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桥梁结构安全性设计若干问题的思考

  
评论: 更新日期:2012年09月18日

    笔者一直在从事桥梁施工阶段的监理工作,在施工监理过程中,发现影响桥梁使用安全性、耐久性方面存在着若干问题,原因涉及到设计、施工和监理等方方面面。本文仅从设计方面的若干问题进行分析,并提出一些对策措施。
    一、具体细节的设计方面
    设计人员没有结合桥梁所在地区的材料实际供应情况。在乡镇,优质的砂石子材料一般不多,如果设计高强度混凝土(如预应力空心梁混凝土设计为C50),将可能给施工造成很大困难。因此,在乡镇地区,桥梁混凝土抗压强度设计为C40为妥。而在市区,预应力空心梁混凝土抗压强度设计为C40或C50均可,因市区一般都有商品混凝土基地,砂石材料供应质量有保障。
    设计人员对乡镇地区洪水位了解不详,经常导致设计时桩基系梁位置较低,施工困难,造成系梁结构质量不易保证。监理单位应该协调设计单位,适当提高系梁标高。
    构造设计存在漏洞。典型问题是伸缩缝处仅设普通橡胶支座。应改为橡胶活动支座,否则在汽车荷载作用下伸缩缝处易拉裂,普通橡胶支座变形,极大地影响结构安全和耐久性。监理人员应及时发现问题,建议业主要求设计单位进行支座变更。
    桥面没有设计整体钢筋网,没有考虑汽车超载问题。超载现象在我国公路运输中较为普遍,汽车超载营运,会对桥梁结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响,因此除了交管部门要加强管理外,设计时也需要对超载带来的后果进行研究、分析。
    伸缩缝处空心梁预埋数量不足,监理及施工单位必须事先做好复查工作。桩基主筋保护层与建筑制图不一致,施工及监理单位必须十分注意这一问题,否则桩基主盘保护层难以达到设计要求。
    二、结构的耐久性设计问题
    桥梁在建造和使用过程中,一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。
    在大跨度桥梁领域,国内从上世纪80年代以来,建造了大量的斜拉桥。虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少,但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索,既影响了使用,又带来了经济损失。
    需要指出的是,很多这类问题与没有进行合理的耐久安全性设计有关,这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明,除了施工和材料方面的原因,影响结构耐久性的根本因素是来自构造设计上的缺陷。
    国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久安全性的研究,也取得了不少成果。而这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的,对如何从结构和设计的角度来改善桥梁耐久安全性却很少有人研究。而且,长期以来,人们一直偏重于结构计算方法的研究,却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。因此,需要努力将耐久安全性的研究从定性分析向定量分析发展。

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