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關鍵詞:城市道路橋梁;設計;問題;
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A
引言:
道路橋梁與人民的生活緊密相關,因此人民最注重的就是道路橋梁設計中的安全性和耐久性因素。道路橋梁在建設與使用的過程中,不僅受環境和有害化學物質的破壞外,還要承受過往車輛、風、疲勞駕駛、超載等因素的影響,加之橋梁建設所采用的材料也會逐漸發生退化的現象,導致其內部結構也相應的產生不同程度的改變和損壞。為此,在道路橋梁建設中要嚴格按照設計規范執行施工,盡量避免各種因素的干擾以達到人們預期的施工和使用效果。
1、道路橋梁工程項目的設計現狀
隨著我國國力的增強和經濟的快速發展,我國正在不斷加大對道路橋梁工程建設的投入力度,雖然部分道路橋梁項目的設計達到了實際的功能需求與設計規范中的強度要求,但在投入使用后的幾年內一般都會出現不同程度的質量安全問題,如荷載裂縫、路基沉降、跳車等。為此,為了有效規避這些問題,在道路橋梁工程項目的設計階段中就必須綜合考慮道路橋梁實際的結構、材料、環境條件、交通流量等因素,并借鑒國外的先進設計理念及技術,通過強化技術手段的優化來不斷提高道路橋梁項目的安全性和耐久性。國家頒布了相關標準與規范對道路橋梁工程的設計提出了制度層面的要求,然而現實情況是規范與標準的制定總是有一定的滯后性,這種滯后性也相應的影響了道路橋梁的設計。隨著現代道路橋梁設計理念的不斷發展,對設計人員的專業素質和業務水平也相應的提出了更高的要求,所以新時代背景下培養適應時代需求的專業設計人員勢在必行。隨著新技術、新理念、新工藝、新材料的不斷涌現和道路橋梁的功能需求趨向多樣化,及時制定和更新設計規范與標準的需要也就呼之欲出。
2、道路橋梁設計存在的問題
2.1、道路橋梁工程設計階段缺乏綜合考慮
長期以來,道路橋梁工程設計階段存在的問題一直困擾著設計人員,我國部分橋梁工程項目在設計的過程中,設計人員對于道路橋梁投入使用后的環境因素、溫度因素、交通流量因素等方面缺乏考慮。許多設計人員在進行道路橋梁的設計時,往往只考慮了橋梁結構的強度是否能夠滿足相關的設計規范與標準,而對于道路橋梁的結構體系、材料、耐久性、抗腐蝕性,以及項目設計階段、施工期間、使用過程中可能出現的人為因素、場地條件因素等影響缺乏綜合考慮,以至于設計時的項目實際路線、計算圖示不夠明確而造成道路橋梁實體結構的受力不均以及保護層厚度過小、混凝土強度不足、鋼筋規格不符等問題不斷出現,這些情況的出現都嚴重的威脅到了道路橋梁主體結構的耐久性、安全性。
2.2、設計方案滯后于道路橋梁的實際發展
在我國,部分城市至今仍在沿用無法滿足現代道路橋梁工程建設的需求的傳統的項目設計方案,這種滯后性也為道路橋梁設計埋下安全隱患,設計方案是道路橋梁工程項目的施工依據,這就導致設計方案水平的高低是影響工程項目的施工難度與工期、工程量、項目造價、實體質量水平的高低的決定性因素。我國現階段一些道路橋梁工程的建設中并未有效的運用新興的施工工藝與技術、材料與設備等,主要原因就是由于設計周期過緊而造成的。市場經濟是追求經濟效益的經濟,道路橋梁工程項目的建設方為縮減成本提高經濟效益,在設計部門上的投入相對不足。道路橋梁工程是一項復雜的工程系統,如果因任務量過大而縮短設計周期將會給項目的設計部門提出很大的挑戰,使設計部門在任務重時間短的情況下很難綜合考慮項目的所有影響因素,更談不上設計方案的優化。所以,鑒于道路橋梁設計的重要性,建設方一定要留出充足的設計時間或者采取項目設計招標等方案,采取最優的道路設計方案來保證道路橋梁的安全性和耐用性。
3、保證道路橋梁質量安全的相關舉措
3.1、合理選擇設計方案
為了保證工程項目的耐久性和安全性,合理的選擇設計方案對于保證道路橋梁工程項目主體結構的安全性非常重要。道路橋梁工程建設涉及范圍廣,施工受環境條件影響大,所以在設計施工中需要優先考慮橋梁主體的結構形式,從而選擇能夠充分滿足項目需求的結構設計方案。現階段,我國橋梁結構的設計形式主要有兩種,即標準跨徑和大跨度兩種,在實際的道路橋梁工程設計中,采用標準跨徑設計的橋梁具有造價合理、施工難度小、能夠預制裝配等優點,相較于大跨度橋梁設計方案而言其應用的范圍更為廣泛。
3.2、協調好創新技術與傳統技術之間的關系
項目設計階段的質量控制水平的高低將直接影響到道路橋梁的使用功能與使用安全性,所以建設單位應給予設計部門留足充分的設計周期。在設計的過程中,設計人員在保證項目設計強度充分滿足相關標準與規范的同時,還應進一步加大創新和研究的力度,以此保證設計方案的先進性。與此同時,設計人員在進行創新設計時還應該協調好創新技術與傳統技術之間的關系,遇到未經檢驗的技術與設計必須嚴謹采用,從而在設計階段就有效的避免了安全隱患的產生。另外,道路橋梁工程項目的設計人員熟悉掌握項目的施工技術與工藝也是非常重要的,只有這樣才能夠在設計中降低施工風險,提高工程質量從而設計出易于采取質量控制與施工的結構設計方案。
