桥梁设计中安全耐久性问题及解决措施分析_王敬云.pdf

运输经理世界隧道与桥梁工程0引言桥梁工程相比于其他工程具有明显的特殊性，不仅要保证交通运输的安全和稳定，还要具有抵御外界因素侵害的能力，来保证桥梁结构达到应有的安全性、稳定性及耐久性。这些特点需要在规划设计阶段进行管控，建筑企业也要重视设计环节安全耐久性的重要意义，在实际工作中通过学习国内外先进的工艺技术以及工作经验，全面提升桥梁结构的安全耐久性。不过从现阶段实际工作情况来看，部分建筑企业还没有正确掌握安全耐久性设计要点，使得在工作中出现偏差问题，不仅影响了桥梁结构，还缩短了桥梁的使用寿命，所以在建筑企业参与桥梁工程的过程中，必须要做好设计工作，消除缺陷问题。1桥梁设计中存在的问题1.1 安全性不高从现阶段桥梁工程建设整体情况来看，其中存在一定的安全隐患，一些桥梁结构在使用过程中出现了老化、破损等问题，这些问题增加了事故风险，如果没有进行控制，在后续使用过程中可能出现坍塌事故。尽管许多建筑企业已经认识到桥梁工程安全性问题，并且积极引入相关工艺和设备，但是由于个别工作人员责任心不强，或者技术能力有限，无法按要求完成，导致安全性问题没有得到有效的解决，桥梁损坏、裂缝、老化等问题依旧存在1。1.2 缺乏耐久性缺乏耐久性主要是受到混凝土结构的影响，混凝土结构作为桥梁工程主要组成部分，其施工质量直接影响桥梁结构的安全耐久性，分析缺乏耐久性的问题主要表现在以下三个方面：第一，混凝土结构疲劳与老化。这种问题在桥梁工程中比较常见，同时处理起来有较大的难度。桥梁结构在长期使用过程中不可避免地会出现疲劳和老化问题，因此桥梁工程施工过程中，建筑企业要委派专业技术人员进行检查和监管，根据施工设计方案要求，对容易出现老化破损的位置进行加固，避免出现坍塌事故。第二，结构密实性差。造成这种问题主要是因为桥梁工程施工过程中现场缺乏管控，压实、碾压等操作质量未得到保证，导致混凝土保护层存在缺陷问题也未有效地进行处理，这样在后续的使用阶段，这些小隐患就有变为大事故的概率（见图 1）。第三，在设计过程中，没有考虑到施工区域的环境因素以及材料配比等方面的影响，导致在施工过程中混凝土含碱量与碱-骨料反应膨胀率出现问题。这种问题一旦发生，会严重缩短桥梁工程的使用寿命，降低其经济价值。需要注意的是，这种问题的发生，很难进行修复处理（见图 2）。图 1 混凝土保护层示意图桥梁设计中安全耐久性问题及解决措施分析王敬云（贵州省路桥勘察设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550000）摘 要：为了提升桥梁工程建设水平，使其达到高的安全性、稳定性以及耐久性，需要在施工开始前，强化设计管理。通过对桥梁设计中有关安全耐久性问题进行研究，从而制定解决对策。对现阶段桥梁设计过程中安全性不高、耐久性不强、设计不规范、人员综合素质不足等问题进行详细分析，明确产生原因。并通过材料、人员、设备等方面的解决思路，提出桥梁设计中安全耐久性问题解决措施，以供参考。关键词：桥梁设计；安全耐久性；解决措施；环境因素中图分类号：U442.5文献标识码：A114运输经理世界隧道与桥梁工程图 2 混凝土含减量与碱-骨料反应膨胀率之间关系1.3 桥梁设计规范性不强桥梁设计是桥梁工程非常重要的一项工作，直接关系到后续各项工作的开展方向，同时也具备很高的专业要求。不过从现阶段实际情况来看，设计工作人员综合素质参差不齐，甚至一些非专业人员参与桥梁设计工作，这种情况会直接造成工程质量问题。与其他建筑工程项目不同，桥梁工程在施工和建设方面工期较短，也不会给设计提供充裕的时间，因此设计工作人员需要在短时间内完成施工设计方案，并且要保证施工设计质量。在这种紧张的情况下，一些设计工作人员并没有对施工现场进行全面勘测，也没有对相关标准规范进行研究，导致个人设计出现问题2。1.4 工作人员综合素质问题在施工设计工作中，工作人员的综合素质起到决定性作用，而导致桥梁安全耐久性问题产生的原因之一，是受到设计工作人员综合素质较低的影响。