浅谈桥梁设计中存在的问题及解决措施

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摘要：随着我国经济实力的不断增强，我国桥梁建设技术已经步入世界先进水平之列，正在由桥梁大国走向桥梁强国，但我国在桥梁设计方面仍然存在着诸多的问题。本文结合当前我国桥梁设计的现状，论述桥梁设计中存在的主要问题，最后针对这些问题提出了改进和提高桥梁设计的有效措施。

关键词：桥梁设计；存在问题；措施

一、引言

自20世纪90年代以来，我们桥梁建设进入了最辉煌的发展阶段，开展了全球最大规模建设，取得的成就世人瞩目，目前世界上各种桥型有代表性的桥梁大部分都在我国。特别是发生08年国际金融危机后,我国制定了一系列的政策进行应对,其中主要的一项便是加大基础建设的投资力度，因而对桥梁设计方法的研究具有重要的现实意义。

二、我国桥梁设计现状

我国现行的桥梁规范对桥梁设计主要提出的要求是适用、经济、安全、美观，这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。

具体的桥梁设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。桥梁的极限承载能力主要是考虑当桥梁的控制结构丧失承重能力临界状态时的承载能力，桥梁的基本设计原则就是要求桥梁的荷载效应不利组合的设计值一定要小于或者是等于结构抗力的设计值。要充分利用工作条件系数、材料安全系数以及荷载安全系数等一些不确定的因素,进行综合的考虑，同时还要考虑这些因素综合作用下的桥梁总体的安全储备，是一个半概率的极限状态设计法，这可以看作是对桥梁安全性要求的根本保证。正常使用极限状态控制结构在正常使用状态时应力、裂缝和变形小于一定的限值,对应于适用性的要求。在桥梁方案设计和评审阶段会考虑到经济和美观的要求，对于中小桥梁主要关注经济性,而大型和特大型桥梁对美观问题越来越重视。

三、桥梁设计中存在的主要问题

1、桥梁的安全性及耐久性较差

目前在我国发现在大量新建桥梁的同时,也已经出现了许多因安全性不够、耐久性差等原因在不断的加固维修甚至拆除不到使用年限的桥，甚至有的在使用中出现坍塌造成严重交通事故和恶劣社会影响。造成桥梁安全性不够、耐久性差的原因是多方面的:建设程序管理体制的问题;设计过程、施工过程不健全;建成后的后期管理机制不健全等。桥梁设计过程中往往是：设计时考虑强度多而考虑耐久性少，重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；施工时重视结构的建造；不重视结构建成后的后期维护。

2、桥梁规范的不足

结构建设过程中的各个方面工作都需要有质量保证体系。其中最首要的即是“行为”的规范、规程、指南或标准。而我国对桥梁规范的编制大约10年一个周期，大大落后于工程学科的发展水平。

目前的桥梁设计规范中关于结构计算的要求主要针对平面杆系，主要针对常规桥梁结构，对于大跨径桥梁的空间结构结算以及仿真分析的内容的规定想对较少。比如斜拉桥、悬索桥等复杂桥型结构，虽有相应的技术规范或者设计指南，但目前没有完全能够适用的条文规范。对于大型桥梁结构的全桥仿真分析或者局部仿真分析，目前没有相对应的规范，只能根据受力分析来判断是否符合要求。

3、设计中具体细节注意不够

在设计过程，设计者只考虑桥梁的结构强度计算结果满足规范要求，却忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为因素等方面的综合设计。具体细节方面的设计虽然繁琐,但是保障设计的重要环节,需要设计人员不断学习和积累经验，从而在设计时对桥梁整体结构全寿命使用过程进行全面的综合分析。比如设计人员对设计现场的洪水位了解不详,经常导致设计时桩基的系梁位置较低,施工困难,造成系梁的质量不易保证等。

