zhǔn)則法

滿應(yīng)力準(zhǔn)則法是以滿應(yīng)力為準(zhǔn)則，本算法為了使結(jié)構(gòu)材料得到充分的利用，充分考慮各構(gòu)件在最少一種工況及最不利應(yīng)力的情況下達(dá)到材料的容許應(yīng)力的大小，因此發(fā)揮各構(gòu)件的最大使用限度。滿應(yīng)力準(zhǔn)則法包括應(yīng)力比法、齒行法及能量準(zhǔn)則法三種方法，其中，應(yīng)力比法是最基本最簡(jiǎn)單的迭代方法。齒行法是對(duì)應(yīng)力比法的一種改進(jìn)，主要體現(xiàn)在迭代方法的優(yōu)化上，在迭代過(guò)程中使每次的迭代點(diǎn)控制在主約束曲面上，通過(guò)合理的調(diào)整迭代點(diǎn)，使優(yōu)化目標(biāo)不斷接近。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，本文對(duì)現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計(jì)工作的實(shí)施細(xì)則進(jìn)行了全方位的論述，以存在問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題的主體思路，將我國(guó)現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計(jì)任務(wù)逐步推向標(biāo)準(zhǔn)化與多元化的發(fā)展方向，以此確保設(shè)計(jì)作品的先進(jìn)性與科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)我國(guó)道橋事業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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