淺談橋梁設計中的荷載問(wèn)題及處理措施論文

淺談橋梁設計中的荷載問(wèn)題及處理措施論文

　　橋梁設計是一項復雜而又系統的工作，要考慮到天氣、溫度等多種因對橋梁結構和功能的影響，才能在設計時(shí)對后期使用作預防和準備，以保證橋梁的長(cháng)期質(zhì)量。下面是小編收集整理的淺談橋梁設計中的荷載問(wèn)題及處理措施論文，希望對您有所幫助！

　　摘要：自改革開(kāi)放后，我國經(jīng)濟快速發(fā)展，公共設施建設如火如荼地進(jìn)行著(zhù)，人們對日常生活水平的要求也有所提高，特別重視交通運輸的建設。隨著(zhù)行車(chē)密度、車(chē)輛重載和交通量的越來(lái)越大，科學(xué)的橋梁設計已成為保證交通運輸安全和提高運輸效率的重要因素�；�于我國橋梁設計現狀以及橋梁設計中存在的問(wèn)題，提出在橋梁設計中應綜合考慮車(chē)輛活載、可能的沖擊力作用效果以及人群荷載，選擇標準的荷載規范，爭取達到最合適的荷載范圍，確保橋梁安全。

　　關(guān)鍵詞： 橋梁設計； 荷載問(wèn)題； 處理措施

　　隨著(zhù)我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，公路、橋梁上集裝箱運輸、載重貨物運輸、拖掛運輸等重型車(chē)輛日益增多，大型平板車(chē)和礦山運載車(chē)等特種工程車(chē)也經(jīng)常出現，這些都對橋梁設計帶來(lái)高規格的要求。對于橋梁，尤其是大跨徑橋梁而言，其設計要結合當地實(shí)際情況，在確保技術(shù)可行的條件下，進(jìn)行大量的分析調查，然后制訂方案，確保橋梁建設的安全性和可靠性。

　　1、荷載的定義

　　一般將所有引起結構反應的因素稱(chēng)之為“荷載”，其實(shí)這種做法缺乏科學(xué)性和準確性。因為引起結構反應的因素分為施加于結構上的外力和不以外力形式施加于結構這兩種。其中，施加于結構的外力包括人群、車(chē)輛還有結構自重，人群和車(chē)輛是不穩定因素，它們都是直接作用于結構的，可以稱(chēng)之為“荷載”。但是，不以外力形式施加于結構的，其產(chǎn)生的反應是與結構本身的特征和結構所處的環(huán)境有關(guān)，如基礎變位、地震、徐變、混凝土收縮、溫度變化等，這些因素是間接作用于結構的，所以不能稱(chēng)之為“荷載”，會(huì )造成人們的誤解。當前，國際上將所有造成結構反應的統稱(chēng)為“作用”，將直接施力于結構的作用定義為“荷載”。

　　2、橋梁設計的現狀

　　當前，在橋梁設計過(guò)程中，大多數的設計者只考慮到了橋梁強度，而忽略了耐久性，偏重于強度極限狀態(tài)而忽略了使用極限狀態(tài)，偏重于結構建造而忽略了結構維護。事實(shí)上，那就行僅僅作為概念之一被設計者作為考量因素，卻沒(méi)有在橋梁的實(shí)際設計中引用，也沒(méi)有明確的期限規定，且沒(méi)有任何維護、使用條件的具體聲明。沒(méi)有任何組織對耐久性進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的研究和設計，對材料和結構措施以及設計程序的操作，都沒(méi)有對橋梁的耐久性做保證。因此，橋梁結果的使用性能差、使用期限短、安全事故頻頻發(fā)生這些不良后果就是最好的印證，在一定程度上，這些均與橋梁設計者的設計有關(guān)。

　　3、橋梁設計中對于荷載問(wèn)題的要求

　　橋梁設計中最常出現問(wèn)題就是可變活載，即汽車(chē)荷載，而汽車(chē)荷載又包括兩種，為公路一級和公路二級，由車(chē)輛荷載和車(chē)道荷載兩者組成，而車(chē)道荷載又由幾種荷載和均布荷載構成。一般情況下，采用車(chē)道荷載的計算方法對橋梁的整體結構進(jìn)行估算，運用車(chē)輛荷載對橋臺、局部加載、涵洞、當涂墻土壓力等進(jìn)行計算。值得注意是，車(chē)輛荷載和車(chē)道荷載不能疊加重復。人群荷載在橫向應布置在人行道凈寬度內，在縱向應施加在可以使主梁產(chǎn)生最不利荷載效應的區段里。 當橋梁計算跨徑小于或等于50m時(shí)，公路橋梁的荷載標準值為3．0kN／m；當橋梁的計算跨徑等于或大于150m時(shí)，為2．5kN／m；當橋梁的計算跨徑在50～150m范圍時(shí)，按線(xiàn)性?xún)炔宓玫饺巳汉奢d標準值。對于連續結構的橋梁，以主跨為準，對位于城鎮郊區人群密集地區的公路橋，人群荷載標準值取上述規定值的1.15倍。對人行橋，人群荷載標準為3．5kN／m。城市的橋梁按照國家相關(guān)標準，人行道板應該按照1.5KN/mm(鐵路橋)或者4.0KN/mm(公路橋)進(jìn)行荷載檢測，將人群作用與欄桿上的水平推力按照0.75KN/m的標準進(jìn)行考量，而作用于扶手或者立柱的豎向作用力按照1.0KN考慮。所有涵洞、橋梁建設包括鐵路、公路、水利等其他設施建設均以國際標準為原則進(jìn)行建造。但是隨著(zhù)時(shí)代的變遷，科技的發(fā)展，現在的橋梁設計與以往大有不同�，F在將荷載分為三種：偶然作用的荷載、永久作用的荷載、可變作用的荷載�？v觀(guān)我國的橋梁建設實(shí)況，城市規范中集中的荷載比較小，均布荷載比較大。另外，由于公路荷載充氣系數的大幅度提高，其最大跨徑都將20m作為界限，而車(chē)輛荷載一般用于計算橋臺、行車(chē)道板和橫隔梁的計算。

