道路橋梁設(shè)計中存在的安全風險與有效優(yōu)化措施

1、    道路橋梁設(shè)計中存在的安全風險與有效優(yōu)化措施    陳曉梅摘 要：隨著我國交通事業(yè)發(fā)展步伐的加快，道路橋梁作為現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容之一，傳統(tǒng)路橋設(shè)計理念在現(xiàn)代文化的強力沖擊下，受到了前所未有的挑戰(zhàn)。所以，在人民日益增長的社會需求對現(xiàn)代道路橋梁的設(shè)計任務(wù)提出了更高的要求。對此，文章結(jié)合筆者自身所學與實踐經(jīng)驗，并根據(jù)我國道路橋梁發(fā)展的基本情況，在路橋設(shè)計過程中存在的安全風險與優(yōu)化措施進行深入分析研究。關(guān)鍵詞：道路橋梁；施工設(shè)計；安全風險；優(yōu)化措施引言道路橋梁作為經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)和社會活動的載體，是營造良好的社會環(huán)境與宜人的生態(tài)體系不可缺少的部分，隨著人們

2、生活質(zhì)量意識的提高，道路橋梁設(shè)計多元化與標準中化越來越受到社會的重視，如何加強現(xiàn)代路橋設(shè)計工作的管理任務(wù)，使其更好的服務(wù)于人民生活與社會發(fā)展，已成為當今路橋工程建設(shè)行業(yè)研究的重點課題。1 道路橋梁設(shè)計任務(wù)的特點與原則1.1 設(shè)計特點道路橋梁設(shè)計工作的實施應(yīng)將道路與橋梁進行綜合考慮，首先，橋梁設(shè)計方案的選擇應(yīng)以道路建設(shè)項目為依據(jù)，確保完成后使其擁有良好的可操作性與銜接效果；其次，合理規(guī)劃道路施工過程與后期運營所產(chǎn)生的自重及荷載情況，確保結(jié)構(gòu)安全；再次，結(jié)合實際考察，全面掌握設(shè)計結(jié)構(gòu)所處位置及周邊環(huán)境的地質(zhì)條件與自然環(huán)境，分析并調(diào)查潛在地質(zhì)災(zāi)害，綜合考慮所有因素，以此選擇合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式（橋梁跨

3、度與墩形架構(gòu)等）；最后，現(xiàn)代路橋設(shè)計任務(wù)的實施還應(yīng)充分考慮建設(shè)區(qū)域的總體規(guī)劃，確保與周邊環(huán)境完美融合，實現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的美學特性，另外，結(jié)合經(jīng)濟、節(jié)能與環(huán)保的設(shè)計理念，通過立體、簡約、時尚和大氣的設(shè)計手段與方式，將現(xiàn)代新型城市建設(shè)地標的特點充分體現(xiàn)，使其不僅在功能上滿足社會需求，更是在實際意義上實現(xiàn)設(shè)計理念的升華。1.2 設(shè)計原則（1）嚴格執(zhí)行國家現(xiàn)行相關(guān)設(shè)計規(guī)范與標準；（2）緊密結(jié)合實際情況，設(shè)計過程中對建設(shè)材料的選擇盡量滿足就地取材的條件，達到控制工程造價的目的，嚴格杜絕勞民傷財；另外，切實關(guān)注工程工期，促使其按預計工期完成工程建設(shè)；（3）充分利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計與可靠性設(shè)計等現(xiàn)代化方法，確保設(shè)計

4、成果滿足標準化要求；（4）優(yōu)先考慮新技術(shù)與新工藝，并結(jié)合傳統(tǒng)經(jīng)驗，以保設(shè)計成果滿足環(huán)保、科學與合理等現(xiàn)代化要求。2 道路橋梁設(shè)計任務(wù)安全風險因素分析2.1 設(shè)計水平低下相比于發(fā)達國家，我國對于現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計任務(wù)的實施起步較晚，各方面管理水平較低，人員專業(yè)素質(zhì)參差不齊，一些人員在設(shè)計過程中對交通環(huán)境、流量與風力等因素考慮不全，致使設(shè)計作品施工成實物后無法滿足使用性能的綜合要求；或是在設(shè)計過程中只是機械性的套用國家標準與規(guī)范，僅僅滿足于結(jié)構(gòu)強度的控制，對于結(jié)構(gòu)體系受力、耐久性和材料特性等其他方面未經(jīng)涉及，導致結(jié)構(gòu)體系簡單，受力不科學，無法達到現(xiàn)代化使用要求。2.2 設(shè)計方案落后現(xiàn)代道路橋梁技術(shù)與

5、結(jié)構(gòu)形式發(fā)展迅速，各新型模式與先進理念層出不窮，受客觀條件與專業(yè)能力的限制，一些人員在設(shè)計過程中思路落后，無法做到技術(shù)的更新與理念的轉(zhuǎn)化，致使設(shè)計作品無法滿足現(xiàn)代化交通需求，進而埋下安全隱患。設(shè)計方案的編制是以指導施工建設(shè)為目的，它是對施工質(zhì)量、進度與造價等建設(shè)要素的有力保障，受現(xiàn)實情況的影響，部分城市的道路橋梁設(shè)計工作以經(jīng)濟效益為主題，過度控制成本，設(shè)計作品的完成往往限制于極短時間內(nèi)，致使設(shè)計方案的討論與優(yōu)化過程走于形式，設(shè)計成果漏洞百出，更有嚴重者，對設(shè)計方案直接模仿或抄襲，根本不考慮實際情況，導致所設(shè)計的作品無法滿足現(xiàn)代化建設(shè)的需求。2.3 設(shè)計結(jié)構(gòu)不合理一個合理的道路橋梁建設(shè)方案，是以

