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摘 要:道路和桥梁作为我国交通系统重要的组成部分,其结构设计的耐久性直接影响到人们日常的交通出行以及地区的经济发展,在进行道路桥梁结构设计时,要根据有关的设计规范,并结合当地的实际情况,考虑到地形、地势、水文条件、气候环境等因素,尤其要注意路桥结构的安全性和稳定性,保证其良好的使用性能以及耐久性的同时,对结构进行优化设计,为驾驶员提供更加安全和舒适的道路桥梁环境。本文分析了目前我国道路桥梁结构设计的现状,针对如何更好的进行道路桥梁结构的耐久性设计提出了一些看法以供参考。
关键词:道路桥梁;结构;耐久性;设计方法
中图分类号:U442.5 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)27-0188-02
1 概 述
近几年来,随着我国经济的高速发展,许多地区的交通量也在逐年增长,这就对交通系统的安全性以及耐久性提出了更高的要求。道路桥梁作为我国交通系统的主要组成部分,在目前的设计和施工中还存在着许多问题,施工的技术以及施工工艺相较发达国家而言较为落后,并且对于不同地区的道路桥梁结构没有较强的地区针对性,结构的设计不够合理。因此,为了在我国经济增长的背景下,适应日益增加的交通量,要在保证使用性能的前提下,对道路桥梁结构进行优化设计,还要加强施工过程的管理,对施工环节进行严密把控,消除施工中存在的质量及安全隐患,保证道路桥梁结构的安全性和使用的耐久性。
2 道路桥梁结构设计现状
2.1 耐久性不足
我国用于道路桥梁结构施工的主要材料一般是钢筋混凝土。混凝土结构具有取材方便,施工工艺简单等优点,但同时,混凝土结构在长期受到荷载反复作用的时候,容易发生疲劳和老化,造成较大的形变,假如对混凝土结构的检测和加固措施没有做到位的话,会严重影响到道路桥梁结构的正常使用,并且使用时的安全性也得不到保障。
2.2 安全性不足
我国部分地区因为道路桥梁工程施工时的施工工艺较落后,导致工程存在着较多的质量问题和安全隐患,并且后期投入使用之后对于道路桥梁结构的检测和维修加固工作没有做到位,造成道路桥梁结构随着使用时间的增加,出现了老化和损坏,一部分结构的破坏速度远超于维护加固的速度,导致道路桥梁结构的承载力下降,正常使用性能受到影响,只能采取限速限载的措施。
2.3 维护管理不当
在道路桥梁结构施工中,混凝土的施工质量会严重影响到道路桥梁结构的使用性能以及整体稳定性,尤其是混凝土的浇筑和振捣质量,如果混凝土浇筑的方式不合理或者是振捣不足,会造成道路桥梁结构的密实度下降,使得道路桥梁结构更容易在重力作用下产生裂缝。在结构投入使用后,如果后期没有对结构进行科学的维护和管理,会导致二氧化碳和水通过裂缝渗入结构内部,造成结构的局部病害,影响到道路桥梁结构的正常使用。
3 道路结构设计
3.1 耐久性设计
(1)选择合适的水泥种类。水泥是混凝土结构的主要组成部分,水泥的种类和质量会对混凝土结构使用时的强度和稳定性产生很大的影响。化学成分不一样的两种水泥,例如粉煤灰水泥和硅酸盐水泥,在实际工程中应用时对混凝土结构的影响也不同,在进行道路结构设计和施工的过程中,要因地制宜,根据当地的地形、地势、气候、水文条件等,进行水泥材料的选择。在施工的过程中,要注意水泥的配比,并添加一定数量的减水剂,防止水泥产生较大的水化热,延缓混凝土的碳化过程。