分析这种问题主要表现在以下几个方面：第一，设计工作人员责任意识不强，在施工设计的过程中没有做好现场调查，同时忽略了桥梁设计需要满足的要求，导致桥梁工程设计方案不符合实际需求，其中的重要参数出现严重的偏差，这就导致施工设计方案存在严重的安全耐久性问题。第二，设计工作人员未正确学习先进的理念和方法。同时，设计单位也没有组织培训教育，导致在实际工作中，设计工作人员依旧使用传统的设计方法，使其不符合现代桥梁工程建设的要求。第三，在施工设计方案完成后，没有对其进行严格的审核，导致内部数据存在问题。同时，审核部门也没有对设计方案进行深入分析，不能发现存在的缺陷问题，这种情况会导致后续施工过程中许多施工任务开展出现偏差问题，造成桥梁结构的稳定性无法达到要求。2桥梁设计中安全耐久性问题解决思路2.1 材料方面材料直接关系到桥梁工程的建设质量，所以在设计阶段要对材料问题进行深入研究。从以往的施工情况来看，一些桥梁工程由于在材料选用方面存在问题，导致桥梁结构的安全耐久性严重不足。因此设计人员要明确桥梁工程建设提出的要求，结合施工环境的特点选择材料。例如，混凝土材料是由多种原材料组合而成，因此结合施工区域特点选用相应等级的原材料，包括水泥的等级和性质、骨料的粗细等，这都是要在设计过程中进行分析的内容，除此之外，还要对混凝土材料的制备比例提出明确的要求3。2.2 设备方面机械设备也是现场管理的主要内容，应根据施工设计方案来进行准备。设计人员要根据桥梁工程建设的整体情况，对机械设备、型号、类型、参数等提出明确要求，例如混凝土搅拌机、起重设备等，都要正确地进行标注，给后续施工提供保障。2.3 人员方面要想保证桥梁工程项目顺利完成，就要明确施工现场各岗位的配置情况，在施工设计方案中要清楚地体现桥梁工程施工需要设置的岗位，例如现场作业岗位、特种作业岗位、现场管理岗位等。通过岗位设置的清晰化和规范化，为后续施工提供支持，保证桥梁工程项目顺利完成。2.4 环境方面环境因素会对桥梁工程安全耐久性造成严重的影响，所以相关工作人员在研究施工设计安全耐久性方面的工作时，要清楚地认识到桥梁工程所处环境会对桥梁结构造成的影响，包括环境温度、气候影响混凝土凝固而产生裂缝，这些问题要在施工设计方案中进行体现，从而制定防治措施。3桥梁设计中安全耐久性问题解决措施3.1 桥梁设计安全方面对于桥梁设计安全方面，设计人员需要注意以下两个方面内容：一方面，强化桥梁设计过程中人员配置，形成高水平的桥梁设计。建筑企业在拿到工程项目之后，要组织相关工作人员对项目进行研究，分析桥梁工程的质量要求以及相关指标，以此为基础开展桥梁设计。在设计过程中要明确建筑工程的人员配置，并且对材料、设备、环境等情况进行系统的分析，从而完成施工设计。另一方面，注重设计过程中疲劳损伤问题，这项工作关系到桥梁结构的整体强度，在设计环节要重点考虑这方面的因素，对以往桥梁工程案例的产生原因进行分析，综合科学的方法缓解疲劳损伤问题，同时制订相应的处理方案，如果在施工过程中遇到意外情况，可以正确有效地进行处理4。3.2 桥梁设计耐久性方面在桥梁设计耐久性方面需要对施工材料进行严格的管控。从以往的施工经验来看，造成桥梁结构裂缝、破损等病害的产生原因是施工材料存在缺陷，以致桥梁结构无法达到应有的稳定性。因此，设计工作人员需要注视这个问题，在设计上合理选择混凝土和水泥材料，并且对后续施工提出明确的要求。第一，115运输经理世界隧道与桥梁工程严格设定混凝土配置比例，增加混凝土强度。混凝土的强度决定桥梁结构的整体性能，一般情况下，混凝土拌和物的比例越高，最终出现的强度就越低，如果将这种混凝土材料应用在道路桥梁工程中，整体性能、强度较差，易出现坍塌事故。而控制好混凝土配置比例就会增加密实度，使混凝土结构的强度符合要求，并且使其具有良好的抵御外界因素影响的能力，桥梁结构达到更长的使用寿命；第二，科学选用水泥种类，保证其质量符合工程要求。