3.3 道路橋梁工程設計時要綜合考慮各種影響因素
道路橋梁工程的耐久性是設計道路橋梁工程項目要達到的目的之一,而橋梁工程設計在施工的過程中與投入試用期間都會受到環境因素及人為因素的影響,所以在設計時要保證工程的耐久性就一定要綜合考慮這些因素所可能產生的影響。目前,由于地質災害、風的侵蝕、雨水的腐蝕、交通流量的作用而造成的橋梁部分結構材料出現老化、裂縫斷面等問題時有發生,由此引發的安全事故也在不斷增多。特別是在混凝土橋梁建設中由于開裂而影響工程質量甚至倒塌的問題也日漸突出。混凝土構件裂縫問題是個比較復雜的問題,它涉及到混凝土的材料性質、構造特點及施工過程等各方面的問題,究其主要原因是由于道路橋梁工程在設計時缺乏綜合考慮,沒有能夠進行合理的耐久性設計而造成的。以上現象決定在進行道路橋梁工程項目的設計時,設計人員必須根據項目的自身特點與要求,針對施工場地條件及周邊環境,最大交通流量等因素進行分析和預測,以達到在保證設計強度符合標準的前提下,提高道路橋梁的安全性及耐久性的目標。
結語:
城市道路與橋梁不僅是一個城市展現其形象和市容市貌的重要內容,也是展示一個城市的管理情況與發展水平的重要考慮因素。隨著我國城市化的不斷發展,道路橋梁工程的設計質量已經成為人們普遍關注的內容,所以設計人員在進一步提高其綜合素質與業務能力的同時必須綜合考慮各種影響因素,從而在根本上提高設計水平,以不斷促進我國道路橋梁建設的發展。作為一項復雜的關系重大的系統工程,我們必須時刻重視道路橋梁設計的隱患問題。而作為設計人員,則綜合考慮多方面因素,根據具體的自然、社會環境等因素作出科學合理的工程設計。同時應當積極地引進國外先進技術,學習借鑒國內外的優秀案例和成功經驗,在道路橋梁的設計理念上要有創新意識,在結構體系、施工管理等方面要做好防患設計,有備無患.只有這樣才能解決橋梁設計中存在的隱患,確保道路橋梁的安全性和穩定性。
參考文獻:
[1]王凱.淺析道路橋梁設計中幾個隱患問題[J].黑龍江科技信息 ,2012.11
關鍵詞:道路橋梁;設計;現狀;改善措施
中圖分類號:U448文獻標識碼: A
引言
道路橋梁的設計不僅關系著道路橋梁工程的建設質量,而且直接關系著人們的出行安全。道路橋梁的設計工作必須要得到高度的重視,在提高道路橋梁的設計標準的同時,要確保工程的施工質量,進而提高整個道路交通建設的水平。
一、道路橋梁設計的重要性
現階段,伴隨著建筑領域的科技進步,多樣性的道路與橋梁設計以及建設工程也紛至沓來。不可否認的是,在道路與橋梁的整個建設過程中,其銜接處的設計和建設有著多種專業性技術要求,同時也構成了一項極其復雜的環節。可以說,當道路與橋梁銜接處得到正確處理時,不僅會帶來優質的建設工程,同時也能為工程的美觀性加分;而一旦處理不當,則將在很大程度上影響道路橋梁功能的發揮,并將威脅使用該道路橋梁的車輛和行人安全。鑒于此,不論是道路橋梁的設計者還是相關的建設者,都有必要注重自身的專業素養,重視工程建設的每個細微環節,將道路和橋梁銜接處的每一環工作最優化。
二、道路橋梁設計現狀及存在的隱患
1、設計人員的專業素質參差不齊
參與道路橋梁的設計者,大部分人員的專業素質欠缺,導致設計出來的道路橋梁存在必要的隱患。設計是道路橋梁工程的核心,它在很大程度上決定了橋梁工程的質量、造價、施工難易程度和工期長短等。缺少創新意識、經濟指標跟不上以及設計觀念落后造成的資源浪費、安全性問題已經對我國橋梁工程技術進步帶來許多負面影響。事實上許多設計人員在設計之時,大都將結構強度作為重點,認為只要設計結構計算結果符合要求就行了。事實上這種考慮不全,設計者忽略的結構材料、結構構造及結構維護等往往才是至關重要的隱患。比如,設計道路橋梁過程中,結構和構造細節不合理,設計的標準較低等多種因素。加上線路、計算圖示不明確等必然為道路橋梁造成病害。
2、道路橋梁工程設計階段存在的問題
長期以來,我國部分橋梁工程項目在設計的過程中,設計人員對于道路橋梁投入使用后的環境因素、溫度因素、交通流量因素等方面缺乏考慮。許多設計人員在進行道路橋梁的設計時,往往只考慮了橋梁結構的強度是否能夠滿足相關設計規范與標準,而對于道路橋梁的結構體系、材料、耐久性、抗腐蝕性,以及項目設計階段、施工期間、使用過程中可能出現人為因素、場地條件因素等影響缺乏綜合考慮,以至于設計時的項目實際路線、計算圖示不夠明確,而造成道路橋梁實體結構的受力不均,以及保護層厚度過小、混凝土強度不足、鋼筋規格不符等問題,嚴重威脅到道路橋梁主體結構的耐久性、安全性。
3、在施工方面存在缺陷
施工者在施工過程中,往往追求高利潤,不惜降低成本,偷工減料,以次充好的現象經常發生,同時,施工的質量達不到規范和設計的標準,這對道橋的安全性造成了嚴重的威脅,據報道,有的道橋在剛建不久就發生了坍塌的現象,其原因除了上述的之外,還與在施過程中對材料的要求,施工的工藝不合理等方面有關,威脅甚大。
三、道路橋梁設計的改善措施
1、加強培養設計人員責任意識及專業水準