　　橋梁荷載設計中，按正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行作用效應組合，最不利的效應組合設計有三種：一是持久狀況，指橋涵使用的過(guò)程中長(cháng)期承受汽車(chē)荷載、結構重力等作用的狀況，它要求對設想的結構功能進(jìn)行全面的設計，這種全方位的設計包括正常使用極限狀態(tài)和進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)兩種，對兩種都要進(jìn)行詳細設計；二是暫時(shí)狀況，指橋涵在使用過(guò)程中會(huì )承受著(zhù)臨時(shí)作用力，這種狀態(tài)下進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的預測和設計，在必要時(shí)追加正常使用狀態(tài)的設計工作；三是偶然狀況，一般指橋涵在使用過(guò)程中可能會(huì )遭遇偶然的自然災害，入地震等，對橋梁的結構和功能會(huì )有所影響，而這種不確定因素就無(wú)需正常狀態(tài)的設計，只需要做好承載能力及極限狀態(tài)的設計即可。

　　4、橋梁設計中存在的問(wèn)題

　　橋梁載重能力設計不足是目前橋梁設計中存在的主要問(wèn)題。橋梁設計的過(guò)程中，橋梁的在載重力有承載能力和正常使用兩種極限狀態(tài)。承載能力不足既指超出橋梁的承載極限之后，結構整體或某部位的穩定性就會(huì )受到破壞，又指在重復荷載的情況下，橋梁混凝土構件超出疲勞極限而喪失其穩定性。目前，有些規范指出在橋梁設計中，對于重復荷載產(chǎn)生的破壞可以不予考慮，這對于橋梁主梁設計是非常有效的，但是若在橋梁的其他部分設計中直接忽視的話(huà)則對橋梁的安全性和年久性是非常不利的。

　　5、處理措施

　　5．1加強管理，盡量避免橋梁超載問(wèn)題

　　目前，在我國橋梁的超載現象可以分為三種：一是一些較早時(shí)期修建的老橋梁的超齡負載運營(yíng)；二是橋梁在實(shí)際通行過(guò)程中的車(chē)流量超過(guò)了設計上限；三是個(gè)別車(chē)輛存在違規超載現象。在橋梁設計中，為了計算方便，建議設計荷載選擇均布荷載及集中荷載組合。城市橋梁中，低于50m跨度的中小型跨度橋占大多數， 荷載連續，建議參照《公路橋梁設計通用規范》（JTG D60—2004）； 5～50m跨度橋梁按照荷載的內插來(lái)考慮。 針對不同類(lèi)型的橋梁，應該參照相應的橋規， 選擇標準規范去設計實(shí)施。

　　5．2 突出結構的耐久性問(wèn)題并予以重視

　　橋梁在實(shí)際的建造和使用中，要保證其功能能夠長(cháng)久穩定，在后期使用的過(guò)程中，會(huì )遭受到自然環(huán)境的破壞以及人為的損害，另外還有地震、臺風(fēng)等惡劣天氣的影響和摧毀，這對橋梁自身來(lái)說(shuō)都是一種挑戰。其結構會(huì )有所變化，功能會(huì )逐漸弱化，導致橋梁本身或多或少受到不同程度的損壞。據相關(guān)數據表示，我國的大部分橋梁的重建或者改建均與這些因素有關(guān)�？偠�言之，橋梁設計者應該突出橋梁結構的耐久性設計，加強前期調查和實(shí)地檢測。

　　6、結語(yǔ)

　　橋梁設計是一項復雜而又系統的工作，要考慮到天氣、溫度等多種因對橋梁結構和功能的影響，才能在設計時(shí)對后期使用作預防和準備，以保證橋梁的長(cháng)期質(zhì)量。而荷載設計又是一項錯綜復雜的體系，需要設計者耗費大量的時(shí)間和精力。但是，作為設計者，也不能夠忽視。橋梁在設計荷載時(shí)，應該綜合考慮實(shí)際需要，因為橋梁設計方案的優(yōu)劣會(huì )影響到橋梁的質(zhì)量，以及人們生命財產(chǎn)的安全。因此在橋梁設計中，應考慮車(chē)輛活載以及可能的沖擊力作用效果，以及人群荷載，選擇標準的荷載規范，對橋梁進(jìn)行處理，爭取達到最合適的荷載范圍，在保證安全的前提下，方便人們出行需要。

　　參考文獻

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