冯含笑
聊城市科慧市政工程设计院/山东聊城/252000
摘要:道路桥梁设计对工程施工建设和质量产生重要影响。为顺利完成施工任务,预防质量问题发生,采取有效措施,提高结构设计水平,对道路桥梁工程开展安全性与耐久性设计是十分必要的。然而从道路桥梁实际运营来看,结构的安全性与耐久性设计存在不足,容易导致质量缺陷发生,影响道路桥梁工程使用寿命,对车辆通行也带来不利影响。为转变这种情况,应加强设计技术规范标准学习,提高结构设计水平,认真开展道路桥梁安全性与耐久性设计。
关键词:结构化设计;道路桥梁;桥梁设计
引言
在我国现代社会的不断发展过程中,人们的生活水平提升效果比较明显,与此同时交通系统逐渐完善,发展道路桥梁设计在整个交通系统中具有重要的地位,道路桥梁设计的综合质量会对其公路系统的建设质量产生直接的影响,因此要求相关的管理部门加强对道路桥梁设计施工工作的重视,提高管理力度。由于道路桥梁工程和其他的建筑工程类型相比,整体施工程序和流程更加复杂,在具体的施工中不但要考虑到道路桥梁的实用性价值,还需要考虑到整体施工环节的安全性,并且还需要对建设成本进行控制。
1 道路桥梁设计中的常见问题
1.1 道路桥梁设计方案缺乏创新
设计者一般由于设计时间短、承包任务量过重、缺乏竞争环境、专业知识不足、建筑设计行业的评奖评优制度不完善等因素造成道路桥梁设计过于陈旧,创新度不足,甚至经常发生模仿或者抄袭前人的设计方案,严重影响了设计者的积极性,导致设计成果驻足不前。除此之外,一些毫无创新和指标达标率低的道路桥梁设计方案也可以轻而易举地通过生产方并付诸实际。同理,设计者在甲方控制经济预算的情况下,也会发生设计方案中预选材料质量不过关,管道排水渗水等施工前事故。
1.2 桥梁抗荷载能力设计不科学
当前,超载和重载车辆通行数量不断增多,影响结构安全性和耐久性,因此有必要开展桥梁抗荷载能力设计。但部分道路桥梁工程的抗荷载能力设计不科学,在路桥结合部位、桥墩、主体结构设计时,对结构抗荷载能力考虑不全面,影响工程运行和质量提升。
1.3 边坡防护的问题
因为道路桥梁属于外部的工程,修建好的时候会受到自然的影响,长期受到下雨、下雪、狂风等多种天气状况的影响,边坡自然会遭到侵蚀,如果在设计过程中没有考虑到自然环境的影响,缺少对边坡的防护,长期以来,就会被破坏。同时,在进行设计时工程师会根据自己设计的图纸对施工过程中所使用到的材料有一定的规定,但在实际的施工过程中,填料的使用与设计的要求不一样,这就难以达到设计时所理想的要求,会加快路面的沉降。此外,因为设计与实际的工程存在一定的差距,在设计时就会出现平纵线组合不当、位置选择不科学等情况,最后就导致边坡排水不当,引发积水的情况,破坏连接处的衔接。
2 优化策略
2.1 提高道路桥梁设计水平
在基础设施建设中,道路桥梁设计水平主要把控着道路桥梁工程的成败。首先,施工甲方在确定建筑完成之前要确保留给承包设计单位的时间充足。再者,承包方要认真严谨地确保设计者作品科学合理,考虑面面俱到,同时必须坚持遵守设计原则,不把任何一项投入实际生产应用的工程做试验品,全力杜绝出现任何大小的工程质量问题。
在设计过程中,设计人员还要处理好当前成熟技术与技术创新间的协调发展,既不能因强调创新而冒进,又要在设计中体现创新意识。
2.2 通过结构化设计对道路桥梁模型计算和分析
