李振东
34122419****080210,安徽 合肥 230061
摘要:伴随着我国交通运输业的发展,市政道桥施工项目越来越多。在当前的建筑行业发展过程中,道桥是城市基础性设施建设的重要组成部分,其施工质量关系社会生活的方方面面。文章立足于实际设计工作内容,对当前道桥设计的必要性和可行性进行了深入的研究与分析,并从当前道桥设计的现实情况入手,对结构化设计的应用展开了重点研究。
关键词:市政;道桥设计;问题;改进措施
引言
如果市政道桥工程出现裂缝问题,会对工程结构稳定性以及安全性产生直接影响,严重时甚至会造成道桥坍塌问题,引发严重事故,因此做好裂缝问题分析以及管控显得格外重要。同时,工程设计作为保证工程质量,降低裂缝问题产生概率的重要手段,也是工程建设单位需要重点关注的内容之一。就目前道桥设计情况来看,部分工程设计还存在着一定问题,需要进行改善。
1 道桥结构化设计的主要应用原则
1.1 合理性原则
道桥在城市化建设过程中的作用越来越重要,因此在结构化设计的过程中应牢牢坚持合理性的原则,使设计结构更加优化。在桥梁结构的设计思路中,设计者应从科学的角度出发,尽可能地减少道桥的总质量,对结构性能进行合理的优化。同时,在荷载的设计方面,设计人员应使用简单的方式来传递荷载,从而有效地平衡道桥的整体承载能力。
1.2 整体性原则
在结构化设计的过程中,设计人员需要具有全局设计的眼光,应从项目工程的长远发展来考虑,不仅要保证项目设计的质量,还应从经济的角度来计算成本的相关内容,从而体现出良好的整体性。例如,设计道桥水密层的尺寸时,设计人员可以将道路设计与混凝土设计作为一个局部性的整体来设计,从而加强两部分的连接性,还可以显著地提升道桥的延展性和质量的可靠性,提高道桥的建设质量。
2 设计问题
(1)设计阶段对于竣工后性能问题考虑有限。在设计阶段,部分设计人员将主要精力都放在了结构刚度以及强度设计方面,会更加注重设计强度和设计规范之间的匹配度,对于项目竣工后性能考虑相对有限。由于道桥投入使用之后,周边环境条件以及交通流量等也会对工程正常使用以及性能等方面产生影响,所以需要在进行设计时将各种问题考虑到其中,如果考虑不到,容易引发钢筋规格和实际要求不匹配等问题,会对道桥使用安全性产生直接影响。
(2)设计方案和道桥发展状况存在出入。在设计时可能会出于对经济利益的考虑,对工程工期进行压缩,加之对道桥发展状况考虑不足的情况,致使设计出现了对各种因素协调不当的情况,在设计技术以及设计理念方面还是存在着有待改进之处。在此种设计之下,工程实用性以及耐久性会受到直接干扰,并不利于工程建设与发展。
3 市政道桥设计问题的改进措施
3.1 固结墩梁和边支座的设计与控制
道桥项目施工建设阶段,施工方应综合分析主客观多种因素,对边支座、桥墩的数目等做出科学设计,加强墩柱结构承载性能指标的检测,其承载力满足设计要求时,方能使桥梁的抗倾覆能力得到更大保障。施工阶段还需要考虑恒载分配的情况,在采用2-3个边支座的桥梁工程中,边支座通常能产生更大的恒载反力,进而较有效地延缓产生脱空的时间。
已知曲线半径对桥梁跨径和边中跨造成的影响明显大于支点反力的影响程度,故而结构抗倾覆设计时应对如上问题加以高度重视。大部分工况下,当恒荷载储备较多的反力时,出现负反力的概率很低,即便有反力出现也均是正反力。
鉴于以上情况,在对道桥结构进行抗倾覆设计时,针对容易出现负反力墩台侧,应适度拓展其跨径,或者采用减小临近跨径的办法,均能取得增加墩台恒荷载储备量的效果,减少或规避桥梁投用阶段发生倾覆的情况。
