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關(guān)鍵詞:城市;河道;景觀
在城市河道綜合治理中,河道景觀設(shè)計(jì)是一個(gè)重要方面。河道景觀是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施,不僅發(fā)揮著防汛、排澇、航運(yùn)等功能,還承擔(dān)著城市旅游、市民休閑、美化城市等功能。但往往在規(guī)劃設(shè)計(jì)中只注重河道功能的設(shè)計(jì)要求,而對(duì)景觀設(shè)計(jì)把握不夠。因此如何合理運(yùn)用設(shè)計(jì)方法進(jìn)行河道景觀規(guī)劃設(shè)計(jì),使河道真正構(gòu)成城市的一道亮麗風(fēng)景線,是我們當(dāng)前重要思考的問(wèn)題。
一、當(dāng)前城市河道景觀設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
(1)自然景物:如水面的波紋、岸旁的蘆葦、河岸上的樹木、浮動(dòng)的漁舟、閑適的小鳥、和煦的陽(yáng)光等,有樹、草、魚、鳥及水、土、石等自然景物的河流景觀,才能稱其為真正的河道景觀,如何保存、修復(fù)這些景觀,留后世以豐富的自然環(huán)境是河道景觀設(shè)計(jì)面臨的一個(gè)重要的課題。
(2)人造景物:目前我國(guó)大多數(shù)的河流景觀設(shè)計(jì)往往側(cè)重于構(gòu)成景觀的“硬質(zhì)景觀”(如堤防、護(hù)岸、沿河的建筑、橋梁等景觀構(gòu)筑),而忽視了綠地林蔭一類的“軟質(zhì)景觀”的規(guī)劃設(shè)計(jì),而軟質(zhì)景觀卻更適合大眾所需要的充滿生活氣息的環(huán)境。如何減少“硬質(zhì)景觀”,增加“軟質(zhì)景觀”是目前河道景觀設(shè)計(jì)中要解決的又一重大問(wèn)題。
(3)人與文化:城市河道景觀效果不僅僅是物質(zhì)景觀,還應(yīng)當(dāng)包含有人文景觀,真正意義上的景觀設(shè)計(jì)是為人服務(wù)的,人的活動(dòng)又是圍繞著安全性、自然性、生態(tài)性、觀賞性、親水性、文化性來(lái)開展的。我們?cè)诰坝^設(shè)計(jì)中往往忽視了人們的這些喜好。另外與河流有關(guān)的歷史文化也將成為景觀設(shè)計(jì)亮點(diǎn),吸引眾人的眼球。
二、解決問(wèn)題的方法
2.1設(shè)計(jì)理念
(1)要堅(jiān)持人水和諧的理念。每一個(gè)城市都有一定的文化積淀,充分利用水文化特色,是城市河道景觀建設(shè)的重要部分。要十分注重保留河道兩岸的文物建筑和有形無(wú)形的水文化典故的挖掘,既要保存歷史遺留的文化設(shè)施,又要將歷史流傳的水文化典故進(jìn)行有形化的構(gòu)思;同時(shí)還要?jiǎng)?chuàng)造現(xiàn)代水文化特色,構(gòu)筑城市河道文化景觀。在具體設(shè)計(jì)城市河道景觀時(shí)要充分運(yùn)用景觀的植物群種結(jié)構(gòu),利用空間手法形成富有個(gè)性的綠化景觀。綠化樹種應(yīng)盡量利用鄉(xiāng)土樹種和特色樹種,注意展現(xiàn)層次變化、質(zhì)感變化、色彩變化、季相變化、圖案變化等,以適應(yīng)城市氣候環(huán)境和城市特點(diǎn)。
(2)要堅(jiān)持協(xié)調(diào)持續(xù)發(fā)展的理念?!八侨祟愇拿鞯囊幻骁R子”,這話十分深刻。在現(xiàn)代社會(huì),由于人與水關(guān)系的變化,水文化也在不斷地變化,在現(xiàn)代的河道景觀設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)歷史水文化與現(xiàn)代水文化的結(jié)合,既要注意保存歷史遺留的優(yōu)秀水文化,又要?jiǎng)?chuàng)造現(xiàn)代的水文化。如在河岸建設(shè)高技術(shù)手段的水上娛樂(lè)設(shè)施、大型噴泉、水文化展覽館、現(xiàn)代雕塑等。因此除注重河道景觀與綠化有機(jī)結(jié)合,體現(xiàn)水鄉(xiāng)景觀特色外,應(yīng)將綠化與名人活動(dòng)、歷史事件、古代文化遺跡及古樹名木結(jié)合好。首先要保存和恢復(fù)兩岸遺留文化,重造歷史風(fēng)貌。其次是要謹(jǐn)防城市河道景觀片面化,要注重自然與社會(huì)環(huán)境的統(tǒng)一,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與自然有機(jī)的融合,恰如其分的“錦上添花”。
2.2設(shè)計(jì)原則
在河道景觀設(shè)計(jì)中,要將景觀生態(tài)學(xué)的思想融入到環(huán)境設(shè)計(jì)當(dāng)中,模擬自然河道,保護(hù)生物多樣性。促進(jìn)自然循環(huán),構(gòu)架城市生態(tài)走廊,實(shí)現(xiàn)人與自然的對(duì)話,將自然生態(tài)作為植物設(shè)計(jì)的首要元素,并同周圍的人文環(huán)境充分結(jié)合,打造成一幅詩(shī)情畫意的河道景觀畫卷。在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以下3項(xiàng)原則。
2.2.1多樣性的原則
自然界本身是豐富多彩的,這種豐富多彩表現(xiàn)之一就是植物種類的多姿,而多種植物之間還存在著相互制約的關(guān)系,只有這種制約相對(duì)平衡,個(gè)體或群體植物才能協(xié)調(diào)共生,形成有序的體系。
2.2.2師法自然的原則
人工的模擬自然群落能夠形成適宜植物生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境,從而使組成環(huán)境的各要素相互和諧、相互促進(jìn),充分發(fā)揮自然界中植物的自然調(diào)節(jié)能力,保持生態(tài)的相對(duì)平衡。同時(shí)好的生態(tài)環(huán)境又能夠吸引各種生物到此棲息生長(zhǎng),為鳥類、昆蟲等生物提供了良好的棲居環(huán)境,使景觀更具自然特征和生命力。
作為河道景觀,沿岸應(yīng)該有統(tǒng)一的綠化背景貫穿全線,形成一定的規(guī)模氣勢(shì),形成“線”;同時(shí)結(jié)合硬質(zhì)景觀的主題進(jìn)行不同的景點(diǎn)配置,在游人停留部位采用造型優(yōu)美、色彩醒目的植物品種,給人以生理和心理的滿足,達(dá)到觸景生情的境界,形成“點(diǎn)”;選用幾種較有特色的種植形式在全線呈塊狀分布形成“面”。如此點(diǎn)線面相結(jié)合,形成獨(dú)具特色的綠化景觀。
2.3對(duì)城市河道景觀設(shè)計(jì)中存在問(wèn)題的解決辦法
在城市河道景觀設(shè)計(jì)中要結(jié)合河道空間的美學(xué)特點(diǎn)和游覽者的視覺(jué)特性,充分考慮到現(xiàn)代條件下速度因素對(duì)景觀形式、景觀尺度等的影響,進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì),使河道景觀成為優(yōu)美、親切、宜人且富有活力的休閑娛樂(lè)場(chǎng)所。在設(shè)計(jì)河道景觀綠化時(shí)要注意把握以下3個(gè)方面:
2.3.1河道沿岸平縱面線形的把握
鑒于人們?cè)谟斡[河道時(shí)看到的往往是動(dòng)態(tài)的風(fēng)景而不是靜止的畫面。因此,在設(shè)計(jì)河道景觀時(shí)應(yīng)充分考慮已有的自然條件,順著自然地形以避免由于修建景觀而破壞沿岸的生態(tài)環(huán)境。設(shè)計(jì)中可以通過(guò)巧妙運(yùn)用曲線元素將外部景觀引入河道環(huán)境、通過(guò)地形起伏條件布設(shè)富于變化的線形以區(qū)別于其他地區(qū)。
2.3.2環(huán)境色彩搭配的把握
恰當(dāng)?shù)匕盐蘸拥谰坝^與周圍建筑以及人們的心理反映之間的搭配和協(xié)調(diào)至關(guān)重要。
當(dāng)河道位于繁華街區(qū)時(shí),根據(jù)兩側(cè)建筑不同的風(fēng)格、可用立面設(shè)計(jì)、裝飾手法,形成變化豐富的河道景觀。這種變化往往會(huì)顯得龐雜與凌亂,這時(shí)可以通過(guò)植物造景對(duì)道路賦予較為統(tǒng)一的色彩基調(diào)——綠色,在這些建筑之間起協(xié)調(diào)的作用。除此之外的河道景觀色彩則不宜豐富,否則有畫蛇添足之嫌。而對(duì)位于色彩相對(duì)單一的老城區(qū)附近的河路,由于人口密度與建筑密度過(guò)大。造成了人們休憩、綠化的空間日益縮小,人們迫切要求改善生活環(huán)境,可以進(jìn)行多種形式的空間立體綠化,提高綠視率,彌補(bǔ)局部地區(qū)平面綠化的不足,為人們提供與水對(duì)話、寧?kù)o、趣味的場(chǎng)景。
2.3.3環(huán)境小品設(shè)施內(nèi)涵的把握
道路橋梁設(shè)計(jì)的關(guān)鍵
