橋梁設(shè)計(jì)常見荷載問題及處理途徑

肖隨明

摘要：橋梁是交通道路設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中基本組成部分，隨著交通形式的越發(fā)復(fù)雜，橋梁應(yīng)用的范圍更加廣闊，橋梁設(shè)計(jì)中的荷載問題顯得尤為重要。本文從橋梁荷載設(shè)計(jì)的基本原則出發(fā)，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)中常見的荷載問題進(jìn)行分析，并給出對(duì)應(yīng)的處理途徑。

關(guān)鍵詞：橋梁;荷載;設(shè)計(jì)

橋梁荷載是在設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)可能出現(xiàn)荷載的統(tǒng)稱，通常包括恒載、活載和其他荷載。對(duì)荷載的確定步驟分為計(jì)算方法、具體結(jié)構(gòu)分析、最終結(jié)果三個(gè)環(huán)節(jié)。荷載計(jì)算的科學(xué)性與否，不僅對(duì)橋梁的使用壽命有著較大的影響，而且對(duì)橋梁安全有著重大的影響。

一、橋梁荷載設(shè)計(jì)需堅(jiān)持的原則

橋梁荷載設(shè)計(jì)過程中常會(huì)出現(xiàn)諸多方面的問題，其中兩個(gè)方面產(chǎn)生的問題最為明顯：一是橋梁的設(shè)計(jì)方案與實(shí)際需求之間產(chǎn)生較大的差異，在實(shí)際運(yùn)行過程中無法滿足生產(chǎn)生活的需要。二是橋梁設(shè)計(jì)體系不夠科學(xué)，使得局部荷載性能達(dá)不到運(yùn)行要求，從而造成整體荷載受限。為確保橋梁施工和實(shí)際運(yùn)行的質(zhì)量，在進(jìn)行橋梁荷載設(shè)計(jì)時(shí)，需要堅(jiān)持兩個(gè)重要的原則：一是要嚴(yán)格按照國(guó)家頒布實(shí)施的設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)文案進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保設(shè)計(jì)中各項(xiàng)指標(biāo)能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求;二是在滿足質(zhì)量要求的同時(shí)，通過技術(shù)性調(diào)整盡量降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本，確保整體設(shè)計(jì)能夠達(dá)到較高的性價(jià)比。

二、橋梁荷載設(shè)計(jì)中的常見問題

（一）耐久性考慮不足

橋梁運(yùn)行過程中耐久性不足是我國(guó)各類橋梁運(yùn)行過程中存在較多的問題，以此造成后期維護(hù)和改建費(fèi)用較高，給當(dāng)?shù)亟煌ㄔO(shè)施的正常運(yùn)行和居民出行安全帶來較大的影響。產(chǎn)生這一問題的主要原因是由在施工方案的設(shè)計(jì)中，對(duì)橋梁主體結(jié)構(gòu)的抗壓能力計(jì)算出現(xiàn)較大誤差，對(duì)外界環(huán)境影響考慮不夠周全，以此造成橋梁在實(shí)際運(yùn)行過程中損耗速度不斷加快，嚴(yán)重影響了橋梁的設(shè)計(jì)壽命。

（二）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低

處于經(jīng)濟(jì)因素方面的考慮，橋梁設(shè)計(jì)方案中諸多環(huán)節(jié)無法達(dá)到國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)或者僅能達(dá)到最低設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和交通流量增長(zhǎng)的預(yù)測(cè)嚴(yán)重失衡，使得橋梁使用的期限嚴(yán)重縮減，不得不采取改擴(kuò)建等措施來彌補(bǔ)前期設(shè)計(jì)的不足，造成更大的浪費(fèi)。

（三）承重能力設(shè)計(jì)不足

橋梁在運(yùn)行過程中能夠達(dá)到的極限承重力和抗壓能力是確保橋梁整體質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，承重能力不足會(huì)給橋梁的實(shí)際使用帶來較多方面的后續(xù)問題。在通行車輛重力超出橋梁極限承重能力標(biāo)準(zhǔn)的情況下，將會(huì)造成極大的安全隱患，對(duì)橋梁的部分結(jié)構(gòu)造成損害，減少橋梁的實(shí)際使用年限。