設計道路橋梁關系著人們生命安全及財產安全,因此必須要加強設計人員的安全意識及責任意識培訓,無論是學習或者參加培訓班,都應該不斷的充實其專業知識。我國大多數橋梁設計基本都達到設計規范要求的強度指標,但因設計不夠全面而在橋梁使用過程中出現的安全問題時有發生。因此,即使橋梁設計規范再詳盡也無法也不可能涵蓋應由橋梁設計人員解決的所有問題,橋梁設計規范更新再快也不可能完全適應新技術、新思想、新材料快速發展對橋梁設計提出的全新要求。因此,在設計之時,應綜合考慮構造、材料等因素,并結合以往實際工程經驗,采取切實措施來減少橋梁設計中帶來的安全問題,要全面統籌考慮,結合實際大膽去創新,通過有效方法來降低風險。此外,還應注意環境不同、使用條件不同、設計對象不同,設計要求也就不同,橋梁結構體系的布局和構造等方面也要隨之進行調整。科學合理的道路橋梁結構設計除必須滿足橋梁設計規范基本要求之外,還要求橋梁設計人員具有較高的專業素質、豐富的設計經驗和正確的實踐判斷能力以及施工人員的質量責任意識,提升施工質量。不管該項目多大多小,都要依據科學作為準則,用嚴謹求實之態度確保各項設計與計算方案,盡量杜絕各種隱患,加強安全。
2、合理選擇道路橋梁的設計方案
隨著經濟的飛速發展,道路橋梁建設規模日益加大,社會對道路橋梁的設計標準提出了更高層次的要求。為了保證工程項目的耐久性和安全性,合理的選擇設計方案對于保證道路橋梁工程項目主體結構的安全性非常重要。道路橋梁工程建設涉及范圍廣,施工受環境條件影響大,所以在設計施工中需要優先考慮橋梁主體的結構形式,從而選擇能夠充分滿足項目需求的結構設計方案。現階段,我國橋梁結構的設計形式主要有兩種,即標準跨徑和大跨度兩種。在實際的道路橋梁工程設計中,采用標準跨徑設計的橋梁具有造價合理、施工難度小、能夠預制裝配等優點,相較于大跨度橋梁設計方案而言其應用的范圍更為廣泛。在選擇設計方案時,還需要考慮橋梁的后期維護,例如部分橋梁可以用墩梁剛接的形式代替支座形式,可以大大減少橋梁運營期的維護費用,滿足經濟性原則。
3、科學選擇道路橋梁結構材料
道路橋梁具有較強的安全性和耐久性的關鍵就是鋼筋混凝土的質量及合理使用。鋼筋混凝土的質量能夠直接影響到道路橋梁結構的安全性、適用性以及耐久性。混凝土的耐久性主要取決于混凝土的材料組成,其中影響較大的是水灰比、強度等級以及水泥用量等。設計時要嚴格遵守橋規JTGD62,其對道路橋梁結構耐久性的設計要求做了基本規定,明確規定了在不同的使用環境下選擇不同鋼筋混凝土的要求,對于混凝土耐久性影響較大的水灰比、最低強度等級、水泥用量、最大氯離子含量和堿含量等均作了明確的規定。因此,提高橋梁鋼筋混凝土結構耐久性的關鍵一方面要加大混凝土保護層厚,以保護鋼筋免于銹蝕,另一方面要防止和控制混凝土出現裂縫。除要遵照以上規范的要求進行設計外,還要采取構造措施,從根本上控制和防止混凝土在使用和施工過程中出現大范圍的非工作裂縫。在實際中,提高水平防收縮鋼筋的配筋率和箍筋間距的規定,能夠有效防止和控制混凝土收縮裂縫的出現。
4、提高道橋在安全性和耐久性等方面的措施
首先,關注道橋的使用壽命。在我國,一般設計的道橋壽命只要設計50年,如果是高速公路或者是有其它方面價值的道橋,則需設計是100到150年。但這些壽命的設定并不一定準確,因為道橋在建設的過程中,設計,施工,運行也需要考慮進去,只有更好的監測與維護,才能相對延長道橋的壽命。其次,在施工情況下減少環境對施工材料方面的影響。在施工過程中,往往發現環境可以對混凝土和鋼筋造成影響,例如在潮濕的環境下,氯離子對鋼筋的腐蝕程度比較嚴重,不可忽視,在設計上應注意,在橋面要有一定的坡度,在混凝土橋面板與路面層之間設置可靠的防水層,以免水向下漏,降低環境對橋梁的影響。再次,對道橋進行定時的監測與維修。長時間的承受重力,橋梁的內在結構會產生循環變化的應力,這樣不僅可以引起結構的振動,還會引起結構的累積損傷。由于道橋所采用的材料會存在許多小缺陷,在上時間的經受荷載后,這些微笑的缺陷會逐漸的發展,對道橋造成損傷。若得不到有效的控制,就有可能引起道橋材料及結構上的斷裂,這個后果往往是災難性的,應該引起我們的重視。
5、加強工程項目的風險管理
隨著道路橋梁設計安全性及耐久性要求的提升,各種隱患問題逐漸顯現出來。對于相關設計人員來說,要全面的、綜合考慮各個方面因素,依據道路橋梁具體要求做出合理工程設計。比如橋梁使用必然會受到有害的化學物質侵蝕、自然環境,并要承受地震、車震及自然條件等各種外來作用,同時各種建材也會逐漸老化致使結構損傷與劣化等,這些都是設計者要提前考慮到的。在設計中,要做好各種防范措施,降低項目的風險管理。
結束語
道路橋梁的設計是一個復雜的系統,設計過程中需要運用很多知識。在進行設計工作的時候,要綜合考慮各方面的因素,根據具體的實際情況進行合理的設計。只有設計的科學到位,才能保證道路橋梁的質量。
參考文獻
[1]陳波,陳婷.我國橋梁設計中存在的安全性、耐久性問題研究[J].科技致富向導,2011年.