在選擇道路橋梁設(shè)計(jì)方案之后,就要對(duì)設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行具體分析,其主要內(nèi)容包括兩方面,一是道路橋梁的質(zhì)量,即道路橋梁的堅(jiān)固性和耐久性;另一方面是道路橋梁的美觀性。道路橋梁設(shè)計(jì)中的質(zhì)量問(wèn)題確保道路橋梁設(shè)計(jì)中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題,首先應(yīng)對(duì)各施工階段實(shí)施有效的監(jiān)管,尤其是各種材料質(zhì)量是否符合標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),在此基礎(chǔ)上開展工作。道路橋梁設(shè)計(jì)的加固性①地基的加固,即應(yīng)在項(xiàng)目施工之前,對(duì)施工地點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查,然后根據(jù)地質(zhì)狀況以及施工需求,結(jié)合實(shí)際做出較科學(xué)和合理的設(shè)計(jì)圖,尤其應(yīng)注重地基易發(fā)生不均勻沉降的區(qū)域,并在設(shè)計(jì)中明確針對(duì)性地處理措施。②裂縫的加固,即對(duì)路橋面的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),在具體的施工中,設(shè)計(jì)應(yīng)要求施工所用車輛的載重,以免因?yàn)檫^(guò)度碾壓而出現(xiàn)裂縫。另外,針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫,要聯(lián)合公司管理層,查出導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的真正原因,進(jìn)而實(shí)施相應(yīng)的修補(bǔ)。③伸縮縫的加固,比如梁端頭局部破損的情況,應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)給予特殊的重視,在保證施工用料的質(zhì)量以及施工方法的正確性的基礎(chǔ)上,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀筇鞖忉槍?duì)性地設(shè)計(jì)符合實(shí)際的伸縮縫結(jié)構(gòu)。道路橋梁設(shè)計(jì)的耐久性目前,我國(guó)道路和橋梁設(shè)計(jì)中,對(duì)于路橋耐久性設(shè)計(jì)并沒(méi)有實(shí)際的效果,只存在概念性范疇,這不但是一些道路橋梁工程出現(xiàn)事故的主要原因之一,而且從綜合經(jīng)濟(jì)的角度看,其也是十分不合理的。從對(duì)當(dāng)前反映的道路橋梁耐久性差來(lái)看,其主要表現(xiàn)在水泥選用不合理,混凝土配合比不對(duì),維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)以及預(yù)應(yīng)力施加不合理等現(xiàn)象。由此可見(jiàn),施工質(zhì)量以及施工質(zhì)量管理是導(dǎo)致道路橋梁耐久度無(wú)法達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的重要原因,因此,為了能使道路橋梁達(dá)到預(yù)期的使用壽命,必須嚴(yán)格監(jiān)控施工質(zhì)量。雖然,這些缺陷在短期不會(huì)對(duì)道路和橋梁造成明顯影響,但是從長(zhǎng)期來(lái)看,其后果是非常嚴(yán)重的。因此,各施工隊(duì)有必要設(shè)置專業(yè)的質(zhì)量監(jiān)督部門。影響道路橋梁耐久度的因素很多,比如,結(jié)構(gòu)整體性和延性不足,冗余性小;計(jì)算圖式和受力路線不明確,以至于局部受力過(guò)大;混凝土強(qiáng)度等級(jí)過(guò)低、保護(hù)層厚度過(guò)小、鋼筋直徑過(guò)細(xì)、構(gòu)件截面過(guò)薄這些都是降低道路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性降低的因素,嚴(yán)重影響了其安全性。因此,在設(shè)計(jì)上應(yīng)在滿足經(jīng)濟(jì)合理、結(jié)構(gòu)可行的基礎(chǔ)上,保證材料質(zhì)量合格、保證施工操作規(guī)范、保證結(jié)構(gòu)整體協(xié)調(diào)統(tǒng)一,進(jìn)而使道路橋梁實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)久安全。道路橋梁設(shè)計(jì)的美觀性目前,中國(guó)道路橋梁建設(shè)已經(jīng)日趨成熟,各種高難度作業(yè)工藝技術(shù)已經(jīng)獲得突破,與此同時(shí),隨著投資方對(duì)工程審美要求的不斷提高,施工公司在保證質(zhì)量的前提下,亦開始追求道路橋梁的美觀性。對(duì)于道路橋梁的美觀性一般工程公司都會(huì)參照周圍建筑的建筑風(fēng)格,力圖融入整個(gè)建筑的大環(huán)境的前提下,成為新的標(biāo)志性建筑。當(dāng)然,在追求道路橋梁美觀的同時(shí),切不可以影響質(zhì)量為代價(jià),因小失大。
道路橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)考慮維護(hù)的可行性
從道路橋梁的關(guān)鍵指標(biāo)加固性和耐久性來(lái)看,道路橋梁設(shè)計(jì)離不開施工的質(zhì)量管理,尤其應(yīng)重視橋梁和道路的維修養(yǎng)護(hù)工作,因?yàn)槁窐蛎娴匿佈b層是車輛的直接碾壓和受力部位,長(zhǎng)期的碾壓下極易引起路橋面出現(xiàn)損壞。美國(guó)道路業(yè)曾做過(guò)關(guān)于高速公路的相關(guān)性實(shí)驗(yàn),結(jié)果證明一條新修的、質(zhì)量合格的高速公路,其使用功能會(huì)在其壽命達(dá)到75%時(shí)下降4成,若此時(shí)不能及時(shí)對(duì)高速公路路面進(jìn)行相應(yīng)的養(yǎng)護(hù),那么公路剩下的壽命時(shí)間即會(huì)再次下降4成,直至徹底失去使用功能。比如一條高速公路的使用壽命是40年,那么第30年,其壽命便達(dá)到了75%,路況功能性便下降了40%,如此就大大增加了公路維修成本,甚至造成不得不重建的尷尬局面。而若此時(shí)或在道路建設(shè)之初即采取合理的預(yù)防性維護(hù),那么就會(huì)大大增加道路的使用壽命,經(jīng)濟(jì)上更能為后期維護(hù)省下幾倍的金錢。對(duì)于道路橋梁的維護(hù)工作,可采取相應(yīng)的措施,比如嚴(yán)格控制過(guò)往車輛的載重,堅(jiān)決制止超載現(xiàn)象。另外,應(yīng)以橋梁結(jié)構(gòu)予以重點(diǎn)維護(hù),進(jìn)行定期的維護(hù)和保養(yǎng),并進(jìn)行有效的監(jiān)督,對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫應(yīng)及時(shí)采取措施。比如,對(duì)已建好的伸縮縫,應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格管理和保養(yǎng),并加強(qiáng)日常的養(yǎng)護(hù)工作,實(shí)施定期的檢查,若在伸縮縫中發(fā)現(xiàn)有雜物應(yīng)及時(shí)予以清理。良好的道路橋梁維護(hù)保養(yǎng)工作,不但可以延長(zhǎng)道路橋梁的使用壽命,而且保證了道路橋梁質(zhì)量一直良好,同時(shí)大大降低了道路橋梁建設(shè)和養(yǎng)護(hù)成本。
南閣大橋主橋?yàn)殡p塔雙索面稀索斜拉橋,中間設(shè)置掛梁,掛梁為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工字梁。橋跨組合為:2×35m+108m+3×35m,其中吊梁36m,橋梁全長(zhǎng)283m。設(shè)計(jì)荷載為汽車-20級(jí)、掛車-100,于1994年建成通車。上部結(jié)構(gòu):主梁采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的組合式部分預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,恒載的絕大部分為預(yù)制A類部分預(yù)應(yīng)力工字梁承受。橫橋向設(shè)四片工字梁,工字梁間距3.2m。索塔為H型,不設(shè)上橫梁。斜拉索為雙索面稀索體系,每塔設(shè)置5根拉索,分兩種類型,分別由1457mm和2117mm平行鋼絲組成。下部結(jié)構(gòu):主墩基礎(chǔ)為81.5m的鋼筋砼鉆孔灌注樁組成的高樁承臺(tái),過(guò)渡錨墩基礎(chǔ)為21.5m的鋼筋砼鉆孔灌注樁組成的高樁承臺(tái)。
2病害分析
2.1表觀病害
該斜拉橋技術(shù)狀況評(píng)定為4類橋,影響橋梁的正常使用。主要病害有:掛梁受到過(guò)往船只的不同程度撞擊,存在嚴(yán)重的安全隱患;全掛梁邊梁出現(xiàn)嚴(yán)重縱向裂縫,局部有少量斜向裂縫;最大縫長(zhǎng)2100cm,最大縫寬0.58mm;縱梁多處露筋銹蝕。