整体分析公路道桥结构,不难发现盆式制作能起到较好的横向束缚作用。故而,在抗倾覆设计测算阶段,一定要对支座允许的横向变形(正常是3.0-4.0mm)情况给予重视,全面分析并科学释放这一位移,有益于降低横向反力。若检测到支点的横向反力超出纵向反力10%,在这样的工况下,施工人员需要隔墩布设盆式支座。如果面对的是柔性结构的连续高墩,那么可以利用墩和梁体相互固结的方法,同时将拉力支座布设在过渡段。
3.2 提高道桥的防水性能
道桥在应用的过程中往往会受到外界环境的影响,尤其是我国很多地区恶劣天气较多,这对道桥工程的质量产生了极大的威胁。从目前行业内的施工情况来看,对防水结构的施工已经成为道桥建设过程中的重要组成部分,从某种意义上来说,防水性能的好坏直接影响道桥的质量,因此在结构化的设计过程中,设计人员必须对防水结构进行细致的设计,同时论证其可行性,从而确保道桥具有良好的防水结构。从目前的应用范围来看,道桥的防水结构主要是由排水工程和防水工程两方面组成,在设计的过程中,设计人员要采取有效的措施,防止道桥出现涝渍的情况,并及时处理道桥路面的积水、积雪,做好排水工作。施工时,越来越多的新型材料也开始应用于施工过程中,施工人员可以将一些防水性能良好的建筑材料应用在道桥的表面部位,结合道桥的具体特点制作出防水层,从而全面提高道桥的防水性能,延长道桥的使用寿命。
3.3 加强桥宽与边支座间距比的控制
在道桥设计施工阶段,有效控制桥宽和边支座间距比,能较好地改善桥梁项目的抗倾覆性能,使桥梁投用过程的安全性得到更大保障。参照既往相关调研与分析资料,若道桥的桥宽与边支座间距比>2.5,尤其是直桥,其抗倾覆性能处于交叉水平,而安全风险系数偏大。这就预示着在道桥抗倾覆设计阶段应对如上问题加以重视,在确保桥梁项目建设质量的基础上,尽可能地短缩悬臂长度,拓展箱底的宽度,科学设定支座横向间距值。以上是提升桥梁抗倾覆性能的有效举措之一。另外,也可以配合使用断横梁外伸的方法去降低桥宽与边支座的间距比。
3.4 优化结构化设计模型
在道桥的结构化设计过程中,需要结合当前的技术对设计模型进行优化,从而使其更加符合当前道桥的设计要求。首先,可以对道桥进行离散化的结构设计。这种结构设计可以有效地改善道桥的整体性能,还可以将结构的自由度转化为有限的自由度。但是在离散化的设计过程中,设计人员需要对桥梁结构的应力进行仔细计算,确保结构具有很好的稳定性。其次,需要对道桥进行模型结构的设计。设计人员应从力学的角度出发计算出道桥的静荷载,按照相关参数的内容来进行结构化的建模。设计人员还要从材料和荷载这一角度出发,通过精确的计算与分析,利用各类材料来对道桥的结构进行模拟分析,从而确保道桥的最终施工质量能够达到预期的要求。
4 结语
随着城市化进程的不断加快,人们的生活水平在不断提升,对于一些基础设施的建设要求在日益提高。而且从另一个层面来看,基础设施建设水平是一个国家发展水平的有力体现。而道桥作为城市基础设施之一,必须予以高度重视,需要对在道桥建设过程中出现的问题进行及时商讨,找出质量问题出现的原因,并且制定相应的预防措施。同时,在建设过程中施工队伍要逐渐积累自己的施工经验,在此基础上不断探索新工艺,从而有效提升施工质量,保障城市道桥的建设质量,进而推动城市发展。
参考文献:
[1]李丹.结构化设计在道桥设计中的应用[J].住宅与房地产,2020(18):94.
[2]王东.结构化设计在桥梁设计中的应用[J].中国住宅设施,2019(6):54-55.
[3]常恒.结构化设计在道桥设计中的应用[J].工程技术研究,2019,4(23):177+238.
[4]陈杰,崔炫,来苏群,等.浅析结构化设计在道桥设计中的应用[J].黑龙江交通科技,2015,38(7):102+104.