[關鍵詞]橋墩;立柱;橋梁工程;施工;質量控制
城市橋梁工程的發展,要求在橋梁施工過程中不僅要重視質量控制,對于橋梁建設的功能性和美觀特征等也提出了更高要求,橋墩立柱施工質量控制措施的落實和整體控制水平對于橋梁整體工程質量具有重要的影響。
1城市橋梁工程橋墩立柱施工的重要性
城市橋梁的建設多數位于城市發展的重點區域,施工任務繁重,橋梁結構設計復雜,建設工期短,質量要求高,在施工質量無法達到設計要求的情形下,不僅會對橋梁本身的運行造成嚴重的安全隱患,且可能還會造成較大的安全責任事故。橋墩立柱在橋梁整體結構中起著重要的支撐作用,其本身質量在設計和施工過程中受到多方面因素的影響,加強這方面的質量控制具有重要意義。在實際運行過程中,橋墩立柱的質量受到墩頂豎向荷載、坡頂荷載、樁柱混凝土等級、樁間距和樁徑等因素的影響,因此,在實際施工過程中同樣要做好各方面的質量控制,以此提升整體施工質量,為城市道路交通事業的發展奠定良好的基礎。
2橋墩立柱施工工序說明
城市橋梁工程設計結構相對比較復雜,對于施工工序安排有著較高的質量要求,以此才能提升整體施工效率,確保工程施工的經濟效益和社會效益。通常,城市橋梁工程在進行橋墩立柱施工時,包括以下工序。(1)現場測量放線,安裝塔式起重機。(2)對結合面進行鑿毛處理。(3)搭設腳手架。(4)鋼筋施工:立柱鋼筋加工質量要求比較高,因此,在設計施工方案時要盡量減少高空作業比例。(5)模板加工及安裝:在安裝過程中要嚴格控制軸線偏位,確保誤差控制在1cm范圍內,在誤差超出設計范圍時要及時進行調整。(6)混凝土施工。(7)混凝土養護。從以上工序可以看出,城市橋梁工程橋墩立柱施工程序復雜,涉及內容較廣泛,對于施工質量控制要求比較高,因此,在進行質量控制時必須從細節方面入手,將質量控制措施落實到每道施工流程中,從而確保整體施工質量控制達到設計要求。
3施工質量控制要點
3.1城市橋梁工程橋墩立柱施工技術規范要素組成
在控制城市橋梁工程橋墩立柱施工質量時,必須明確施工技術規范要素組成,即橋墩立柱在施工結束后對應的檢測項目,這樣才能確保在施工過程強化不同流程中應當控制的要點。這些檢測項目分別包括:混凝土強度、斷面尺寸、豎直度或斜度、高程、軸線偏位、節段間錯臺、面積平整度、預埋件位置。這些檢測內容基本覆蓋了橋墩立柱質量控制的各個方面,其各自允許的誤差范圍和檢查方式有著較大差別,對于整體質量控制起著重要的保障作用。
3.2放樣及橋墩豎直度控制
橋墩立柱的豎直度控制是橋梁施工質量控制的重要內容,在實際建設項目開展過程中要從以下幾方面入手。(1)加強對墩身測量和監控的重視程度。在施工流程開始前進行必要的放樣測量,在模板安裝流程結束后要對立柱的中心點坐標進行準確的測量復核,從而確保橋墩的平面位置和豎直度能與設計要求相符合。(2)根據橋墩立柱的設計和施工要求確定對應的測量儀器。在實際測量工作開展中,通常利用吊垂線和全站儀相結合的方式對墩身的豎直度進行測定。(3)在開展測量工作時要選擇氣候因素影響較小的時段,通常會選擇上午9點前或下午2點后,以保證測量結果誤差范圍控制在最低程度。在進行施工質量控制時,如果出現豎直度誤差超出規定范圍的情況,要立即停工整改,分析問題產生的原因并積極采取對應的措施,從而避免后續工程施工過程中存在的安全隱患。
3.3鋼筋加工
鋼筋加工環節的質量控制不僅對橋墩立柱本身質量有著重要影響,在某種程度上還會對施工現場的安全造成一定影響,因此,須加大對這一環節質量控制的重視程度。強化對鋼筋施工的質量控制,首先要對鋼筋本身質量進行控制,在材料進場后按照國家標準和相應的質量規范進行嚴格檢測,在確保質量達到設計標準的情況下及時試焊,對于電焊作業人員要求其必須具有對應級別的焊工證,并能進行熟練操作。其次在進行焊接操作時,要根據設計要求確定鋼筋的單面焊縫長度和雙面焊縫長度,在需采取交錯焊接作業的部位,對交錯的間距進行合理確定。另外,對于受力鋼筋的焊接和綁扎部位要確保應力位置的分開布置,同一根鋼筋不能出現2個接頭,并且要確保接頭的截面面積與總截面面積的比率在設計規范要求范圍內。
3.4模板施工
在城市橋梁工程橋墩立柱的模板施工過程中要做好幾個流程的質量控制。(1)在墩身施工流程開始前要做好技術交底工作,在采取特殊施工工藝的情形下提前對施工人員進行相應的技術培訓,在對鋼模板進行布置和施工時要嚴格按照施工程序進行操作。(2)在模板安裝前均勻涂抹脫模劑,避免在后期拆除過程中出現遺留問題。(3)在模板安裝作業完成后對模板的軸線位置、水平標高等參數進行校驗,直至所有參數符合設計規范要求。(4)在模板拆除完成后,要及時檢修模板,以確保后續施工流程的應用。