2.2驗(yàn)算和試驗(yàn)
在承載能力極限狀態(tài)組合下,斜拉橋掛梁跨中、塔根處縱梁、35m工字梁截面抗力不滿足汽車-20級(jí)和公路Ⅱ級(jí)荷載要求;在正常使用極限狀態(tài)下,斜拉橋掛梁跨中、塔根處縱梁、13#-14#墩梁、35m工字梁截面縫寬度驗(yàn)算不滿足規(guī)范要求。靜載試驗(yàn)各工況下,主橋跨中掛梁、主橋第二跨工字梁主要測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù)均大于規(guī)范允許值1.00,不滿足規(guī)范要求;主橋縱梁主要應(yīng)變測(cè)點(diǎn)及主橋第二跨工字梁主要應(yīng)變測(cè)點(diǎn)校驗(yàn)系數(shù)均大于規(guī)范允許值1.00,也不滿足規(guī)范要求;且主橋跨中35m簡(jiǎn)支掛梁裂縫測(cè)點(diǎn)有明顯變化。綜上,橋梁的剛度、強(qiáng)度及抗裂能力差。動(dòng)載試驗(yàn)條件下,斜拉橋主橋和36m掛孔工字梁動(dòng)載的實(shí)測(cè)值均大于理論計(jì)算值,結(jié)構(gòu)整體剛度滿足設(shè)計(jì)要求。
3復(fù)核模型與加固方案
一般研究橋梁結(jié)構(gòu)損傷程度的校驗(yàn)系數(shù)是基于掛梁與主跨相鄰35m工字梁作為一個(gè)整體的基礎(chǔ)上進(jìn)行考慮。本次復(fù)核認(rèn)為:掛梁作為一個(gè)單獨(dú)結(jié)構(gòu)放置于兩側(cè)斜拉橋框架上,結(jié)構(gòu)上可視為獨(dú)立的簡(jiǎn)支梁受力。因此,在計(jì)算校驗(yàn)系數(shù)時(shí),按簡(jiǎn)支梁考慮扣除兩端位移后,以跨中與兩端支座間相對(duì)位移進(jìn)行考慮,這樣可更真實(shí)地反映掛孔的工作狀況。綜上所述:(1)斜拉橋主塔、拉索及縱梁滿足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》中“校驗(yàn)系數(shù)小于1”的要求,視為工作狀態(tài)尚可,不考慮加固。(2)斜拉橋掛梁校驗(yàn)系數(shù)為2.71和3.11,嚴(yán)重超出《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》中“校驗(yàn)系數(shù)小于1”的要求,結(jié)構(gòu)剛度嚴(yán)重不滿足設(shè)計(jì)要求,本復(fù)算認(rèn)為掛孔工字梁工作狀況遠(yuǎn)比理論狀況差。根據(jù)損傷判斷,損傷系數(shù)約為0.32,顯示掛梁部分的四片主梁損傷均比較嚴(yán)重,剛度較差,且整體性較差,加固方案采用全部更換方案。(3)復(fù)算中第一、二跨工字梁基本滿足《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》中“校驗(yàn)系數(shù)小于1”的要求,且考慮檢測(cè)報(bào)告中未發(fā)現(xiàn)該跨工字梁有相應(yīng)的明顯病害,故認(rèn)為工字梁實(shí)際狀況要好于理論狀況,結(jié)構(gòu)剛度滿足設(shè)計(jì)要求,不考慮加固。
3.1加固設(shè)計(jì)
基于復(fù)核計(jì)算結(jié)果及檢測(cè)報(bào)告,考慮到結(jié)構(gòu)的安全性,宜適當(dāng)降低加固標(biāo)準(zhǔn),故加固的目標(biāo)是維持原汽車-20級(jí)、掛車-100的荷載標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)該橋梁交通量、使用要求及結(jié)構(gòu)受力情況,遵循因地制宜、合理選材、方便施工、利于養(yǎng)護(hù)并滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、耐久性、適用性的要求,進(jìn)行本次維修加固設(shè)計(jì)。另外從美觀的角度出發(fā),維修設(shè)計(jì)時(shí)盡量做到維修后結(jié)構(gòu)外觀與原結(jié)構(gòu)和諧一致。
3.2斜拉橋加固設(shè)計(jì)
(1)由于原掛梁工作狀況較差,考慮拆除原掛孔混凝土工字梁,重新架設(shè)鋼箱梁,增強(qiáng)掛梁的整體受荷情況,以及改善掛梁整體剛度,減輕自重,緩解惡化速度。采用鋼箱梁掛梁替換現(xiàn)有的4片工字梁,復(fù)建原有的人行道板及欄桿,以及更換原掛梁端伸縮縫。(2)考慮到邊跨工字梁工作狀態(tài)尚可,僅對(duì)工字梁中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行封閉或灌注處理。(3)鑒于斜拉索于2008年進(jìn)行了更換,若更換掛梁時(shí)發(fā)現(xiàn)斜拉索銹蝕較嚴(yán)重則更換斜拉索,若斜拉索工作狀態(tài)良好則不進(jìn)行更換。
3.3鋼箱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
斜拉橋掛梁采用鋼箱梁。鋼箱梁頂面設(shè)置鋼纖維混凝土現(xiàn)澆層,厚15cm(含頂板厚)。主橋掛梁為一孔34m簡(jiǎn)支鋼箱梁。鋼箱梁頂寬12.0m,底寬9.66m,懸臂長(zhǎng)1.2m,箱梁外腹板處梁體凈高2.2m(外輪廓尺寸)。箱梁為單箱三室結(jié)構(gòu),邊、中腹板為直腹板。鋼箱梁通過(guò)腹板變高形成頂板雙向2%橫坡,底板橫向水平設(shè)置。鋼箱梁主要由頂板、底板、腹板及各自的加勁肋組成,在鋼箱梁中每2m設(shè)一道縱向橫隔板,強(qiáng)橫隔板和弱橫隔板交錯(cuò)設(shè)置,以保證箱梁的整體作用。橋面板采用正交異性板,箱梁頂板縱肋為閉合截面的U形肋,肋厚6mm,肋距400mm。底板縱肋為板肋,肋厚12mm,肋距400mm,牛腿橫梁內(nèi)對(duì)應(yīng)縱肋處設(shè)置板肋,厚16mm。箱梁腹板厚18mm,翼板頂板厚度等厚12mm,頂厚16mm。箱梁底板厚在跨中28.814m范圍內(nèi)為20mm,在牛腿橫梁內(nèi)局部加厚到22mm。底板、頂板不同板厚對(duì)接時(shí)厚度的變化都在箱外側(cè)進(jìn)行,保持箱內(nèi)側(cè)平順。箱體及分塊節(jié)段間連接全部采用焊接。為了保證橋梁的平整,鋼箱梁應(yīng)向上設(shè)置預(yù)拱度,具體預(yù)拱度值施工交底時(shí)提供。
4結(jié)語(yǔ)
要想做好蓋梁計(jì)算工作,促使蓋梁適用性得到提升,就需要從這些方面來(lái)努力:一是簡(jiǎn)化單元:因?yàn)樯w梁的受力主要集中在彎矩、剪力和軸力,同時(shí)考慮了蓋梁的幾何長(zhǎng)度,我們用平面桿單元來(lái)進(jìn)行模擬,就可以順利開展計(jì)算工作。二是簡(jiǎn)化荷載:通過(guò)梁體和支座,就會(huì)將物體的荷載傳過(guò)來(lái),那么就需要對(duì)最不利內(nèi)力狀況下,汽車引起的各個(gè)支座反力給準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)。通過(guò)支座和梁體,將汽車荷載傳遞下來(lái),如果需要十分準(zhǔn)確的計(jì)算蓋梁在不利情況下汽車產(chǎn)生的每個(gè)制作的內(nèi)力,需要按照這些步驟來(lái)進(jìn)行;求出T型梁支座的反力影響線,在布置車隊(duì)的過(guò)程中,需要充分考慮T型的支座反力,來(lái)決定線縱的橋向布置;為了讓橋梁擁有某種最不利的內(nèi)力,布置于順蓋梁的方向汽車的車輪,蓋梁中不同位置其最不利內(nèi)力對(duì)應(yīng)的是不同的車輪布置。結(jié)合車輪的位置,求出橫向上T梁荷載的分布系數(shù)。在計(jì)算各片T梁荷載的橫向分布系數(shù)時(shí),也有一些問(wèn)題需要注意;T梁上的不同剪力及其橫向分布系數(shù)對(duì)應(yīng)著不同的車輪的橫向分布,T梁是相同的,剪力的橫向分布系數(shù)是不同的,并且支點(diǎn)和跨中處也需要采取不同的計(jì)算方法。三是簡(jiǎn)化邊界條件:對(duì)蓋梁和墩柱的聯(lián)結(jié)進(jìn)行模擬,結(jié)合具體受力情況,科學(xué)分析??傊?,在對(duì)蓋梁計(jì)算的過(guò)程中,需要結(jié)合具體的橋梁情況,將科學(xué)的計(jì)算方法給應(yīng)用過(guò)來(lái),這樣蓋梁適用性方可以得到提升。我們舉了簡(jiǎn)化邊界條件這個(gè)例子。眾所周知,相較于雙懸臂簡(jiǎn)支梁模型來(lái)講,連續(xù)梁模型計(jì)算的支點(diǎn)處控制彎矩比較的小,那么如果將雙懸臂的簡(jiǎn)支梁模型給應(yīng)用過(guò)來(lái),就可以適當(dāng)?shù)南鞣逄幚碇c(diǎn)負(fù)彎矩。因?yàn)槟M的支點(diǎn)間距離會(huì)直接影響到連續(xù)梁模型的彎矩圖量值,但是我們還沒(méi)有足夠的依據(jù)來(lái)確定這個(gè)距離。對(duì)于鋼構(gòu)模型來(lái)講,支點(diǎn)處外側(cè)截面有著較大的計(jì)算彎矩,其余處和連續(xù)梁模型有著基本相同的計(jì)算結(jié)果。如果在計(jì)算過(guò)程中,將鋼構(gòu)模型給應(yīng)用過(guò)來(lái),在設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)支點(diǎn)處外側(cè)截面的控制標(biāo)準(zhǔn)稍微放松,就可以保證蓋梁的計(jì)算結(jié)果,同時(shí),橋墩橫橋向的控制內(nèi)力也可以同時(shí)獲得,在橋墩設(shè)計(jì)中,需要對(duì)這些方面的內(nèi)容進(jìn)行驗(yàn)算,我們通常將這種方法應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)中。實(shí)踐研究表明,不僅可以將蓋梁的受力承載情況給反映出來(lái),對(duì)于施工者的施工操作也可以發(fā)揮指導(dǎo)性作用。因?yàn)橥鈧?cè)面的內(nèi)力被懸臂部分的荷載所完全控制,那么相較于實(shí)際情況,模型中計(jì)算的懸臂長(zhǎng)度就比較小,模型的實(shí)際彎矩比實(shí)際彎矩的規(guī)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)要小,那么將控制標(biāo)準(zhǔn)適當(dāng)?shù)姆潘?,就可以減少資源浪費(fèi)。
