【摘要】現(xiàn)階段,我國正在全面推進城市化建設(shè),無形中促進了橋梁工程的發(fā)展,同時對其美學(xué)外觀和實用性提出了更高的要求,在設(shè)計技術(shù)上面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機遇。新時期,隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和橋梁技術(shù)的快速發(fā)展,許多大型項目已經(jīng)建成并逐步投入運行,給中國的經(jīng)濟發(fā)展帶來了巨大的利益。
【關(guān)鍵詞】橋梁設(shè)計;創(chuàng)新;思考
1、橋梁工程設(shè)計中存在的問題
1.1 橋梁設(shè)計方案缺乏合理性
首先,一些設(shè)計者認為設(shè)計任務(wù)繁重,為了縮短施工周期,提高短期經(jīng)濟效益,在設(shè)計過程中只修改了原設(shè)計方案,這可以節(jié)約部分成本,但給以后的施工帶來了極大的不便和影響,同時也容易造成返工。其次,橋梁的數(shù)量和規(guī)模都在持續(xù)上升,這對設(shè)計人員提出了更高的要求,但是在實際工作中,卻沒有進行設(shè)計方案的創(chuàng)新,同時還存在監(jiān)管不到位的情況,導(dǎo)致市場環(huán)境非?;靵y,最終導(dǎo)致橋梁設(shè)計方案無法滿足工程需要,資源過度浪費,并且存在嚴(yán)重的安全隱患。
最后,地方政府過度干涉,很多的橋梁設(shè)計方案都沒有遵循經(jīng)濟性的原則, 部分政府官員憑借個人的喜好干涉設(shè)計方案,使得最終的設(shè)計方案無法體現(xiàn)出最優(yōu)化原則,也無法滿足實際要求。
1.2 設(shè)計結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不完善
在橋梁設(shè)計過程中,許多設(shè)計者只注重規(guī)范要求的內(nèi)容,忽視了結(jié)構(gòu)材料的耐久性和施工過程中的人體結(jié)構(gòu)安全問題。在設(shè)計過程中,一些結(jié)構(gòu)缺乏完整性和延展性。一些計算方案和應(yīng)力線不清晰,這使得局部應(yīng)力過大。在混凝土強度設(shè)計中,保護層厚度設(shè)計太小,鋼筋直徑規(guī)格不達標(biāo)。在某種程度上,這些問題對結(jié)構(gòu)的耐久性有很大影響,并將降低橋梁的安全性。此外, 一些設(shè)計內(nèi)容雖然滿足設(shè)計規(guī)范中的強度要求, 但是橋梁結(jié)構(gòu)僅僅使用10年左右就出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)安全問題, 因此, 必須重視結(jié)構(gòu)耐久性問題。
1.3橋梁設(shè)計缺乏整體性
在橋梁設(shè)計過程中,設(shè)計者需要充分考慮橋梁的綜合情況,不僅要充分保證其工程質(zhì)量的安全可靠,還要保證其足夠的穩(wěn)定性和使用壽命。橋梁設(shè)計過程中有許多細節(jié)。只有確保所有過程的科學(xué)合理性,才能在橋梁施工完成后滿足最終質(zhì)量要求。目前, 少數(shù)設(shè)計人員未能根據(jù)橋梁工程的實際情況進行設(shè)計, 勘探及收集的數(shù)據(jù)不夠深入、全面, 從而導(dǎo)致設(shè)計方案與實際存在較大偏差。如果在設(shè)計的過程中忽視了整體性, 必然導(dǎo)致橋梁存在較大的安全隱患, 同時影響施工進度, 增加施工成本。
2、現(xiàn)代創(chuàng)新技術(shù)在橋梁設(shè)計里的運用
2.1 強化疲勞損傷的研究
橋梁開始使用后,因為大部分時間它都受到風(fēng)和汽車帶來的載荷,這些載荷都是動態(tài)載荷,會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力隨時發(fā)生變化。在正常情況下,橋梁是用混合材料精心建造的,不可避免地會有一些小縫隙,在這些小縫隙長期使用變化的影響下,它們很可能會逐漸發(fā)展和融合,最終在橋梁外部產(chǎn)生大規(guī)模裂縫,從而影響橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性。例如:在橋梁工程創(chuàng)建中,鋼筋砼的運用十分普遍,然而因為其抗拉性比較弱, 通常會產(chǎn)生相應(yīng)各種程度的縫隙,這些縫隙在逐漸發(fā)展累積進程中, 便會致使橋梁構(gòu)造的疲勞損傷,對此種傷害,如果沒有第一時間進行有目標(biāo)性的處置,運用掌控手段,最終能促使橋梁構(gòu)造脆性分裂等問題發(fā)生, 并且難以挽回。但此種疲勞損傷在橋梁開始運用前期是難以被察覺與檢查出來的,因此現(xiàn)代橋梁設(shè)計者一定要關(guān)注此項探究,且研究出切之可行的預(yù)防技術(shù)。
2.2橋梁防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)