(2)合理控制水灰比。混凝土结构施工时,水灰比在混凝土结构的强度和稳定性中起到决定性作用。在进行道路结构的施工时,要根据实际的施工要求合理的控制水灰比,如果该工程对结构的强度及稳定性的要求较高,水灰比就要控制在较低的水平,保证混凝土结构具有一定的密实度。如果施工时的水灰比较大,会导致混凝土结构的密实度和强度达不到要求,并且还会给道路结构埋下安全隐患。另外,外界环境也会对道路结构直接产生影响,水灰比较小,较密实的结构可以阻碍环境中带有腐蚀性的气体通过结构表面的裂缝渗入结构内部,减小气体的扩散速度,所以在道路结构的施工过程中,要严格的控制混凝土的水灰比,保证结构的整体稳定和耐久性。
3.2 安全性设计
(1)提高对疲劳破坏的重视程度。道路结构投入使用后会受到车辆行驶产生的动荷载,在结构内部产生循环的应力变化。由于混凝土是一种不均匀且不连续的材料,假如混凝土结构长期受到循环应力的作用,就会出现许多微小裂缝,在荷载的持续作用下,这些微小裂缝扩大演变成更大的裂缝,造成结构疲劳破坏,埋下了很大的安全隐患。因此在设计时设计人员要做好結构疲劳性能指标的计算与验算。由于钢材在常温下具有一定的脆性,因此在选择钢材的时候,要尽量选择变异系数较小且韧性较好的钢材,才能更好的抵抗结构的疲劳破坏,保证结构的耐久性。
(2)加强施工设计管理。随着我国交通量的增加,道路结构的发展也在不断加快,出现了各种新型材料,一些施工中的新技术、新工艺也不断涌现。为了道路结构更好的发展,我们要在设计道路结构的方法中积极思考和创新,有针对性的对结构进行施工设计,才能提升道路结构的设计施工水平。在对道路结构进行施工设计时,要基于相关的设计规范,组织有一定专业素养和经验的设计人员进行,在设计阶段做好道路结构施工时的组织和规划,针对施工现场的实际情况,对结构设计进行优化和改进,设计一套完备合理的施工方案。在施工的过程中,也要安排有经验的施工人员和管理人员进行施工和监督,要通过培训等手段强化管理人员的安全意识和责任意识,保证道路结构的施工质量。
3.3 结构优化设计
目前,我国由于交通量的增加,建设道路的数量和地区都在不断扩大,传统采用的静态设计模式跟不上目前道路结构的发展要求,所以现今在进行道路结构设计的时候,要综合考虑各方面的因素,采用动态的思维进行设计,在设计时还要考虑结构的安全性和稳定性。为了保证道路结构具有一定的安全性和耐久性,在设计阶段应由专业的设计机构根据现行的设计规范,进行结构的设计。要加强对材料质量的把控,工程验收过程也要严格把关,后期的养护工作也要做到位。
4 桥梁结构设计
4.1 高性能混凝土
普通的混凝土一般只以抗压强度作为衡量混凝土总体质量的指标。与其相比而言,高性能混凝土不再片面的只注重强度,通过掺加合格的矿物掺合料和取用较低的水灰比和较少的水泥用量,得到了设计者所要求的易灌注、易密实、早期强度高、韧性高等优良的性能,而且具有良好的耐久性。
4.2 耐候钢
用耐候钢建造的钢桥在最初2~3年的暴露中,表面产生一层光泽耀眼的锈膜,这层锈膜即成为防止进一步锈蚀的保护膜,故无须油漆,可节省维修保养费用。自1964年耐耐候钢首次应用于公路桥上,现已经在经济发达国家得到了很大的发展。美国的耐候钢桥已经占到全部钢桥的50%,日本的耐候钢桥也占到全部钢桥的10%,而国内用耐侯钢修建的钢桥的数量还极少。因此我国应该加强耐候钢的研究、开发和应用,赶上世界先进水平,这样不但可以提高钢桥的耐久性,而且能提高钢材本身的质量、降低建设及维护成本。
5 结 语
随着我国经济的高速发展,交通量的增加,为了保证人们的交通出行更加的安全和便捷,要提高道路结构使用的耐久性和安全性。这就要求我们在进行道路结构设计的时候,要因地制宜,对道路结构进行合理的规划,科学的进行设计,在施工设计时也要考虑到地形地势、水文、抗震等条件,要对施工过程进行严格的管理和把控,尽量避免在施工时留下安全隐患,保证道路结构使用时的稳定性。
参考文献
[1]王明焱.道路设计的现状与改善措施探析[J].黑龙江科学,2014,12:25.