2結(jié)合蓋梁預(yù)應(yīng)力,對(duì)施工材料優(yōu)化組合
在蓋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中,通過(guò)設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力蓋梁,需要促使施工過(guò)程中結(jié)構(gòu)安全不受影響,在營(yíng)運(yùn)狀態(tài)下,蓋梁的安全性也需要得到保證。因此,在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,就需要將較大噸位鋼束給應(yīng)用過(guò)來(lái),促使有效預(yù)應(yīng)力得到提升;要分成兩批來(lái)張拉鋼束,如果有著較多的張拉次數(shù),就會(huì)影響到正常的施工;如果有著較少的張拉次數(shù),施工和營(yíng)運(yùn)要求無(wú)法得到滿足。對(duì)鋼筋合理布置,如果我們用骨和肉來(lái)分別比喻預(yù)應(yīng)力筋和混凝土,那么筋就是普通鋼筋,預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)只有具備了普通鋼筋,方可以正常的運(yùn)行。因?yàn)樯w梁有著較大的尺寸,那么就需要對(duì)普通鋼筋的直徑嚴(yán)格控制,箍筋保證在11以上,縱筋要控制在15以上。同時(shí),要科學(xué)加密箍筋間距,這樣承受力方可以得到提升。在橋梁施工過(guò)程中,還需要充分重視空心預(yù)制板的使用;筆者認(rèn)為,結(jié)合蓋梁預(yù)應(yīng)力,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,選擇的空心預(yù)制板需要具備較高的強(qiáng)度,并且整片梁頂板厚度在8厘米以上;如果空心板頂板度在7厘米以內(nèi),就需要將開倉(cāng)處理措施應(yīng)用過(guò)來(lái),鑿除掉那些厚度不夠的部分,對(duì)芯模重新裝上,并且將補(bǔ)強(qiáng)筋增加過(guò)來(lái),澆筑的混凝土相較于原來(lái)的混凝土,有更高一級(jí)的標(biāo)號(hào),這樣頂板厚度方可以與設(shè)計(jì)要求所符合。采取一系列的防水處理措施,如果是空心板底板密實(shí)程度不夠,或者是沒(méi)有足夠的鋼筋混凝土保護(hù)層,有滲水漏水問(wèn)題出現(xiàn),混凝土有著符合要求的強(qiáng)度,能夠順利通過(guò)靜載試驗(yàn),就可以將防水措施應(yīng)用過(guò)來(lái),在不密實(shí)的混凝土底板頂面上噴涂賽柏斯防水材料,經(jīng)過(guò)滲透化學(xué)作用,混凝土密實(shí)度和強(qiáng)度就可以得到顯著提升。如果預(yù)制空心板建筑高度比設(shè)計(jì)要求要高,那么就會(huì)對(duì)橋面鋪裝層的厚度產(chǎn)生直接影響,如果橋面鋪裝厚度與設(shè)計(jì)要求無(wú)法符合,那么就可以對(duì)墩臺(tái)帽或者墊石高度進(jìn)行調(diào)整,或者是將較厚的頂板部分給鑿除掉,如果已經(jīng)安裝了上構(gòu),無(wú)法調(diào)整墩臺(tái)帽和墊石,可以對(duì)縱坡科學(xué)調(diào)整;將這樣的設(shè)計(jì)方法給應(yīng)用過(guò)來(lái),工程施工質(zhì)量可以得到保證,橋梁的承載力也可以得到提升。
3結(jié)語(yǔ)
在其他許多國(guó)家的抗震規(guī)范中,也或多或少地采用了這一設(shè)計(jì)原則,即便如此,各國(guó)規(guī)范在具體的設(shè)計(jì)程序上絕大多數(shù)仍堅(jiān)持以安全設(shè)計(jì)地震為準(zhǔn)的單一水平設(shè)計(jì)手法,并認(rèn)為第一設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的要求自動(dòng)滿足[3]。近年來(lái),專家已建議對(duì)兩個(gè)設(shè)防水準(zhǔn)的地震力都要進(jìn)行設(shè)計(jì),這在一定程度上更加保證了橋梁結(jié)構(gòu)的抗震安全性,也是未來(lái)橋梁抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)發(fā)展方向。理念的提出基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想是一個(gè)比較抽象的概念,它沒(méi)有明確的力的大小的物理意義,也沒(méi)有單純的材料強(qiáng)度或結(jié)構(gòu)位移的具體量化結(jié)果。因此,基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想不能比較明確的用一個(gè)參數(shù)來(lái)衡量結(jié)構(gòu)的抗震性能,它是對(duì)以往的結(jié)構(gòu)的響應(yīng)的一個(gè)綜合考量,結(jié)構(gòu)的性能往往與結(jié)構(gòu)的受力大小、強(qiáng)度或位移,耗能能力以及結(jié)構(gòu)的功能有關(guān),更為直接地反映的是為滿足人們的正常使用要求或結(jié)構(gòu)功能性或安全性的性能綜合考量。因此,對(duì)于不同的需求和功能要求,同樣一座橋梁的抗震評(píng)估結(jié)果將有所不同[1]?;谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)要的概括為,用總少的投入,建總可靠的橋梁。正如著名的地震工程學(xué)家胡聿賢先生所講,工程抗震不僅與工程技術(shù)有關(guān),而且與社會(huì)經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)?;谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)思想是橋梁抗震設(shè)計(jì)思想發(fā)展的一種必然趨勢(shì),對(duì)于人類進(jìn)步和社會(huì)發(fā)展都將起到積極的作用。基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想是一個(gè)全新的思想體系,目前已經(jīng)取得了一些研究成果,但到廣泛的應(yīng)用還有一定的距離,甚至目前都沒(méi)有形成完全統(tǒng)一的概念。但這并不妨礙基于性能的設(shè)計(jì)思想的進(jìn)一步完善。
設(shè)計(jì)方法的體現(xiàn)
傳統(tǒng)的橋梁抗震設(shè)計(jì)思想即對(duì)某一性能目標(biāo)進(jìn)行比較,如對(duì)結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)力、地震位移、結(jié)構(gòu)耗能等單一性能參數(shù)進(jìn)行考慮。從嚴(yán)格意義來(lái)講,這并不能反映結(jié)構(gòu)的真實(shí)安全性能。而基于性能的抗震設(shè)計(jì),其目標(biāo)即為業(yè)主的期望目標(biāo)或結(jié)構(gòu)性能,包括地震動(dòng)性能目標(biāo)和結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)。基于性能的抗震性能目標(biāo),是一個(gè)對(duì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的性能的一個(gè)綜合考慮,因此,各單一結(jié)構(gòu)性能之間的相互關(guān)系顯得十分重要而又相互制約,如連續(xù)梁橋梁結(jié)構(gòu)的梁端位移與墩底彎矩即為相互制約的關(guān)系,基于性能的設(shè)計(jì)思想即要從這兩者之間找到一個(gè)平衡點(diǎn),以達(dá)到各單一性能的充分而平衡的發(fā)揮。同時(shí),基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想也要對(duì)結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提出要求。人們總是希望結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為目的,基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想即在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)遭受地震破壞所造成的損失、維修成本、社會(huì)影響等進(jìn)行綜合評(píng)估,這也是基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想所必須考慮的一個(gè)關(guān)鍵所在。基于性能的橋梁抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)涉及多門學(xué)科的綜合型研究領(lǐng)域,需要對(duì)多個(gè)領(lǐng)域,如地震學(xué)、橋梁工程、經(jīng)濟(jì)等都要有一定程度的認(rèn)知才能進(jìn)行基于性能的抗震設(shè)計(jì),這也對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)工程師提出了更高的要求。