3.5混凝土施工
混凝土施工是各類工程建設中都會應用到的建筑材料,在城市橋梁工程橋墩立柱施工時,做好混凝土施工質量的控制同樣具有重要意義。在城市橋梁施工過程中,由于施工場地方面的限制,一般采用集中拌和,由預拌混凝土車運輸至施工現場的方式進行處理,極大地減少了現場施工的技術處理。在混凝土施工過程中需做好對應的質量控制工作,混凝土施工前要對支架、模板和預埋件等方面進行深入檢查,同步做好數據記錄,確保涉及環節能達到設計規范的要求。由于混凝土并非采用現場拌和的方式,需要技術人員在拌和樓內做好各種材料的質量控制工作,尤其是對于水泥材料的選擇,要堅決避免出現以次充好的現象。同時,對各種材料的配合比進行嚴格控制,減少混凝土的收縮現象和水化熱等對立柱結構的影響。在施工過程中,要根據施工進度做好運輸能力調度,確保澆筑流程的持續進行并保持混凝土在達到作業現場時的均勻性。對于澆筑高度比較高的橋墩立柱,要根據實際情形設計并在立柱模板內安裝串筒,避免直接將混凝土從模板頂部倒入模板從而造成鋼筋產生離析的狀況。一般情形下,混凝土自由下落的高度不得超過2m。在混凝土澆筑流程開始前,及時清理模板內的雜物,避免在混凝土施工過程中由于施工不符合規范產生質量隱患。在進行混凝土澆筑時,要采用分層澆筑的模式,將每層厚度控制在30cm。在進行振搗前要將混凝土料進行平整處理,避免由于震蕩作用的影響導致模板出現失控的現象。每一層混凝土頂部的處理對確保相鄰墩段的連接質量有著重要影響,因此,在混凝土強度達到2.5MPa時須進行人工鑿毛處理,嚴格處理相鄰環節混凝土澆筑的時間間隔。在振搗過程中需注意振搗順序的控制,一般是從振搗角處開始,然后采用從周邊向中間集中的方式進行處理,單次振搗時長控制在20s左右,振搗合格的標準為混凝土不再下沉,沒有氣泡,中間泛漿的狀態。在混凝土施工過程中,須充分發揮技術人員的主觀能動性,對每個施工步驟都要嚴格控制,對不符合施工規范要求的程序,要嚴格按照施工要求進行處理。
3.6外觀質量控制
在城市橋梁工程橋墩立柱施工過程中,要避免外觀質量不重要的觀點,而應采取多種措施提升外觀質量,以確保橋梁在投入使用后能通過細節確保整體質量達到要求。立模處理是要采用玻璃膠或橡膠皮等輔助方法進行處理,保證接縫處嚴密平整。在夏季施工時,要避免在高溫時段施工,減少由于溫差較大引起混凝土坍落度過大的現象。在澆筑完成后,要及時用塑料膜對立柱進行包裹處理,并采用濕潤的養護措施,減少上部施工對已澆筑部分的破壞。在模板拆除后,要及時對混凝土表面的缺陷進行修復,不僅能提升混凝土的外觀質量,而且能減少后期病害帶來的影響。
4提升施工質量的對策
4.1強化企業的安全主體責任
在城市橋梁工程橋墩立柱施工的各個環節中都存在不同形式的安全質量隱患,因此,在施工方案管理中必須提前落實相應的安全主體責任,不僅能明確建設方、施工方和監理方各自的安全主體責任,而且能制訂出對應的處理措施,對于施工過程中出現的不符合安全生產規范的環節,要能及時發現并處理,不斷提升各方面工作人員的安全主體意識。據有關學者統計發現,在橋梁施工過程中出現的安全事故,80%以上都是由于人為操作原因造成的。因此,在施工流程開展中必須時刻重視安全主體責任的作用,在此基礎上不斷提升工程施工質量。
4.2深入落實質量控制措施
質量控制要點是橋墩立柱工程施工過程中需注意的關鍵點,但在實際落實過程中還需通過不同的措施將這些細節深入落實到位,尤其是對于一些細節的控制方面,通常會由于較小的誤差帶來整體質量的失控。因此,在施工方案和管理措施制訂過程中,技術人員必須針對每個施工要點進行深入分析,在查找相關資料的基礎上明確在質量控制中容易出現遺漏的環節。在施工流程開始前,要不斷強化對施工人員的培訓,確保施工人員能清晰認識到操作要領,并且明確施工質量控制不到位所帶來的后續影響。
4.3強化新型輔助技術應用
隨著監測技術和計算機信息技術的不斷發展,各種新型軟件技術也不斷應用于橋梁工程的施工流程中,對于橋墩立柱的施工而言,可積極應用BIM技術,在施工流程開始前將材料和設計信息等輸入到對應的建筑模型中,首先通過BIM軟件中自帶的碰撞技術對施工環節進行模擬檢查,對不符合施工要求的方案及時進行變更處理,減少由此給施工流程開展帶來的不便。在施工流程開展過程中,要通過BIM三維建模和材料管理方面的優勢加強對施工流程的指導,對于施工過程中存在的質量隱患及時進行處理,以此提升工程整體質量控制水平。