[2]尚 月.桥梁设计中存在的安全耐久性问题及对策研究[J].中国建材科技,2015,4:117~118.
[3]王建刚.探究道路中的安全性与耐久性设计[J].山西建筑,2015,14:192~193.
收稿日期:2018-8-17
关键词:道路桥梁;结构;耐久性;设计方法
中图分类号:U442.5 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)27-0188-02
1 概 述
近几年来,随着我国经济的高速发展,许多地区的交通量也在逐年增长,这就对交通系统的安全性以及耐久性提出了更高的要求。道路桥梁作为我国交通系统的主要组成部分,在目前的设计和施工中还存在着许多问题,施工的技术以及施工工艺相较发达国家而言较为落后,并且对于不同地区的道路桥梁结构没有较强的地区针对性,结构的设计不够合理。因此,为了在我国经济增长的背景下,适应日益增加的交通量,要在保证使用性能的前提下,对道路桥梁结构进行优化设计,还要加强施工过程的管理,对施工环节进行严密把控,消除施工中存在的质量及安全隐患,保证道路桥梁结构的安全性和使用的耐久性。
2 道路桥梁结构设计现状
2.1 耐久性不足
我国用于道路桥梁结构施工的主要材料一般是钢筋混凝土。混凝土结构具有取材方便,施工工艺简单等优点,但同时,混凝土结构在长期受到荷载反复作用的时候,容易发生疲劳和老化,造成较大的形变,假如对混凝土结构的检测和加固措施没有做到位的话,会严重影响到道路桥梁结构的正常使用,并且使用时的安全性也得不到保障。
2.2 安全性不足
我国部分地区因为道路桥梁工程施工时的施工工艺较落后,导致工程存在着较多的质量问题和安全隐患,并且后期投入使用之后对于道路桥梁结构的检测和维修加固工作没有做到位,造成道路桥梁结构随着使用时间的增加,出现了老化和损坏,一部分结构的破坏速度远超于维护加固的速度,导致道路桥梁结构的承载力下降,正常使用性能受到影响,只能采取限速限载的措施。
2.3 维护管理不当
在道路桥梁结构施工中,混凝土的施工质量会严重影响到道路桥梁结构的使用性能以及整体稳定性,尤其是混凝土的浇筑和振捣质量,如果混凝土浇筑的方式不合理或者是振捣不足,会造成道路桥梁结构的密实度下降,使得道路桥梁结构更容易在重力作用下产生裂缝。在结构投入使用后,如果后期没有对结构进行科学的维护和管理,会导致二氧化碳和水通过裂缝渗入结构内部,造成结构的局部病害,影响到道路桥梁结构的正常使用。
3 道路结构设计
3.1 耐久性设计
(1)选择合适的水泥种类。水泥是混凝土结构的主要组成部分,水泥的种类和质量会对混凝土结构使用时的强度和稳定性产生很大的影响。化学成分不一样的两种水泥,例如粉煤灰水泥和硅酸盐水泥,在实际工程中应用时对混凝土结构的影响也不同,在进行道路结构设计和施工的过程中,要因地制宜,根据当地的地形、地势、气候、水文条件等,进行水泥材料的选择。在施工的过程中,要注意水泥的配比,并添加一定数量的减水剂,防止水泥产生较大的水化热,延缓混凝土的碳化过程。
(2)合理控制水灰比。混凝土结构施工时,水灰比在混凝土结构的强度和稳定性中起到决定性作用。在进行道路结构的施工时,要根据实际的施工要求合理的控制水灰比,如果该工程对结构的强度及稳定性的要求较高,水灰比就要控制在较低的水平,保证混凝土结构具有一定的密实度。如果施工时的水灰比较大,会导致混凝土结构的密实度和强度达不到要求,并且还会给道路结构埋下安全隐患。另外,外界环境也会对道路结构直接产生影响,水灰比较小,较密实的结构可以阻碍环境中带有腐蚀性的气体通过结构表面的裂缝渗入结构内部,减小气体的扩散速度,所以在道路结构的施工过程中,要严格的控制混凝土的水灰比,保证结构的整体稳定和耐久性。