公路橋梁過(guò)渡段的架構(gòu)方案
1.在橋頭引道沒(méi)有軟土地基的情況下,若5cm的路橋過(guò)渡段的不均勻沉降差異是沉降控制標(biāo)準(zhǔn),以0.4%來(lái)控制沉降坡差,則強(qiáng)度漸變段的長(zhǎng)度至少不得低于13m。2.路橋過(guò)渡段的路基條件與地基條件在橋頭引道路基填筑壓實(shí)的作業(yè)過(guò)程中,采用的土工合成材料加筋路堤的做法,并不能起到有效阻止地基下沉的結(jié)果,也不能提高路基地基的承載力。而只有在地基有足夠大的承載力的情況下,在行駛車輛荷載與路堤填土的自重荷載的共同作用下,沒(méi)有造成結(jié)構(gòu)破壞,而引起較大沉降的情況下,土工合成材料加筋路堤的效果才會(huì)顯得明顯。因此,公路路橋過(guò)渡段的地基條件要滿足設(shè)計(jì)、施工規(guī)范的要求:要達(dá)到路基的工后沉降值保持在10cm以下,沉降差小于5cm,沉降坡差在0.4%的控制標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。3.公路橋梁過(guò)渡段的結(jié)構(gòu)形式橋臺(tái)臺(tái)背路堤填鋪土工格柵。在設(shè)計(jì)路橋過(guò)渡段路基施工時(shí),要采取土工格柵工藝。當(dāng)土體與土工格柵相結(jié)合,共同承受土體自身荷載以及行駛車輛荷載的同時(shí),土工格柵能使土體充分發(fā)揮抗剪強(qiáng)度,并且能夠使土體的側(cè)向變形被約束,同時(shí),路基填土的側(cè)向位移現(xiàn)象也能被有效控制,因此,路基的整體穩(wěn)定性大幅提升,也從而使路基的變形模量增大。在路基填土和土工木柵的摩擦作用下,上部荷載在路基中被重新分配,使橋臺(tái)臺(tái)背局部范圍土中的垂直應(yīng)力得到降低,從而提高了路基土體的承載力,也使路基的沉降量降低。因?yàn)樗教钿伒耐凉つ緰攀怯幸欢◤椥缘?,即使有重大型荷載的車輛反復(fù)施壓,而路基也幾乎不會(huì)產(chǎn)生變形。由于路橋在過(guò)渡段施工途中,鋪設(shè)的土工格柵起到了明顯的效果。所以在路橋過(guò)渡段高填方路堤的施工中,可采用的是橋臺(tái)臺(tái)背回填加鋪土工格柵的作業(yè)模式。
橋頭軟基施工
1.某高速公路工程橋頭路基段,地表硬殼層薄,厚度在0.5~0.8m之間。下伏軟土層深厚,達(dá)26.3~27.8m,流塑狀,地基淺部斷續(xù)分布0.5~2m厚的泥炭土,其下為淤泥質(zhì)粘土,軟土含水量高,孔隙比大,固結(jié)緩慢,對(duì)路基沉降和穩(wěn)定性極為不利。填方高度3~6m,原設(shè)計(jì)采用粉噴樁處理,處理深度13m。通過(guò)分析搭板的受力狀態(tài),采取簡(jiǎn)支梁或者彈性地基的計(jì)算方法計(jì)算搭板的長(zhǎng)度。根據(jù)規(guī)范要求計(jì)算,搭板的長(zhǎng)度應(yīng)在20m~30m范圍內(nèi)。可以結(jié)合工程的具體設(shè)計(jì)及施工情況,參考此計(jì)算方法,合理計(jì)算出搭板的長(zhǎng)度。2.路橋過(guò)渡階段施工結(jié)構(gòu)橋臺(tái)結(jié)構(gòu)完工的時(shí)候,盡量調(diào)整一般填土路堤與過(guò)渡階段路堤的施工,及采用具備同樣壓實(shí)能量的壓實(shí)機(jī)械將兩個(gè)路堤階段的路面高度進(jìn)行填壓,如果采用大型機(jī)械不方便時(shí),可以采用小型振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行全部壓實(shí)。除此之外,對(duì)路基沉降大的工點(diǎn),比如橋頭高路堤和軟土路堤,除了需要采用必要的地基整治措施外,首先要對(duì)施工進(jìn)行安排,直到靜置預(yù)壓符合要求為止。從路橋工程施工來(lái)看。如果充分了解工程地質(zhì)條件,設(shè)計(jì)恰當(dāng)結(jié)構(gòu),做好路橋過(guò)渡段地基整治,強(qiáng)化過(guò)渡段結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)的控制,在其引道處,柔性路堤和剛性橋臺(tái)之間強(qiáng)度改變逐漸發(fā)生不勻稱沉降,會(huì)發(fā)生橋頭跳車狀態(tài),是公路工程建筑中一個(gè)突出和重要的問(wèn)題。3.減輕荷載和平衡荷載來(lái)防止橋頭移位現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)人員考慮較多并行之有效的減輕荷載和平衡荷載方法來(lái)防止橋臺(tái)移位,如增加橋長(zhǎng),降低橋臺(tái)標(biāo)高,即降低臺(tái)后填土從而減小土壓力;采用整板、筏板基礎(chǔ)等,加大底面,分散受力,使基底壓應(yīng)力小于軟基容許承壓力;減輕臺(tái)背荷載,臺(tái)后用輕質(zhì)材料或中間設(shè)空箱減少臺(tái)后路基重量;平衡壓重填土,即先在臺(tái)前填土壓重,然后再進(jìn)行臺(tái)背填土;支撐填土荷載,即在臺(tái)后填土前設(shè)置樁及承臺(tái),使填土荷載大部分直接傳到前置樁基上,使臺(tái)本身受到的力大為減少,從而減少橋臺(tái)位移;當(dāng)河床不寬時(shí),為減少橋長(zhǎng)、節(jié)省造價(jià),可采用樁基薄壁墩臺(tái),墩臺(tái)順橋向設(shè)支撐梁聯(lián)系,整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)成框架結(jié)構(gòu)體系,并借助兩端臺(tái)后的土壓力來(lái)保持穩(wěn)定。淤泥質(zhì)軟土層極為軟弱,加上橋頭填土較高,軟土下臥層難以承受如此土壓力,輕則使橋臺(tái)出現(xiàn)沉陷和水平位移,重則發(fā)展為軟土下臥層剪切滑動(dòng),使橋臺(tái)和路堤一起坍塌。臺(tái)后可采用增設(shè)小跨徑的方法,適當(dāng)增加橋長(zhǎng),減輕地基荷載及臺(tái)后土壓力,防止軟土滑動(dòng),并制止橋臺(tái)移動(dòng)和沉陷的發(fā)展。另外,在軟基中不可盲目壓縮河道、減少橋長(zhǎng),這樣將增加橋臺(tái)滑動(dòng)變形的可能性,造成更大的浪費(fèi);根據(jù)實(shí)際驗(yàn)算情況,適當(dāng)增加橋長(zhǎng),另外增加抗滑系數(shù),也是較好的選擇。
1當(dāng)前市政橋梁設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
在市政橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中,越來(lái)越注重其經(jīng)濟(jì)性、適用性和美觀性,而為了滿足這些要求,在設(shè)計(jì)過(guò)程中就忽略了橋梁的耐久性問(wèn)題。橋梁的耐久性因設(shè)計(jì)不合理受到影響主要體現(xiàn)在:一是橋梁所使用的混凝土不能達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致出現(xiàn)滲漏、碳化及開裂等問(wèn)題;二是市政橋梁中鋼乘、鋼筋出現(xiàn)疲勞、銹蝕及脆化等現(xiàn)象,導(dǎo)致鋼筋的作用效果受到影響;三是會(huì)大大減弱鋼筋和混凝土粘結(jié)的作用效果,導(dǎo)致注漿不密實(shí)或錨具失效而使市政橋梁的整體質(zhì)量受到影響。由此可以看出,市政橋梁的使用壽命會(huì)受到這些因素的直接影響,導(dǎo)致市政橋梁的質(zhì)量問(wèn)題頻繁發(fā)生。因此,施工部門必須引起足夠的重視。
2市政橋梁安全性、耐久性較差的原因
2.1橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施不完善
