橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要點(diǎn)范文

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《珠江水運(yùn)雜志》2014年第二十四期

1.市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計問題及解決措施

1.1耐久性設(shè)計問題

在對市政橋梁進(jìn)行建設(shè)時，由于整個橋梁體是需要完全暴露在空氣之中的，因此日積月累下來極易遭受周邊環(huán)境的影響與有害物質(zhì)的侵蝕。另外，橋梁結(jié)構(gòu)還會受到交通車輛承載、地震、疲勞等多重因素的影響，在對其進(jìn)行施工建設(shè)時所用材料在經(jīng)過風(fēng)吹日曬的侵襲后，自身的性能將會逐漸走向衰退，整個橋梁結(jié)構(gòu)各處均會出現(xiàn)損傷。雖然現(xiàn)今出現(xiàn)的橋梁倒塌案例數(shù)在逐漸減少，但是不可否認(rèn)的是，仍舊有許多橋梁由于受到拉鎖耐久性的影響，致使其使用性遭受嚴(yán)重?fù)p害。有部分市政橋梁拉鎖并未到達(dá)常規(guī)使用年限便不得不提早退休。耐久性問題的突出化致使橋梁建設(shè)后無法正常使用，帶來了極大的經(jīng)濟(jì)損失。耐久性問題的日益突出促使人們不得不加強(qiáng)對其的關(guān)注，在相關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)對整體與細(xì)節(jié)上的結(jié)構(gòu)設(shè)計加強(qiáng)重點(diǎn)，對橋梁耐久及安全性的研究也應(yīng)逐漸趨向于定量分析。

1.2著重關(guān)注抗震性能

有部分市政橋梁的修筑地可能在于一些地震常發(fā)地帶，因此在對此類市政橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)將抗震性能考慮其中，采取一定的抗震措施。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)注重對施工質(zhì)量的控制，在接縫處確保其強(qiáng)度。對于橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計，還需將整體聯(lián)結(jié)性放在重要位置，加強(qiáng)橋梁墩臺與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的整體連貫度。加強(qiáng)配筋，進(jìn)一步提升整體結(jié)構(gòu)的延性。有部分橋段所處地域的土質(zhì)較為不良。在對此橋段結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，則需對實(shí)際狀況充分考量，采取相應(yīng)的加固措施。對于一些抗震性能較為薄弱的地方還應(yīng)對其構(gòu)造進(jìn)一步加強(qiáng)[2]。有部分市政橋梁對于整個城市的發(fā)展而言極為重要。針對此種橋梁，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，可以在各方面條件均允許的情況下，對橋梁采取一些具有較好減震性能的裝置，如橡膠墊塊等。

1.3疲勞損傷問題

市政橋梁結(jié)構(gòu)一般承載的車輛及風(fēng)向荷載均屬于動荷載范疇內(nèi)，在整個橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)將會逐漸形成一種應(yīng)力，且此應(yīng)力具有循環(huán)變化性。這些應(yīng)力一旦產(chǎn)生會致使整個橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不必要振動的同時，出現(xiàn)疲勞損傷。大部分的市政橋梁施工中所采用的材料或多或少的會存在著一定的缺陷，且缺乏均勻、連續(xù)性。一旦受到循環(huán)應(yīng)力的作用影響，細(xì)小的缺陷將會逐漸集中匯聚，最終產(chǎn)生結(jié)構(gòu)損傷或是裂紋。如果設(shè)計人員在設(shè)計中未將此問題納入至考慮范疇中，相關(guān)的施工人員在施工時則無法對出現(xiàn)的宏觀裂紋采取科學(xué)的應(yīng)對解決措施，進(jìn)而導(dǎo)致更為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)脆性斷裂問題出現(xiàn)。較早時期的疲勞損失無法被及時檢測出，但是其所帶來的危害卻是能夠與災(zāi)難相等同的。因此，在橋梁設(shè)計中需對此問題著重關(guān)注，加強(qiáng)防范。疲勞損傷在橋梁設(shè)計中的地位極為重要且關(guān)鍵，由其引發(fā)導(dǎo)致的開裂問題極多。因此，在市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需將此類問題作為極為重要的考慮因素。

2.市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵點(diǎn)

2.1防洪水位及人行橋欄桿在對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需在充分考量百年洪水位的基礎(chǔ)上對所處地域的防洪水位著重關(guān)注，核查其相關(guān)影響。在對人行橋欄桿進(jìn)行設(shè)計時，需做好相關(guān)的抗水平外推檢算設(shè)計，欄桿重量也不應(yīng)超過1.2kN/m的范圍，樣式應(yīng)以豎條或是整板為主。欄桿建成后明令禁止行人攀爬，對于一些特殊欄桿給予橋梁設(shè)計的影響也應(yīng)充分全面的考慮。

2.2交通量及特殊荷載在進(jìn)行城市橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計時需在對其所承載交通量全面分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行車道寬度、結(jié)構(gòu)的預(yù)測明確。特別是一些互通式的立交橋在設(shè)計時，需依照其自身需求、車輛行駛速度充分考量，對橋梁的結(jié)構(gòu)規(guī)模合理設(shè)計，避免出現(xiàn)交通堵塞問題。我國的超載問題極為突出卻又無法完全杜絕。對于一些極為突出、明顯化的超載情況，可能會導(dǎo)致出現(xiàn)橋梁塌陷、傾覆等問題。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計中需對此類特殊因素著重考量。在進(jìn)行橋梁荷載驗(yàn)算時，需在最大荷載值的基礎(chǔ)上進(jìn)行1.4倍的乘以處理。對于一些支座或是墩梁結(jié)構(gòu)可以考慮安裝抗傾覆裝置。

2.3實(shí)例說明英雄大橋是位于南昌的一座跨贛江特大橋，其無論是從結(jié)構(gòu)還是施工上看均達(dá)到了世界超一流水平。整座大橋無論是樁基、邊跨鋼箱梁還是鋼箱梁合龍的設(shè)計施工，均讓相關(guān)工作人員煞費(fèi)苦心。通過對橋梁設(shè)計問題的著重分析研究，最終獲取到了較好的成效。為了更好地應(yīng)對可能出現(xiàn)的問題，相關(guān)設(shè)計人員對此橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了再設(shè)計施工，對其系桿進(jìn)行了加固設(shè)計，以此幫助其更好承受拱腳推力，滿足荷載需求。與此同時，還在橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)加強(qiáng)了減震性能的設(shè)計，從而全面有效的抵擋可能發(fā)生的地震災(zāi)害。另外，在大橋的兩側(cè)還進(jìn)行了1.5m人行道的設(shè)置。英雄大橋基本資料如表1所示

3.結(jié)語

現(xiàn)今的市政橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計體系尚且有待進(jìn)一步的健全完善，需要借助多方力量的幫助支持。城市橋梁設(shè)計本身就具有極強(qiáng)的系統(tǒng)復(fù)雜性，需要設(shè)計人員具備極為豐富的理論知識及專業(yè)化的實(shí)踐技能，盡可能地將一些由于主觀因素導(dǎo)致出現(xiàn)的不利設(shè)計結(jié)構(gòu)影響降到最低，將對橋梁質(zhì)量產(chǎn)生損害的不良因素盡可能地規(guī)避，從而更好地達(dá)成城市橋梁工程規(guī)劃要求，為后期的施工建設(shè)提供幫助。

作者：楊俊寧俞娟單位：江西省交通設(shè)計研究院有限責(zé)任公司