在擬建高速公路橋梁的初步設計階段,從橋梁工程的安全風險源評價、多階段風險評價、關鍵風險評價指標和風險指標對策措施等多方面著手,結合項目建設條件、工程設計方案、功能要求等方面,開展高速公路橋梁工程安全風險評估研究。選取云南省某高速公路橋梁為項目依托,針對其建設條件風險、施工階段風險和運營階段風險共三方面展開討論,對其進行風險分析、選定風險源、得到評估指標,確定風險等級。結果表明:擬建高速公路橋梁建設和施工條件復雜,運營管理條件相對簡單。其中,建設條件風險源眾多,風險等級相對較高。針對三方面可能發生的安全風險,提出相應的風險控制保障措施,減輕風險損失,提高工程的安全性。
關鍵詞:
高速公路;橋梁工程;風險評價
本文從橋梁工程的安全風險源評價、多階段風險評價、關鍵風險評價指標和風險指標對策措施等多方面著手,在擬建高速公路橋梁的初步設計階段,開展高速公路橋梁工程安全風險評估研究。同時,選取云南省某高速公路橋梁為項目依托,針對其建設條件風險、施工階段風險和運營階段風險共3方面展開討論,得到評估指標,確定風險等級。該方法具有一定的參考價值,可以為相關科研工作人員提供技術支撐。
1安全風險源分析
在擬建高速公路橋梁的初步設計階段,全面掌握工程的建設條件、施工條件等,利用安全評價方法,確定可能引發或導致橋梁安全風險事故的不利因素,避免重大安全事故的發生,降低危害公共安全或社會生活的不利事件發生的可能性。
1.1風險源識別
通過對前人工作的總結和后期資料的收集、分析、歸納,將高速公路橋梁工程風險源階段確定為四個方面,分別是建設條件風險源、施工條件風險源、結構條件風險源和運營階段風險源。全面準確的掌握其各自風險源的構成、分布、等級、可能造成的影響等相關信息,提高應對突發風險事故的處治能力,有效避免或減少重大突發事件及其造成的生命財產損失。同時,在各階段風險源確定的過程中,應綜合考慮多方面影響因素,對于那些發生可能性極小的或者是即使發生對安全風險評估也影響不大的因素,應及時排除。但是在這個過程中,絕對不能忽略或遺漏一些重要因素,這會在一定程度上影響決策的準確性和科學決策的可能性。即,通過風險源識別,用定性的方法擬定風險源的權重,有選擇的制定風險應對策略,消除安全隱患。
1.2建設條件風險源
建設條件風險因素有很多,其影響程度也不盡相同。因此,在綜合考慮多方面影響因素、造成的風險程度等方面后,將其風險源確定為地震、不良地質和洪水3個方面。地震風險源主要包括地震地質災害發生對樁基、橋墩的影響,還包括主梁碰撞受損、支座失效、附屬設施破壞、落涼等風險;不良地質風險源主要包括由危巖落石導致的橋梁結構及車輛損傷等和由滑坡、不穩定斜坡導致的橋梁結構受損、人員上網等;洪水風險源主要是指由沖刷導致的有效樁長減短和漂浮物撞擊導致的橋墩損傷。
1.3施工階段風險源
橋梁的施工完成需要眾多的工作技術人員,通過一定的時間才能完成。其從圖紙轉化為實物的過程中是復雜的,這期間會受到社會環境、組織結構、材料質量、施工技術等多種因素的影響,存在著較大的不確定性。為此,綜合考慮多方面影響因素,將施工階段風險源確定為T梁預制階段風險、T梁吊裝階段風險和橋墩及基礎施工風險3個方面。T梁預制階段風險可能發生的風險事故包括混凝土級配不合理、材料本身存在缺陷、支座鋼板預埋件位置錯誤、預應力孔道曲線位置錯誤、錨下加強鋼筋數量不夠、位置不對、超張拉、振搗不密實造成錨下混凝土開裂等多個方面;T梁吊裝階段風險可能發生的風險事故包括吊裝過程中發生機械故障、吊裝過程中梁體不平衡、發生傾斜、磕碰、現澆濕接縫及橫隔板鋼筋連接不準確、混凝土澆筑缺陷等;橋墩及基礎施工風險可能發生的風險事故包括工期安排不合理,導致汛期未完工、水中架設橋墩支架基礎不穩定等。
1.4結構設計風險源
結構設計風險源方面,我國開展橋梁施工設計已經有半個世紀之久,其相關的技術規程、流程規范已經較為成熟,如公路橋涵設計通用規范、公路橋梁和隧道工程設計安全風險評估指南、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范、公路橋涵地基與基礎設計規范等等。為此,針對結構、施工工藝相對簡單,長度相對較短的高速公路橋梁,在本文不會做過多的文章,主要從其他3個方面展開討論
1.5運營管理風險源