在市政橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中,選擇合適的橋型應(yīng)根據(jù)自然因素及不同的場(chǎng)地條件來(lái)決定,選擇合適的結(jié)構(gòu)形式是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的第一要?jiǎng)?wù),其次是分析結(jié)構(gòu)受力和設(shè)計(jì)構(gòu)造措施。當(dāng)前,在市政橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中普遍存在的問(wèn)題是過(guò)于重視強(qiáng)度剛度設(shè)計(jì),而沒(méi)有充分考慮到其安全耐久性,主要因大多設(shè)計(jì)人員對(duì)構(gòu)件組成結(jié)構(gòu)體系后整體的工作性能沒(méi)有引起重視,而只是進(jìn)行單個(gè)構(gòu)件的計(jì)算;選用的混凝土強(qiáng)度等級(jí)過(guò)低;鋼筋截面尺寸或直徑過(guò)小,甚至結(jié)構(gòu)保護(hù)層厚度不足;結(jié)構(gòu)整體受力圖式不合理等,這些因素都嚴(yán)重影響了構(gòu)件的安全性和耐久性。
2.2橋梁施工和管理水平較低
近年來(lái),因橋梁施工和管理水平較低,而導(dǎo)致市政橋梁頻頻出現(xiàn)損壞,因此橋梁的安全問(wèn)題越來(lái)越受到人們關(guān)注。很多市政橋梁在設(shè)計(jì)使用基準(zhǔn)期內(nèi),由于施工時(shí)預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉不符合規(guī)范,混凝土的澆筑、振搗不到位而出現(xiàn)各種質(zhì)量問(wèn)題,在一定程度上會(huì)影響到橋梁的承載力,并且長(zhǎng)時(shí)間后會(huì)威脅到市政橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。
2.3后期對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)管理養(yǎng)護(hù)不到位
我國(guó)市政橋梁建設(shè)往往存在過(guò)于重視初期建設(shè)的現(xiàn)象,沒(méi)有重視到運(yùn)營(yíng)后的維護(hù)管理。如遇雨雪天氣未及時(shí)處理橋面的積水和冰塊,而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)中浸入雨水,對(duì)構(gòu)件造成破壞。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是針對(duì)市政橋梁設(shè)計(jì)中承重構(gòu)件而言的,而并非主要構(gòu)件,通常斜拉索護(hù)套、支座等壽命只有20~30年,結(jié)構(gòu)的整體工作性能會(huì)因后期構(gòu)件更換不及時(shí),養(yǎng)護(hù)管理工作不到位受到嚴(yán)重影響,從而難以確保市政橋梁的安全性和耐久性。
3提高市政橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性措施
市政橋梁可以說(shuō)是交通運(yùn)輸線中的咽喉,保證了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)跨越式發(fā)展。但在橋梁安全性、耐久性較差的情況下會(huì)對(duì)交通造成嚴(yán)重的后果。因此,為了提升市政橋梁的安全性、耐久性,在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮到以下幾個(gè)方面。
3.1設(shè)計(jì)中引入耐久性新概念
當(dāng)前,橋梁施工的安全性和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范側(cè)重點(diǎn),這種設(shè)計(jì)方法基于承載能力,有利于確保結(jié)構(gòu)的安全性,但沒(méi)有對(duì)橋梁的耐久性引起足夠重視。在橋梁運(yùn)營(yíng)期間,必須轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念,重視到因耐久性引起的安全性的問(wèn)題,完善設(shè)計(jì)規(guī)劃,引入結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)。其中橋梁的壽命期問(wèn)題是其結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容。
3.2確保結(jié)構(gòu)的連續(xù)性、整體性
大部份橋梁屬于桿系結(jié)構(gòu),因此在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要保證其連續(xù)性和整體性,才能確保構(gòu)件截面變化的平順、均勻。這樣以來(lái),不但能提高其結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性,還能滿足其美觀性的要求[2]。為避免橋梁發(fā)生安全事故,在設(shè)計(jì)過(guò)程中可采用冗余設(shè)計(jì),使其結(jié)構(gòu)能更好的抵抗局部變形或損傷,針對(duì)爆炸、地震等某些偶然荷載的情況下冗余設(shè)計(jì)還具有抗結(jié)構(gòu)倒塌的能力。
3.3加強(qiáng)橋梁細(xì)節(jié)問(wèn)題的設(shè)計(jì)
為防止市政橋梁受外界腐蝕性因素的侵蝕,應(yīng)加強(qiáng)橋梁的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),如提高構(gòu)件的保護(hù)層厚度,對(duì)鋼筋進(jìn)行環(huán)氧涂層,有利于使鋼筋得到保護(hù)而不受侵蝕;對(duì)橋面加強(qiáng)防水層和排水設(shè)計(jì),可避免橋梁結(jié)構(gòu)受到因積水而被破壞等,通過(guò)對(duì)市政橋梁加強(qiáng)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì),才能保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。
【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來(lái)越多的道路以及橋梁正在不斷的興建,尤其是橋梁,它是公路與公路之間的連接,橋梁的建設(shè)也能夠很大程度的方便人們的生活。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō),橋梁的建設(shè)與使用與現(xiàn)代化建設(shè)有著十分密切的聯(lián)系,并且隨著社會(huì)形態(tài)的發(fā)展,也萌發(fā)了更多的橋梁形式。但是不管其形式的變化,在進(jìn)行橋梁的計(jì)算與設(shè)計(jì)時(shí)都要把確保橋梁的耐久性、可靠性以及安全性作為重點(diǎn)考慮的因素。而橋梁不同的結(jié)構(gòu),其設(shè)計(jì)的方法與內(nèi)容也不盡相同。但是目前我國(guó)所有的橋梁在其設(shè)計(jì)中,仍舊存在著諸多的問(wèn)題,本文主要通過(guò)分析橋梁設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題,并提出了幾點(diǎn)相關(guān)的解決對(duì)策,旨在為之后設(shè)計(jì)工作的展開能夠避免問(wèn)題的產(chǎn)生,從而提高橋梁的久性、可靠性以及安全性。
【關(guān)鍵詞】橋梁設(shè)計(jì);常見(jiàn)的問(wèn)題;解決的對(duì)策
【 abstract 】 with the development of our national economy, more and more roads and Bridges are being built, especially the bridge, it is the connection between the highway and highway, the construction of the bridge can also greatly convenient for people's life. For China, the construction of the bridge and use modernization construction, and has a very close connection, and with the development of social forms, also had more Bridges form. But despite the form of changes in the calculation and design of bridge to ensure the durability of the bridge, reliability and security as a key consideration factors. The structure of the bridge and different, the design methods and content are also different. But at present our country all the Bridges in its design, there is still a lot of problems, this paper mainly through the analysis of bridge design common problems, and puts forward some relevant countermeasures, for the purpose of design work after on can avoid the problem, so as to improve the reliability of the long bridge, and security.