三、橋梁荷載問題的相關(guān)處理途徑

（一）強(qiáng)化在耐久度方面的設(shè)計(jì)

橋梁整體的耐久度受到各種外界因素的影響，因此在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵性細(xì)節(jié)的處理，尤其是對(duì)于受氣候、水利等因素影響較大的部位，需要對(duì)其損耗趨勢(shì)進(jìn)行嚴(yán)格預(yù)測(cè)，在必要的情況下，要多方查找當(dāng)?shù)氐娜宋馁Y料和自然環(huán)境資料，基于計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)上測(cè)算出科學(xué)的數(shù)據(jù)，從而確保在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)各種數(shù)據(jù)不僅能夠達(dá)到國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的最低要求，還要能夠使關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)方案能夠滿足極限條件的運(yùn)行需要[1]。此外在設(shè)計(jì)過程中還要對(duì)建筑材料的選用進(jìn)行科學(xué)界定，充分考慮建筑材料在施工過程和橋梁運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的損耗問題，對(duì)于具有特殊氣候因素的地區(qū)，要采取具有對(duì)應(yīng)特征的建筑材料，或者進(jìn)一步設(shè)計(jì)建筑材料的特殊處理措施，盡量減少由于部分環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題而對(duì)橋梁的整體耐久度產(chǎn)生影響。

（二）科學(xué)提升設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

在橋梁設(shè)計(jì)工作設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是設(shè)計(jì)內(nèi)容所要能夠達(dá)到的最低標(biāo)準(zhǔn)，是設(shè)計(jì)工作開展的基本依據(jù)，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)工作開展的過程中，不能完全基于最低標(biāo)準(zhǔn)出發(fā)，而是要結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際狀況和遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃，對(duì)橋梁的計(jì)算荷載、驗(yàn)算荷載、沖擊力、離心力、橫向搖擺力和人群荷載等多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)測(cè)算[2]。在設(shè)定相應(yīng)的系數(shù)時(shí)，要能夠根據(jù)時(shí)代發(fā)展的要求適當(dāng)提高相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。此外，在橋梁運(yùn)行過程中，管理部門要加大監(jiān)管力度，減少由于超載等不法營(yíng)運(yùn)現(xiàn)象給橋梁荷載帶來的負(fù)面影響，確保橋梁的運(yùn)行年限和運(yùn)行質(zhì)量能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（三）強(qiáng)化對(duì)疲勞損傷的研究

橋梁設(shè)計(jì)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)能否達(dá)到實(shí)際運(yùn)行的需求，與其實(shí)際運(yùn)行中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)性能和疲勞性能的改善情況有著直接性的關(guān)系。雖然我國(guó)近幾十年來在橋梁設(shè)計(jì)和施工方面已經(jīng)取得了較為優(yōu)異的成績(jī)，但是由于橋梁設(shè)計(jì)過程中對(duì)疲勞損傷研究不足所帶來的后遺癥依然存在。尤其是在后期運(yùn)行過程中，更多的是通過對(duì)橋梁運(yùn)行的定期監(jiān)測(cè)從而達(dá)到掌握橋梁運(yùn)行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的目的，確保橋梁運(yùn)行中的安全[3]。通過計(jì)算機(jī)軟件建立橋梁運(yùn)行過程中疲勞損傷的運(yùn)行模型，通過數(shù)據(jù)處理倒推橋梁設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)要求，是強(qiáng)化疲勞損傷的有效途徑。但是就目前的發(fā)展水平而言，相應(yīng)的技術(shù)手段還無法滿足設(shè)計(jì)工作的實(shí)際需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

橋梁設(shè)計(jì)中對(duì)荷載結(jié)果計(jì)算產(chǎn)生的因素包括多個(gè)方面，在實(shí)際工作開展過程中，設(shè)計(jì)人員必須將設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)實(shí)狀況結(jié)合在一起，綜合考慮橋梁工程運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的因素，從而確保設(shè)計(jì)結(jié)果更加符合橋梁運(yùn)行的實(shí)際需要，為橋梁工程的施工設(shè)計(jì)提供科學(xué)的指導(dǎo)，為橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的提高提供必要的保障，為我國(guó)橋梁事業(yè)的發(fā)展做出應(yīng)用的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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