目前建筑材料市场较为混乱，水泥材料的种类及型号很多，为了保证选择正确的水泥材料，建筑企业要委派专业人员进行市场调查，掌握水泥材料的实际情况。在设计过程中，要根据桥梁工程实际情况以及所属区域的环境来选择适宜的水泥种类5。3.3 完善桥梁安全耐久性设计规范在桥梁设计工作中，一定要严格执行桥梁设计需要满足的要求，如果违背这些要求就会出现严重的设计问题。同时还要引入先进的设计理念，对施工设计进行调整，确保桥梁工程的安全和稳定，同时使消除结构隐患，达到应有的效果，下面对主要工作内容进行详细分析：第一，建筑企业要重视国际上的先进理念，定期组织相关工作人员对设计标准规范进行识别，从而对自身的设计工作进行调整；第二，组织相关工作人员进行市场调查，掌握材料、设备等市场浮动，并且根据掌握的数据信息建立数据库，为后续的设计工作提供保障；第三，定期对设计工作的情况进行总结，找到自身不足，从而进行调整。3.4 提高工作人员综合素质建筑企业要明确工作人员对于设计的决定性作用，在日常工作中通过科学、系统的方法提升工作人员的综合素质。第一，对各岗位工作人员进行培训教育，使其明确桥梁设计安全耐久性要求，同时也要学习国内外先进的经验，进而提升整体水平。第二，制定完善的考核办法，以此来对各岗位工作人员进行管理。施工设计对于桥梁工程的重要性不言而喻，为了避免人为因素造成的设计缺陷就要强化人员管理力度，对各岗位工作人员设置相应的评价指标，定期对其进行评价，掌握工作状态、工作水平，从而进行考核。在设计工作中也要明确设计工作目标，如果由于工作人员专业技术不足导致出现设计问题，在考核中也要进行记录。第三，将桥梁设计安全耐久性作为建筑工程工作的首要目标，并以此来规范各岗位工作人员，使其树立正确的责任意识。3.5 团队建设建筑企业要想提升设计水平就要加强团队建设，积极引入高水平、高质量的人才开展工作，这项工作可以从两个方面来完成：一方面，与高校进行协调沟通，通过校企合作的方式来接收高校应届毕业生。尽管高校毕业生缺乏实际工作经验，但是具有先进的理论知识，所以建筑企业也要为其提供实践机会，通过这种方式来为企业的设计团队奠定基础；另一方面，要加大社会招聘力度，在社会招聘过程中要对应聘者的综合素质进行考核，掌握其实际情况，验证是否符合岗位要求，如果不符合岗位要求严禁其进入工作岗位。3.6 桥梁设计现代化建设为了提高桥梁设计安全耐久性，就要积极引入现代化信息技术，以此来完成技术创新和发展。例如，将 BIM 技术应用在桥梁设计中，通过 BIM 技术的可视化功能，对桥梁工程进行三维建模，同时根据现场勘查掌握的数据信息输入至系统内部，模拟后续施工环节，分析桥梁结构各位置的受力情况，如果发现结构缺陷，需及时进行调整，通过三维建模可以将施工设计方案的整体情况更加直观地展现在设计人员面前，最大程度地消除安全耐久性缺陷。3.7 建立健全桥梁运营管理制度桥梁出现超载问题有两个方面原因，一方面是运营管理不科学，导致车流量过大或者出现超载问题，这种情况会给桥梁结构造成严重的影响；另一方面是设计发展飞快，但是很多设计人员依旧使用传统方法。从这方面的角度来看，为了保证桥梁具有更好的安全性、稳定性和耐久性，就要建立健全桥梁运营管理制度，对桥梁的使用和维护提出明确的要求，避免出现超载问题而破坏桥梁的承载力，同时规范管理，也可以延长桥梁的使用寿命。4结语桥梁工程对于地区经济建设来说起着非常重要的作用，因此要提高对桥梁工程的重视程度，在设计、施工等阶段强化管理力度，保障桥梁工程建设达到应有的水平。其中，桥梁设计安全耐久性直接关系到桥梁建设质量，如果存在设计缺陷，会造成严重的结构损坏问题，甚至出现坍塌事故。因此建筑企业要对现阶段桥梁设计存在的问题进行系统的研究，掌握问题产生原因，从而制定解决措施，提升桥梁安全性和耐久性。参考文献：1彭雪.西北干旱地区在役桥梁安全风险评价与应用研究J.黑龙江科学，2022（20）：42-44.2张晓敏.基于群组 AHP 法的桥梁设计安全风险评估J.数学的实践与认识，2022（10）：55-63.3耿绍杰.公路桥梁和隧道工程设计安全风险监测研究