3.2 安全性设计
(1)提高对疲劳破坏的重视程度。道路结构投入使用后会受到车辆行驶产生的动荷载,在结构内部产生循环的应力变化。由于混凝土是一种不均匀且不连续的材料,假如混凝土结构长期受到循环应力的作用,就会出现许多微小裂缝,在荷载的持续作用下,这些微小裂缝扩大演变成更大的裂缝,造成结构疲劳破坏,埋下了很大的安全隐患。因此在设计时设计人员要做好結构疲劳性能指标的计算与验算。由于钢材在常温下具有一定的脆性,因此在选择钢材的时候,要尽量选择变异系数较小且韧性较好的钢材,才能更好的抵抗结构的疲劳破坏,保证结构的耐久性。
(2)加强施工设计管理。随着我国交通量的增加,道路结构的发展也在不断加快,出现了各种新型材料,一些施工中的新技术、新工艺也不断涌现。为了道路结构更好的发展,我们要在设计道路结构的方法中积极思考和创新,有针对性的对结构进行施工设计,才能提升道路结构的设计施工水平。在对道路结构进行施工设计时,要基于相关的设计规范,组织有一定专业素养和经验的设计人员进行,在设计阶段做好道路结构施工时的组织和规划,针对施工现场的实际情况,对结构设计进行优化和改进,设计一套完备合理的施工方案。在施工的过程中,也要安排有经验的施工人员和管理人员进行施工和监督,要通过培训等手段强化管理人员的安全意识和责任意识,保证道路结构的施工质量。
3.3 结构优化设计
目前,我国由于交通量的增加,建设道路的数量和地区都在不断扩大,传统采用的静态设计模式跟不上目前道路结构的发展要求,所以现今在进行道路结构设计的时候,要综合考虑各方面的因素,采用动态的思维进行设计,在设计时还要考虑结构的安全性和稳定性。为了保证道路结构具有一定的安全性和耐久性,在设计阶段应由专业的设计机构根据现行的设计规范,进行结构的设计。要加强对材料质量的把控,工程验收过程也要严格把关,后期的养护工作也要做到位。
4 桥梁结构设计
4.1 高性能混凝土
普通的混凝土一般只以抗压强度作为衡量混凝土总体质量的指标。与其相比而言,高性能混凝土不再片面的只注重强度,通过掺加合格的矿物掺合料和取用较低的水灰比和较少的水泥用量,得到了设计者所要求的易灌注、易密实、早期强度高、韧性高等优良的性能,而且具有良好的耐久性。
4.2 耐候钢
用耐候钢建造的钢桥在最初2~3年的暴露中,表面产生一层光泽耀眼的锈膜,这层锈膜即成为防止进一步锈蚀的保护膜,故无须油漆,可节省维修保养费用。自1964年耐耐候钢首次应用于公路桥上,现已经在经济发达国家得到了很大的发展。美国的耐候钢桥已经占到全部钢桥的50%,日本的耐候钢桥也占到全部钢桥的10%,而国内用耐侯钢修建的钢桥的数量还极少。因此我国应该加强耐候钢的研究、开发和应用,赶上世界先进水平,这样不但可以提高钢桥的耐久性,而且能提高钢材本身的质量、降低建设及维护成本。
5 结 语
随着我国经济的高速发展,交通量的增加,为了保证人们的交通出行更加的安全和便捷,要提高道路结构使用的耐久性和安全性。这就要求我们在进行道路结构设计的时候,要因地制宜,对道路结构进行合理的规划,科学的进行设计,在施工设计时也要考虑到地形地势、水文、抗震等条件,要对施工过程进行严格的管理和把控,尽量避免在施工时留下安全隐患,保证道路结构使用时的稳定性。
参考文献
[1]王明焱.道路设计的现状与改善措施探析[J].黑龙江科学,2014,12:25.
[2]尚 月.桥梁设计中存在的安全耐久性问题及对策研究[J].中国建材科技,2015,4:117~118.
[3]王建刚.探究道路中的安全性与耐久性设计[J].山西建筑,2015,14:192~193.
收稿日期:2018-8-17