【 key words 】 bridge design; Common problem; The countermeasures
前言
近些年來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,我國(guó)橋梁基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也在不斷的擴(kuò)大當(dāng)中,大規(guī)模的橋梁建設(shè)也吸引了人們的視線,在規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí),橋梁的設(shè)計(jì)以及橋梁的質(zhì)量才是人們關(guān)注的重點(diǎn),但是目前項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中仍存在著一系列的問(wèn)題,例如設(shè)計(jì)理念落后、缺乏創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不理想等方面的問(wèn)題,這些種種都嚴(yán)重制約了我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)以及建設(shè)技術(shù)的進(jìn)步。從整體上看,我國(guó)橋梁工程的設(shè)計(jì)方面普遍存在著這樣的問(wèn)題:在橋梁的設(shè)計(jì)中,只看到了橋梁強(qiáng)度的重要性而忽略了橋梁的耐久性,著重橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)不看重其維護(hù),而往往只有做好了結(jié)構(gòu)的維護(hù)才能保證其耐久性。通常情況下,橋梁的設(shè)計(jì)決定著該項(xiàng)工程施工的難易程度以及質(zhì)量的好壞,若設(shè)計(jì)方案不夠完整、不夠全面,就會(huì)縮短工程的壽命,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鸸こ淌鹿实陌l(fā)生。這些設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題,應(yīng)該引起設(shè)計(jì)單位的重視,立志于設(shè)計(jì)出安全、美觀、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的橋梁。
我國(guó)橋梁設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題分析
對(duì)于橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō),首先要意識(shí)到的問(wèn)題就是結(jié)構(gòu)方案的制定要具有一定的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及科學(xué)性,除此之外還要重視連接方面的設(shè)計(jì)以及橋梁結(jié)構(gòu)的分析,并且還要保證橋梁的安全性能能夠符合國(guó)家相關(guān)貴規(guī)定的的標(biāo)準(zhǔn)。但是由于目前我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)缺乏相關(guān)的設(shè)計(jì)理論以及設(shè)計(jì)構(gòu)造體系,因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的制定中仍存在著許多的問(wèn)題。
在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)的過(guò)程中,有很大一部分的設(shè)計(jì)人員只重視橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的設(shè)計(jì)是否能夠達(dá)到相關(guān)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),而橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)等方面的內(nèi)容普遍被忽略,更加沒(méi)有考慮到人為因素對(duì)橋梁安全性以及耐久性的影響,因此并沒(méi)有從設(shè)計(jì)上就徹底防止這些問(wèn)題的發(fā)生。
除了橋梁耐久性的設(shè)計(jì)方面,有些橋梁的設(shè)計(jì)方案整體性不強(qiáng),設(shè)計(jì)圖紙中的受力路線以及設(shè)計(jì)計(jì)算方面的指示都不是十分明確,這就導(dǎo)致了橋梁結(jié)構(gòu)的受力不均勻,局部受力過(guò)大而引起橋梁的裂縫甚至坍塌。另外,還有在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有能夠?qū)蛄核褂玫幕炷恋膹?qiáng)度等級(jí)有一個(gè)明確的指示,材料選擇的不正確使得橋梁在按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工設(shè)計(jì)質(zhì)量問(wèn)題,這很大程度上對(duì)橋梁的安全性造成了嚴(yán)重的威脅。[1]而一些橋梁的設(shè)計(jì)方案雖然能夠符合了設(shè)計(jì)規(guī)范中的要求,然而由于對(duì)橋梁耐久性的認(rèn)識(shí)不足,也會(huì)導(dǎo)致橋梁的壽命縮短??偟膩?lái)說(shuō),在考慮到橋梁質(zhì)量及其安全性的同時(shí)還要兼顧到橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性,因此在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該從各方面的角度來(lái)對(duì)此進(jìn)行思考與設(shè)計(jì)。
針對(duì)我國(guó)目前橋梁設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題所提出的相關(guān)解決措施
3.1在設(shè)計(jì)充分考慮到橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性
橋梁與公路一樣,在建設(shè)與使用的過(guò)程里,不可避免的會(huì)受到一些客觀因素的影響,例如:自然環(huán)境、自然災(zāi)害的影響;空氣中有害物質(zhì)的腐蝕;車輛、疲勞、超載人為因素的壓力。此外,隨著時(shí)間的推移,橋梁本身的材料也會(huì)不斷的老化,一些原本的性能也會(huì)逐漸的退化,從而降低橋梁整體結(jié)構(gòu)的性能。
在上個(gè)世紀(jì)的80年代,我國(guó)就大量的修建了斜拉橋,時(shí)至今日,雖然出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p害或者是大面積坍塌的例子少之又少,但是卻有許多橋梁出現(xiàn)耐久性問(wèn)題而被迫提前更換橋梁拉索,這不僅會(huì)對(duì)橋梁的使用造成一定的影響還花費(fèi)了一些不必要的開銷。[2]針對(duì)這一情況,橋梁的設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)之初就要針對(duì)其耐久性做出合理的設(shè)計(jì)。因此在對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),除了考慮施工質(zhì)量以及施工材料方面的因素還要注重提高橋梁的耐久性。