4、缺乏创新

设计是工程的灵魂，它在很大程度上决定着工程的质量、造价、施工难易和工期。但现有的设计却存在着创新性差、过于保险导致保守落后、经济指标不好、发生大量的隐性浪费。“肥梁胖柱”，钢筋越用越多的现象十分严重，已直接危害我国桥梁工程的技术进步。其主要原因为：1.设计单位承接任务过多。对设计的投入不够造成设计深度不够，经济比较也不够。2.合理的设计周期不保证。设计单位为加快设计进度，只得减少工作量，常常不合理地照搬照抄同类设计等。3.缺少严格的设计审核和监理。4.评奖的错误导向。各级评奖中也存在重视工程规模，忽视工程经济指标的倾向，使设计工程师的经济观念趋向淡漠。5.业主贪功，挫伤了设计单位的积极性。6.设计责任终身制。使设计人员不愿承担风险去优化新结构、节约用材，以取得先进的经济指标，而是盲目地增大安全系数。

5、经济性比较不够

桥梁设计时，所选桥型的造价是否合理是一个非常现实的问题，所以桥梁设计不但要考虑其技术的可行性，更重要的是要考虑所选桥型的经济指标是否达到了最佳范围。从经济性上讲，在设计时我们一般都会进行经济性评估而选择桥梁设计方案，但该阶段对经济性的评估往往是只注重考虑建设成本,而对于后期的养护、维修等的长期综合成本缺乏考虑，因此这种评估经常是比较片面的。

四、改进桥梁设计中存在问题的有效措施

1、应该更加重视结构的耐久性问题

结构耐久性设计所要解决的问题也就是经济、合理的使用年限问题,即结构寿命期问题。基于结构耐久性设计的新设计理念认为桥梁耐久性的保证是需要桥梁设计、施工、运营和维护各个阶段共同努力的结果。在桥梁运营、维护阶段,对桥梁定期进行检测与评估,从而对桥梁进行加固和维修,来进一步保证桥梁的耐久性。设计人员要充分认识到结构在设计寿命期内各个组成部件具有不同的耐久性极限,需要经常维修,甚至更换或加固,才能保证结构在设计寿命期内的服务功能,而还需要定期检测、评价、鉴定、养护、修理、更换、加固。

2、健全规范

要提高桥梁的安全和耐久性,首先要有不断健全的规范、规程、指南、标准等管理体系,它是避免人为错误的重要保证。应该加强约束各项工作的规范、规程和指南文件的组织与编写，重视现有标准和规范的修订，不断充实新的研究成果和实践经验，编制并颁布新的标准图。

3、设计中注意具体细节

在桥梁设计领域，特别是关于桥梁使用期的安全性和耐久性的问题还有许多可以改进的地方。如（1）正确认识和掌握结构本质和结构构造措施对构件耐久性的影响。（2）加强对疲劳损伤的研究。（3）高度重视桥梁的超载问题。

4、鼓励创新设计

设计是一项探索性很强的工作，要鼓励设计工程师在经过充分论证的前提下，大胆采用新结构、新材料和新工艺；对未知领域中出现的一些缺陷，要总结经验教训，不要纳入设计终身责任制范围内，除了明显的马虎失职和，一般不追究个人责任。防止保守、落后的设计，对于存在严重浪费的设计要给以通报批评。

5、学习国外的先进技术和经验

我国的施工质量和管理水平还有待于提高，要在短期内解决这些问题并不容易，因此，工程设计人员在充分考虑现阶段的施工水平和管理水平的同时，还要借鉴国外的宝贵经验和成果。在欧洲国家，主要研究结构在使用过程中所表现出来的服务性能，寻找到新的设计理念和方法。这些对我国来说，具有很好的启示作用。

结束语：

文章结合了当前桥粱设计过程中存在的问题，经过分析，提出了解决的对策。总之，桥梁设计是一项综合的探索性工作，通过创新性的实践取得技术上的突破，重视经济比较和精心设计，我们将会有一批技术先进、经济合理的高水平设计，使我国的设计水平迅速赶上发达国家的最先进水平，成为真正的桥梁强国。

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