6、經(jīng)濟和安全為角度達到雙方面控制，這樣更有利于工程建設(shè)任務(wù)的順利實施。對于我國道路橋梁設(shè)計任務(wù)而言，該領(lǐng)域到目前存在問題較多，其中以設(shè)計結(jié)構(gòu)合理性的欠缺最為突出，受傳統(tǒng)思想與模式的影響，我國道路橋梁設(shè)計理念與技術(shù)仍舊停留在上世紀90年代，缺少高尖技術(shù)與先進理念的應(yīng)用，對先進設(shè)備利用率不高，導致資源變相流失，且可再生資源利用率過低，未能與國家方針形成呼應(yīng)，嚴重阻礙了現(xiàn)代道橋事業(yè)的發(fā)展。3 加強道路橋梁安全系數(shù)的設(shè)計優(yōu)化措施3.1 強化結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計道路橋梁作為承載結(jié)構(gòu)，使用過程中必然會受到地震、超載與顛簸的等因素的影響，加之結(jié)構(gòu)的疲勞作用，長期的影響勢必會造成結(jié)構(gòu)耐久性的降低，從而減少其使用壽命。

7、我國傳統(tǒng)設(shè)計理念與標準缺乏以發(fā)展的眼光看待問題，對于荷載的考慮往往僅限于當下，未結(jié)合國家發(fā)展速度進行綜合考慮，導致設(shè)計結(jié)構(gòu)的受力體系難以適應(yīng)社會發(fā)展的需求。道橋耐久性的提高，以長遠的角度來看對結(jié)構(gòu)的安全運行與經(jīng)濟投入更有利，因此，對于現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計任務(wù)的實施，必須要以發(fā)展和創(chuàng)新的目光看待問題，積極學習提高自身能力的同時有計劃有針對性的引進先進理念與實施經(jīng)驗，在規(guī)范設(shè)計的基礎(chǔ)上，充分考慮施工階段，使用階段和后期養(yǎng)護階段的任務(wù)實施，做到及時發(fā)現(xiàn)問題，及時分析問題，及時解決問題，將一切不利因素徹底消除，以此提高結(jié)構(gòu)的耐久性與使用壽命。3.2 重視超載問題研究對于道路橋梁的建設(shè)來說關(guān)系著方方面面，在

8、其最為重要的一個方面就是超載問題。這個標準載重是不可以超越的。一旦超出了這個極限就會使得我們的工程發(fā)生了變化，嚴重的時候可能會造成嚴重的事故。所以我們深刻的認識如何進行避免超載問題。很多橋梁以及重要路段都會發(fā)現(xiàn)各式各樣的警示標語以及限高的標志，在很大的程度上保證了道路橋梁的安全。3.3 加強疲勞損傷研究道路橋梁結(jié)構(gòu)所承受的風荷載、車輛荷載等屬于動荷載，這些荷載會在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，引起結(jié)構(gòu)的振動和累積疲勞損傷，再加上橋梁建造所使用的材料不是均勻的與連續(xù)的，而是存在著許多很微小的缺陷，那么這些缺陷在循環(huán)荷載的作用下會逐漸發(fā)展、合并，形成損傷，積累地多了就會在材料上形成裂紋，如果對這些

9、裂紋控制不好，就會導致材料和結(jié)構(gòu)的脆性斷裂，帶來安全問題。近年來，我國關(guān)于橋梁疲勞損傷的研究在逐步發(fā)展，由于混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，這一問題已經(jīng)得到了很好的控制，但是對于有些鋼筋混凝土構(gòu)件在使用期由于受到腐蝕，其動態(tài)性能和疲勞性研究的難度仍然很大，這方面的研究需要加強。3.4 利用滿應(yīng)力準則法滿應(yīng)力準則法是以滿應(yīng)力為準則，本算法為了使結(jié)構(gòu)材料得到充分的利用，充分考慮各構(gòu)件在最少一種工況及最不利應(yīng)力的情況下達到材料的容許應(yīng)力的大小，因此發(fā)揮各構(gòu)件的最大使用限度。滿應(yīng)力準則法包括應(yīng)力比法、齒行法及能量準則法三種方法，其中，應(yīng)力比法是最基本最簡單的迭代方法。齒行法是對應(yīng)力比法的一種改進，主要體現(xiàn)在迭代方法的優(yōu)化上，在迭代過程中使每次的迭代點控制在主約束曲面上，通過合理的調(diào)整迭代點，使優(yōu)化目標不斷接近。4 結(jié)束語總而言之，本文對現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計工作的實施細則進行了全方位的論述，以存在問題為出發(fā)點，通過發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的主體思路，將我國現(xiàn)代道路橋梁設(shè)計任務(wù)逐步推向