在我國(guó)很多的橋梁項(xiàng)目的設(shè)計(jì)時(shí),雖然在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)滿足了理論要求,然而在投入使用之后,出現(xiàn)很多質(zhì)量安全問(wèn)題,諸如跳車、路基沉降、結(jié)構(gòu)裂縫超限裂縫等。所以,就需要我國(guó)的設(shè)計(jì)者大量地結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)案例,在進(jìn)行橋梁工程設(shè)計(jì)時(shí),一定要著重考慮到諸多因素,例如橋梁的實(shí)際交通流量、環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)、材料等,而且,需要借助各種技術(shù)手段對(duì)橋梁項(xiàng)目設(shè)計(jì)的施工方案進(jìn)行優(yōu)化。這些手段的最終目的是,保證橋梁的安全性、耐久性。雖然,政府相關(guān)部門也頒布了橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),然而,我國(guó)目前橋梁的建設(shè)也不斷地向著多樣性、多功能性方向發(fā)展,再加上不斷涌現(xiàn)出了很多橋梁設(shè)計(jì)所需要的新材料、新工藝、新技術(shù),所以那些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不再適合現(xiàn)代橋梁建設(shè)。
2橋梁設(shè)計(jì)隱患問(wèn)題
2.1在橋梁設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題
很多設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)投入實(shí)際使用的很多方面都缺乏考慮,例如交通流量因素、溫度因素、環(huán)境因素等。而且,很多橋梁設(shè)計(jì)人員認(rèn)為在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí),首先需要考慮到結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和布局是否可以滿足相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,但是對(duì)于所設(shè)計(jì)的橋梁在實(shí)際使用中的抗腐蝕性、結(jié)構(gòu)體系、耐久性都缺乏考慮。與此同時(shí),在設(shè)計(jì)、施工等多方面上,缺乏很全面的考慮。這些方面都導(dǎo)致了設(shè)計(jì)時(shí)的項(xiàng)目計(jì)算偏差、實(shí)際路線不準(zhǔn)確,以至于,出現(xiàn)橋梁使用鋼筋規(guī)格不符、混凝土強(qiáng)度不足、路橋?qū)嶓w結(jié)構(gòu)的受力不均等問(wèn)題,這些都會(huì)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性造成不利影響。
2.2設(shè)計(jì)方案滯后于橋梁的發(fā)展
在對(duì)橋梁工程項(xiàng)目的進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),由于很多地方依舊采用那些過(guò)時(shí)的、傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,這些設(shè)計(jì)方案不僅不能滿足現(xiàn)代橋梁工程建設(shè)的需要,而且會(huì)在實(shí)際使用時(shí)過(guò)程中留下安全隱患。因此,設(shè)計(jì)方案對(duì)于一個(gè)橋梁工程項(xiàng)目具有很大的意義,一個(gè)好的設(shè)計(jì)方案一定會(huì)使橋梁的施工項(xiàng)目不但得到好的安全質(zhì)量,而且會(huì)縮短建造工期、降低施工難度以及建造成本?,F(xiàn)在,雖然說(shuō)有很多新工藝、新技術(shù)以及新材料的不斷涌現(xiàn),但是很多橋梁施工項(xiàng)目根本不予采用,造成這種情況的主要是由于橋梁的建設(shè)周期太短。這樣就迫使工程項(xiàng)目的建設(shè)方必須壓縮成本,以追求經(jīng)濟(jì)效益為目的,因此,建設(shè)方只會(huì)留給設(shè)計(jì)部門很少的設(shè)計(jì)時(shí)間。
3保證橋梁質(zhì)量安全的相關(guān)措施
3.1橋梁工程的耐久性設(shè)計(jì)
一個(gè)橋梁工程項(xiàng)目在實(shí)際建設(shè)施工以及投入使用中,都會(huì)受到來(lái)自人為因素、環(huán)境因素等多方面的影響。例如,如果一個(gè)橋梁長(zhǎng)期受到雨水的沖刷、地質(zhì)災(zāi)害、道路交通流量超載等多方面的作用,這就一定會(huì)造成橋梁結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量問(wèn)題,例如斷面、裂縫、老化等,以至于出現(xiàn)不同程度的道路損壞,更有甚者會(huì)引發(fā)安全事故。因此,就需要設(shè)計(jì)人員一定要對(duì)所施工項(xiàng)目的最大道路交通流量、周邊環(huán)境、施工場(chǎng)地條件等多方面進(jìn)行檢測(cè)、預(yù)算、分而且結(jié)合橋梁本身的特點(diǎn)和要求,在保證設(shè)計(jì)的強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)的條件下,一定要提注重橋梁的耐久性和安全性。
3.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的質(zhì)量控制
對(duì)橋梁工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的優(yōu)劣和水平的高低,這將對(duì)使用安全與使用功能有著直接影響作用。因此,就需要項(xiàng)目的建設(shè)單位一定要給設(shè)計(jì)部門富余的時(shí)間去對(duì)橋梁項(xiàng)目,進(jìn)行勘察、分析和設(shè)計(jì)。而且項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員務(wù)必做到以下幾點(diǎn):(1)必須要保證項(xiàng)目設(shè)計(jì)強(qiáng)度符合相關(guān)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn),與此同時(shí),也要試著去研究整個(gè)設(shè)計(jì)所采用的創(chuàng)新工藝、新材料以及新技術(shù),使整個(gè)項(xiàng)目具備先進(jìn)性;(2)設(shè)計(jì)人員不但要進(jìn)行項(xiàng)目的創(chuàng)新設(shè)計(jì),而且要對(duì)傳統(tǒng)成熟的技術(shù)與創(chuàng)新技術(shù)之間進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合,確保未經(jīng)使用過(guò)的新技術(shù)、新工藝以及新材料的使用,不會(huì)埋下任何質(zhì)量安全隱患;(3)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)人員還需要為質(zhì)量檢查的時(shí)提供便捷性,這樣就可以方便隨時(shí)對(duì)整個(gè)施工過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行把控,以設(shè)計(jì)出安全、先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案為目標(biāo)。特別是對(duì)橋梁項(xiàng)目的關(guān)鍵部位進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員務(wù)必要進(jìn)行全面、精確的計(jì)算,對(duì)項(xiàng)目的質(zhì)量控制進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),以確保施工安全和項(xiàng)目投入實(shí)際使用的安全。
3.3合理選擇設(shè)計(jì)方案
針對(duì)橋梁項(xiàng)目中的結(jié)構(gòu)主體設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理的選擇設(shè)計(jì)方案,確保項(xiàng)目在投入使用后具備安全性與耐久性。大多數(shù)的橋梁工程項(xiàng)目所處的環(huán)境條件不同,而且需要鋪設(shè)范圍大,所以,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,低一定要充分的考慮、分析整個(gè)橋梁的主體結(jié)構(gòu),并且要對(duì)不同的因素去滿足項(xiàng)目需求的設(shè)計(jì)方案。在我國(guó),目前的有大跨度和標(biāo)準(zhǔn)跨徑兩種橋梁結(jié)構(gòu)形式。事實(shí)上,在實(shí)際的橋梁設(shè)計(jì)施工中,標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁的施工相對(duì)于大跨度的橋梁來(lái)說(shuō),難度小、造價(jià)合理,而且可以進(jìn)行預(yù)制裝配,所以,這種標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋梁設(shè)計(jì)被廣泛的應(yīng)用。
4結(jié)語(yǔ)
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