橋梁在運營管理期的風險是多樣化的,其與環境之間的相互作用是長期的,同時也具有較大的偶然性,各種不利因素均可能對橋梁未來運營造成影響。總結查閱相關資料,通過統計篩選分析后,將運營管理風險源確定為混凝土開裂、鋼筋衎蝕失效3個方面。混凝土開裂的主要風險在于它的不可避免性,由外荷載直接應力引起的裂縫和次應力引起的裂縫和由變形引起的裂縫等;造成鋼筋銹蝕失效的主要原因是氯離子的腐蝕作用,既包括特殊工藝下的預應力鋼筋,也涵蓋普通包裹的、在外的鋼筋材料;高速公路上重載貨車超載是一個普遍存在的現象,長時間的超負荷載重可能導致梁體開裂、支座破壞、路面受損等風險。
2風險評價指標
風險評價的基本過程可以概括為3個方面:風險識別,即通過風險識別確定多方面風險源;風險估計,即通過風險評價指標的確定,完成對風險大小的評價;風險控制,即通過前述一系列的評價總結,提出風險控制對策,做好應急預警預案工作。因此,針對風險評價指標方面,參照《公路橋梁和隧道工程設計安全風險評估指南》(試行)里面的風險發生概率等級判斷標準、人員傷亡等級判斷標準、經濟損失等級判斷標準、環境影響等級判斷標準,如表1~表4所示。
3風險指標對策措施
所謂風險,往往是由風險事故發生的概率和發生風險事故所造成的損失二者共同決定的。也就是說,概率過低或損失過小都不會造成很大的風險。因此,根據根據不同的風險概率等級和風險損失等級,建立風險等級評價矩陣,如表5所示。針對不同等級的風險采用不同的風險控制對策,制定相應的處置措施,結合上述風險矩陣,得到風險等級劃分和控制對策表,如圖1所示。如圖1所示,如圖1所示,將安全風險等級分成了可以接受、有條件接受和不可接受3個檔次。其中風險水平有條件接受又分為了2檔,工程有進一步實施預防措施以提升安全性的必要和必須實施削減風險的應對措施,并需要準備應急計劃。
4工程應用
選取云南省某高速公路橋梁為項目依托,針對其建設條件風險、施工階段風險和運營階段風險共3方面展開討論,對其進行風險分析、選定風險源、得到評估指標,確定風險等級。
4.1工程概況
依托橋梁工程位于云南省西北部,設計道路等級為高速公路,雙向4車道通車,設計時速100km/h,橋面寬度23.5,單幅橋面寬度16.75m,設計基本風俗25m/s,震基本烈度8度,地震動峰值水平加速度為0.2g,地震動反應譜特征周期為0.4s。
4.2風險源分析
通過對基礎資料的整理、設計資料的分析歸納得出,選定地質風險、水文風險和地震風險作為建設條件的風險源;選取吊裝階段風險和橋墩及基礎施工風險作為施工階段風險源;選取混凝土破壞和超載作為運營階段風險源。確定包括滑坡、不穩定斜坡、崩塌、洪水、地震、橋墩震害、支座失效等多風險因素的當前狀態,風險發生概率級別,人員傷亡,經濟損失和環境影響損失級別,利用表5統計得到風險級別。
4.3風險等級及對策措施
通過風險源分析得到,橋梁工程的滑坡崩塌風險級別為III級,建議召開專家方案論證會,進一步討論實施方案的可行性;洪水沖刷風險等級為II級,建議針對橋墩附近加設保障措施,并定期檢測巡查;因震害引起的橋梁支座失效風險等級為III級,建議通過進一步計算適當增加支座厚度,增大抗剪切變形能力;超載風險等級為II級,建議加大檢查力度,通過設計指標提高抗超載能力。
5結論
關鍵詞:橋梁設計;結構;耐久性
我國橋梁設計規范對橋梁的適用性、經濟性、安全性和美觀性做出了有關規定,基本符合人們的要求,但是,對于橋梁耐久性的關注卻相對比較少。近年來,很多橋梁工程事故頻發,其中主要是由于橋梁設計中結構耐久性問題引起的,給我們敲響了警鐘。因此,我們必須高度重視橋梁設計中結構耐久性問題。
一、概述
國內工程界從上世紀90年代開始重視了對結構耐久性問題的研究,也取得了不少成果。這些研究大多是從材料和統計分析的角度進行的,對如何從結構設計的角度及如何以設計和施工人員易于接受和操作的方式來改善橋梁耐久性卻很少有人研究。而結構的耐久性設計與常規的結構設計有著本質的區別,目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析發展。國內外的研究和實踐都表明,結構耐久性對于橋梁的安全運營和經濟性起著決定性作用。
二、我國橋梁設計中結構耐久性較差的主要原因分析
(一)橋梁設計中結構耐久性缺乏明確的規范