在结构化设计的应用中,道路桥梁设计主要是包括模型化结构、离散化结构以及简化计算模型。具体来说,离散化结构就是将整体的道路桥梁结构进行划分,使之产生多个相对更加独立的结构,对这些结构进行受力分析,发现具体的施工以及设计方面都体现出一定的方便性特点,能够更好地满足施工设计人员的客观需求。其次是模型化的结构,大多数道路桥梁在实际设计中需要对其进行力学分析,总结设计中的结构以及规律,从而能够使相关人员在所设计的模型中更加方便地找出具体的矛盾,并对其进行深入分析,通过模型来将具体的形象进行展示,实现对于道路桥梁施工整体性的指导和优化。之后是荷载和材料的简化模型。通常在对道路桥梁结构进行设计的过程中,会假设所使用的材料具有理想的塑性及弹性,并且采取适当的参数对无限自由度荷载进行随机模拟。其中,有效参数具有较强的概率特性。
2.3 重视结构疲劳损伤设计
车辆荷载的反复作用、行人通过、风荷载的影响等,都会导致桥梁内部结构出现应力变化。久而久之,桥梁结构会出现疲劳损伤,进而形成裂痕,发生结构脆性破坏。为此,有必要开展结构疲劳损伤设计,合理选择施工材料,采用耐腐蚀性的混凝土。并加强混凝土疲劳控制,优化结构设计,缓解结构疲劳。要将结构安全性和耐久性作为设计的重要内容,尽可能减少疲劳损伤发生的概率。模拟并分析混凝土抗氧化性能,提高混凝土配合比设计水平,注重道路桥梁混凝土养护工作,最大限度发挥混凝土综合性能,确保其经久耐用。提高混凝土配合比设计水平,合理控制掺和料用量,优化水灰比中水泥的用量,冬季混凝土施工需适当增加引气剂,进一步提升桥梁结构性能。
2.4 结构化设计应用应当注意的内容
道路桥梁结构化设计的过程中,应当合理选择桥梁的整体结构,重视更加简便化和实用性的结构配置,使其充分体现到道路桥梁结构设计中,并对整体结构进行进一步的优化,从而能够有效地降低道路桥梁结构的整体重量,完善道路桥梁结构的设计要求。目前,道路桥梁结构设计中会使用到丰富的原材料,同时具有较大的承载要求,因此应当选择重量更轻的复合整体性结构。除此之外,随着我国道路桥梁工程的规模以及数量不断扩大,相关方面重视对道路桥梁的设计,施工中难度也有所提升。要保证道路桥梁整体结构的连续性,就需要采取结构化设计,有效地保证桥梁的设计效果符合交通方面的需求,提高结构化设计的稳定性以及使用的安全性,另外还能够有效地优化桥梁的结构,并帮助相关部门节省桥梁建设中所使用的材料。除此之外,还要重视桥梁材料和整体结构之间的整合,对材料进行分类,如果结构的受力比较大,就应当思考更合适的材料和形状,充分体现出力的作用。还要求对不同的设计方案进行深入的对比和分析,从而在桥梁结构化设计的过程中产生更好的选择。
结束语
道路桥梁结构设计中,通过创新设计理念,把握设计要点,进行安全性与耐久性设计,能够科学合理指导道路桥梁施工,提升桥梁结构外形美观程度。同时还能预防裂缝、沉陷、倾覆等问题发生,促进道路桥梁工程质量提升,有利于降低养护维修费用,并为车辆安全顺利通行创造便利。因此,设计人员要加强规范技术标准学习,创新设计理念,把握设计要点,提升道路桥梁结构的安全性和耐久性,有效指导工程施工建设,使其更好满足车辆通行需要,促进道路桥梁工程质量和效益提升。
参考文献
[1] 陈博.道路桥梁设计中结构化设计的应用研究[J].交通世界,2020,24:77-78.
[2] 张实.公路桥梁设计的安全性和耐久性分析[J].林业科技情报,2019(4):126-128,132.
[3] 王玲.道路桥梁设计隐患问题及完善措施[J].交通科技,2016(01):55-57.11.