現(xiàn)代橋梁防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)的關(guān)鍵問題在于橋梁抗風(fēng)設(shè)計精細化與數(shù)值化, 鑒于功能的橋梁抗震設(shè)計、橋梁防船撞以及跨海橋梁抗臺風(fēng)浪耦合等方面。橋梁抗風(fēng)設(shè)計精細化與數(shù)值化, 是利用理論剖析、CFD數(shù)值模擬技術(shù), 針對橋梁縫針激勵還有流體-同體耦合效果展開進一步的探究, 深入提升與優(yōu)化CFD技術(shù), 創(chuàng)建橋梁抗風(fēng)虛擬現(xiàn)實與數(shù)值風(fēng)洞技術(shù), 完成全體系、三維、高真實、全物理以及高清晰度的橋梁構(gòu)造啟動彈性數(shù)值模擬。鑒于抗震設(shè)計理念與不同干擾因素相結(jié)合的影響,投資效益分析的多層次抗震設(shè)計預(yù)防理念被用來展示結(jié)構(gòu)目的效果的個性化,也有必要在不同抗震設(shè)防水平的基礎(chǔ)上根據(jù)不同的預(yù)定效果目標(biāo)要求設(shè)計結(jié)構(gòu),以確保在最佳經(jīng)濟條件下經(jīng)濟損失和人員安全在可接受的范圍內(nèi)。這座橋橫跨海洋的跨度相對較寬,海平面較高,水深較深,而且氣候、地質(zhì)和水文等海洋環(huán)境因素非常復(fù)雜。臺風(fēng)和臺風(fēng)引起的大浪破壞力極強,它們在頻譜、強度和方向上有多種關(guān)系,對跨海大橋的影響具有明顯的動力特性、耦合性和隨機性。在以前的設(shè)計中,瞬態(tài)風(fēng)和波浪激勵被認為是等效的靜力。然而針對跨海橋梁來講,臺風(fēng)引發(fā)的大浪與臺風(fēng)動態(tài)特點明顯, 具備顯著的耦合效果。
2.3 重視橋梁構(gòu)造的耐久性
大約20年前,橋梁建設(shè)問題引起了我國的關(guān)注。然而,這只是從財務(wù)角度考慮,許多研究是通過模擬實驗和統(tǒng)計分析進行的。同時,也取得了許多成就。然而,隨著時代的快速進步,如果我們想完全順應(yīng)社會發(fā)展的需要,我們必須不斷地在技術(shù)和設(shè)計上創(chuàng)新,在設(shè)計理念上創(chuàng)新,從設(shè)計和施工方面加強橋梁建設(shè)的耐久性。在展開結(jié)構(gòu)運算方法的探究時, 不但要綜合考慮橋梁整體結(jié)構(gòu), 而且還要積極分析其有幾率出現(xiàn)的自然災(zāi)害, 還有交通事故等突發(fā)性因素。
2.4加強仿生材料和新功能
現(xiàn)代橋梁施工技術(shù)主要得益于鋼筋混凝土材料的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用,也得益于人們對天然材料的改造和加工。鋼筋混凝土不僅大大提高了建筑領(lǐng)域的進步水平,還促進了橋梁設(shè)計行業(yè)的許多變化。然而,材料是橋梁設(shè)計和建造中的一個重要因素,當(dāng)然,它們也應(yīng)該進一步發(fā)展和創(chuàng)新。例如,我們應(yīng)該重視可持續(xù)發(fā)展。在建造橋梁時,相關(guān)設(shè)計者應(yīng)該綜合現(xiàn)有建筑材料的特點,并研究如何最大限度地發(fā)揮其性能。但是科技日新月異的環(huán)境下, 仿生材料此種新興物質(zhì)的誕生與運用, 進一步促進了橋梁工程的變革發(fā)展, 其良好的轉(zhuǎn)變了以往的鋼筋混凝土材質(zhì), 如果設(shè)計者可以為其提供合理的設(shè)計, 其材質(zhì)完全可代替鋼筋混凝土。
結(jié)語:
近年來,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,我國的橋梁建設(shè)工作取得了非??上驳某煽儯怯捎谑褂闷谙薜难娱L,許多質(zhì)量問題已經(jīng)開始出現(xiàn)。它們的存在嚴(yán)重影響了交通運輸?shù)陌l(fā)展和國家的經(jīng)濟工作。因此,作為設(shè)計師,我們必須積極改變設(shè)計理念,做好技術(shù)創(chuàng)新工作,以便我們能夠積極學(xué)習(xí)國外優(yōu)秀的設(shè)計理念,供自己使用。并結(jié)合我國的國情,確保設(shè)計作品不僅具有很高的實用價值, 而且還能夠有自身的獨特性, 確保橋梁建設(shè)工作更加安全, 確保使用時間變長,從真正意義上帶動我們國家的設(shè)計工作朝著新的方向發(fā)展。我們堅信在不久的將來,我們國家的橋梁建設(shè)工作必然會迎來新的明天。
參考文獻:
[1]王祖珍,等.寧宣杭高速公路寧國至千秋關(guān)段橋涵設(shè)計[J].山西建筑,2018 (27).
[2]陳志亮.淺談橋梁設(shè)計存在的問題及相關(guān)對策研究與分析[J].科技資訊,2017 (2).
作者簡介:
楊福欣,中國建筑東北設(shè)計研究院有限公司,遼寧沈陽。