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浅析公路桥梁安全性和耐久性设计
发布时间:2023-01-03 09:00:13
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1 公路桥梁安全性和耐久性问题
1.1 桥梁设计问题。
公路桥梁的设计要依据不同的场地条件和自然因素选择合适的桥型, 结构设计过程的第一要务就是选择合适的结构形式, 然后进行结构受力分析和构造措施设计。现阶段我国公路桥梁设计过程中存在一种很明显的倾向就是重视强度刚度设计, 而对桥梁的耐久性考虑不周, 或盲目最求新颖采用受力不明确的结构形式, 导致安全性得不到保障。有的结构整体受力图式或传力路径不合理, 甚至畸形;有的结构选用的混凝土强度等级过低;有的结构保护层厚度不足、钢筋直径过小、截面尺寸过小, 这些都严重影响构件的安全性和耐久性。同时, 一些设计人员对于施工和养护管理不是很了解, 设计中未考虑施工困难程度及养护管理的实施方便性, 造成施工过程中桥梁质量不能有效的得到保障, 养护管理部门不能进行检测维修。
1.2 桥梁施工问题。
近年来国内发生的桥梁事故大部分与施工方面有关。一方面, 行业之间存在恶性竞争, 为了中标项目一些施工单位故意以低价中标, 然后再分包或转包出去, 承包商为了获得最大利润, 在施工过程中采用偷工减料, 以次充好等不法手段。另一方面, 现阶段施工人员大部分为没有经过专业培训的农民工, 对桥梁相关问题不熟悉, 加上技术人员不能时刻监管到位, 使得施工质量得不到保障。一些施工技术人员专业水平有限, 对一些施工工艺流程不甚了解, 盲目施工。这些问题在一定程度上直接对桥梁的安全性和耐久性造成影响, 甚至直接导致桥梁的垮塌。1.3桥梁管理问题。我国的桥梁建设普遍存在这种现象, 重视初期的建设, 但对建成运营后的维修管理不到位。如雨雪天气对桥面冰块和积水清理不及时, 会使水渗入桥梁结构中, 导致钢筋锈蚀和混凝土进一步开裂;伸缩缝不定期检查清理里面的堆积物, 使得桥梁不能按照设计充分的变形, 结构受力形式改变, 甚至有些构件发生破坏。桥梁设计中, 设计基准期是对主要承重构件而言的, 而非主要构件, 如支座、斜拉索护套等一般只会有20~30年的寿命, 后期管养不工作不到位, 构件更换不及时, 就会严重影响结构的整体工作性能, 影响结构的安全性和耐久性。
2 提高公路桥梁安全性和耐久性的对策
2.1 发展桥梁的节段预制拼装技术。
全预制混凝土桥梁是一种将混凝土桥梁上部和下部结构的主要构件在工厂或预制场预制、现场拼装的桥梁。其中, 根据截面形式、跨径大小等构造特点, 桥梁上部结构的主梁采用纵向竖缝划分桥宽、全跨逐梁预制, 或采用横向竖缝划分桥跨、全宽节段预制, 桥面护栏、分隔带等节段预制;桥梁下部结构桥墩的盖梁、墩柱、基桩, 以及桥台的台身、挡墙等作为基本构件, 分别根据其尺寸大小采用整体预制或节段预制。全预制混凝土桥梁的少数非预制部分, 主要为上部结构的连接构造、桥面铺装及下部结构的墩柱底桩顶的承台。
预制拼装采用工厂化施工, 在施工过程会提高施工质量, 其施工条件与养护时间充分, 这样规避了一些自然因素影响, 也大大提高了施工的效率, 桥梁的构建能满足设计要求, 现阶段在进行预制拼装过程, 要充分结合实际, 拓展上部结构、桥梁墩台及基础的预制拼装技术, 以及充分对预制拼装的受力特性进行分析, 实现有效的拼接措与管理。

2.2 重视公路桥梁设计疲劳损伤方面的内容。
随着我国工业化和现代化的快速发展, 以及不同地区产业结构差异影响, 汽车荷载存在变异性, 设计过程中应注重总结交通信息及产业结构的变化, 并适时并合理的考虑到设计当中。公路桥梁工作的环境复杂, 承载着各种可变载荷, 如车辆载荷、人群荷载、风荷载等, 这些反复的应力会造成公路桥梁不同程度的振动, 最终导致疲劳损伤。随着时间的推移, 疲劳损伤的面积会扩大, 从微观的损伤转化成宏观的裂缝破损, 如果不采取有效的控制措施, 则裂缝还会蔓延, 导致安全问题。疲劳损伤方面的内容是渐变的, 短时间内很难被关注到, 但损失一旦造成, 将是难以挽回的。公路桥梁的疲劳损伤被认为是设计中最关键的问题之一, 影响到整体结构的稳定性和可靠性, 而疲劳损伤不只是关注整体的结构, 许多问题来源于微小的部件, 最常见的就是拉索锚固端的疲劳损害。因而要重视公路桥梁设计中的疲劳损伤, 从构件、连接件、钢筋部分、混凝土的应力极限等逐项分析, 在设计过程中要验证这些部分受到循环应力作用下的性能, 关注微观上的技术指标, 避免疲劳损伤的扩大。2.3加强桥梁的细节设计。设计要充分贯彻结构可检、可修、可加强的设计理念。结构选型是避免选择奇特怪异的结构, 应采用结构形式简单和受力明确的结构, 同时注重结构的冗余设计, 提高结构的整体安全性。设计过程中需要充分考察其施工环境, 结合环境的现实要求, 加强桥梁自身的抵抗力。如防止风沙、水流等对桥体的侵蚀作用, 加强混凝土的质量和抗腐蚀性。必要时可以根据实际情况, 利用加厚保护层、提升混凝土质量, 添加涂层, 更换耐腐蚀性材料, 刷图阻锈剂等方法实现桥梁对环境的抗破坏性。

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