一是我國橋梁設計規范中對橋梁耐久性的規定缺乏明確性。橋梁工程設計是關系交通、安全,影響社會穩定、發展,與廣大人民群眾息息相關的基礎設施建設工程。我國橋梁規范中對于橋梁的經濟性、美觀性都著重進行了規定,但對橋梁結構耐久性問題卻缺乏詳細的、切實可行的規范。這就導致了設計時的隨意性較大,科學性缺乏,直接導致橋梁耐久性較差,大大影響了橋梁的正常使用壽命;二是橋梁設計規范所規定的內容與橋梁工程建設的發展不相適應,規范的內容更新嚴重滯后。如對跨海大橋橋梁設計的規范、高濃鹽堿環境下的橋梁結構優化設計等,都是函待解決的問題;三是對于橋梁結構耐久性設計的方式、施工質量控制、材料質量等都缺乏翔實的、科學的規范。
(二)橋梁設計與橋梁施工、管理的協作機制不健全
一是橋梁設計時沒有充分考慮到橋梁建設中原材料的質量控制問題。在現在的很多橋梁施工中,施工和管理的的方式比較粗放,導致對進場材料的質量控制不嚴,沒有嚴格地執行質量“三檢”;二是設計單位、監理單位、施工單位、建設單位之間的缺乏有效地溝通和協作,對于在設計中發現的問題,不能通過合理有效的方式進行及時有效地處理,是設計中的問題流入到施工中,最終導致橋梁工程的質量問題,有的甚至極易引發重大的橋梁工程安全事故,造成不可挽回的巨大損失,嚴重威脅國家和人民群眾的生命財產安全,影響社會的穩定、和諧與發展;三是在橋梁設計中,設計人員對于橋梁結構耐久性問題在實際施工中的因素考慮得不夠,例如對于施工圖設計的文字說明過于專業化,很多施工人員的素質參差不齊,對于施工圖的解讀有較大的誤差,導致施工操作的偏差較大,影響了橋梁結構的穩定性、耐久性;四是施工質量監管乏力,存在嚴重的質量管理漏洞,導致橋梁耐久性的下降。現在的橋梁建設基本上是由一些臨時組建和招用的民工組成的建筑隊,造成了施工過程缺乏有效地規范和監督,出現了不少的問題。如野蠻施工、偷工減料、隨意更改設計、不嚴格按照設計施工等;五是橋梁設計時沒有充分考慮到橋梁承載力、地質災害、洪災等外力對橋梁耐久性的影響。橋梁設計前,對橋梁所在地的地質狀況、當地未來的交通狀況、經濟發展狀況等缺乏深入周全地思考,對不可預見的地質災害、洪災、冰災等對橋梁的影響,估計不足,缺乏足夠的預見性,導致施工考慮時缺乏前瞻性,造成橋梁耐久性問題頻發。
目前國內橋梁建設的現狀是工期緊、任務重、突擊建設,加上不規范施工和管理腐敗等問題,在地質災害、洪災、冰災和交通壓力的影響下,很容易出現橋梁倒塌、斷裂等嚴重的事故。究其原因,大多是由于施工質量沒有達到規范和設計要求,材料強度不足和施工工藝不合格。也有個別橋梁存在諸如偷工減料、以次充好等嚴重的管理問題,這些都對橋梁結構耐久性造成致命的損害。更嚴重的是,一些橋梁在只使用了幾年、甚至剛建成不久就出現嚴重的耐久性不足的問題,這也與施工質量低下有重要關系,譬如鋼筋保護層不足或施工現場出現嚴重的構件開裂問題。這些因素都會對橋梁結構的長期耐久性產生非常不利的危害。
(三)設計理論和結構構造體系的缺陷。
在橋梁設計領域,結構耐久性不足已成為一個最現實的重要問題。而實際操作中,許多設計人員往往只滿足于對結構強度計算上的安全度需要,而忽視從結構設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的耐久性。比如結構整體性和延性不足、計算圖式和受力路線不明確、混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過薄,等等。這些都無形中削弱了結構耐久性。此外,環境和使用條件不同,設計者對結構體系設計的要求。合理可靠的結構設計除了滿足規范的要求外,還要求設計人員具有對結構本性的正確認識、豐富的經驗和準確的判斷。
三、提高我國橋梁結構耐久性的相關策略
(一)完善橋梁設計規范,有效指導橋梁施工
只要嚴格按照建筑工程程序辦事,才能保證工程質量。提高橋梁結構的耐久性,要有比較完善健全的規范、規程、指南等管理體系,尤其是職責與權限的制定,這些是避免人為錯誤的重要保證。只有完善了橋梁設計規范,才能有效地指導橋梁施工。
(二)強化橋梁施工和管理,確保橋梁工程質量
橋梁結構耐久性問題的產生與目前國內施工質量和管理水平較低有較大關系。施工質量是參加項目施工的所有人員,具體包括技術管理人員、操作人員、服務人員等協同工作的結果。鑒于此,相關人員首先必須樹立“質量第一”、“為用戶服務”、“用數據說話”、“社會效益與企業效益并重的綜合效益”等理念。其次,還應具有較強的質量規劃和目標管理能力、組織施工和技術指導的技術技能、嚴謹細致的工作作風,嚴格執行質量標準和操作規程的觀念。此外,還要嚴格監控建材、建筑構件和設備的質量。凡不符合要求的設備和建材,堅決不用,一旦發現質量問題應堅持一查到底。
(三)創新設計方法,提高設計質量