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国内桥�设计存在的主�问题

æ�¥æº�:考试大  2009å¹´9月9æ—¥   ã€�爱学习,爱考试大】
  需è¦�改进和努力的方å�‘ 
  1)应该更加é‡�视结构的è€�久性问题 
  桥æ¢�在建造和使用过程中,一定会å�—到环境ã€�有害化学物质的侵蚀,并è¦�承å�—车辆ã€�风ã€�地震ã€�疲劳ã€�è¶…è½½ã€�人为因素等外æ�¥ä½œç”¨ï¼Œå�Œæ—¶æ¡¥æ¢�所采用æ��料的自身性能也会ä¸�断退化,从而导致结构å�„部分ä¸�å�Œç¨‹åº¦çš„æ�Ÿä¼¤å’ŒåŠ£åŒ–ã€‚åœ¨å¤§è·¨æ¡¥æ¢�领域,国内从上世纪80年代以æ�¥ï¼Œä¿®å»ºäº†å¤§é‡�的斜拉桥;虽然迄今为止出现倒塌或严é‡�æ�Ÿå®³çš„例å­�很少,但已ç»�有多座桥æ¢�因为拉索的è€�久性问题而ä¸�å¾—ä¸�æ��å‰�æ�¢ç´¢ï¼Œæ—¢å½±å“�了使用å�ˆå¢žå¤§äº†ç»�济æ�Ÿå¤±ã€‚ 
  需è¦�指出的是,很多这类问题与没有进行å�ˆç�†çš„è€�久性设计有关,这也促使人们é‡�新认识桥æ¢�çš„è€�久性问题。大é‡�的病害实例也è¯�明,除了施工和æ��料方é�¢çš„原因,影å“�结构è€�久性的决定性因素是æ�¥è‡ªæž„造上(也å�³è®¾è®¡ä¸Šï¼‰çš„缺陷。 
  国内从上世纪90年代开始é‡�视了对结构è€�久性的研究,也å�–得了ä¸�å°‘æˆ�果。这些研究大多是从æ��料和统计分æž�的角度进行的,对如何从结构和设计的角度å�Šå¦‚何以设计和施工人员易于接å�—å’Œæ“�作的方å¼�æ�¥æ”¹å–„æ¡¥æ¢�è€�久性å�´å¾ˆå°‘有人研究。而且,长期以æ�¥ï¼Œäººä»¬ä¸€ç›´å��é‡�于结构计算方法的研究,å�´å¿½è§†äº†å¯¹æ€»ä½“构造和细节处ç�†æ–¹é�¢çš„关注。结构的è€�久性设计与常规的结构设计有ç�€æœ¬è´¨çš„区别,目å‰�需è¦�努力将è€�久性的研究从定性分æž�å�‘定é‡�分æž�å�‘展。 
  国外的桥æ¢�设计有鉴于è€�久性ä¸�足导致的严é‡�æ�Ÿå¤±ï¼Œè¿‘å¹´æ�¥å��分é‡�视æ��高结构物的è€�久性并将其作为é‡�è¦�的设计原则,统一考虑å�ˆç�†çš„结构布局和构造细节,强调使结构易于检查ã€�维修,以ä¿�è¯�æ¡¥æ¢�的安全使用ã€�å°½å�¯èƒ½åœ°å‡�少维修费用,å�–得了较好的综å�ˆç»�济效益。实际上,国内外的研究和实践都表明,结构è€�久性对于桥æ¢�的安全è¿�è�¥å’Œç»�济性起ç�€å†³å®šæ€§ä½œç”¨ã€‚ 
  2)é‡�视对疲劳æ�Ÿä¼¤çš„研究 
  桥æ¢�结构所承å�—的车辆è�·è½½å’Œé£Žè�·è½½éƒ½æ˜¯åЍè�·è½½ï¼Œä¼šåœ¨ç»“构内产生循环å�˜åŒ–的应力,ä¸�但会引起结构的振动,还会引起结构的累积疲劳æ�Ÿä¼¤ã€‚  设为首页
  由于桥æ¢�所采用的æ��料并é�žæ˜¯å�‡åŒ€å’Œè¿žç»­çš„,实际上存在许多微å°�的缺陷,在循环è�·è½½ä½œç”¨ä¸‹ï¼Œè¿™äº›å¾®ç¼ºé™·ä¼šé€�æ¸�å�‘展ã€�å�ˆå¹¶å½¢æˆ�æ�Ÿä¼¤ï¼Œå¹¶é€�步在æ��料中形æˆ�å®�观裂纹。如果å®�观裂纹ä¸�得到有效控制,æž�有å�¯èƒ½ä¼šå¼•èµ·æ��æ–™ã€�结构的脆性断裂。早期疲劳æ�Ÿä¼¤å¾€å¾€ä¸�易被检测到,但其带æ�¥çš„å�Žæžœå¾€å¾€æ˜¯ç�¾é𾿀§çš„。 
  疲劳æ�Ÿä¼¤è¿‡åŽ»ä¸€ç›´è¢«è®¤ä¸ºæ˜¯é’¢æ¡¥è®¾è®¡ä¸­çš„æ ¸å¿ƒé—®é¢˜ï¼Œç”±é’¢ç»“æž„ç–²åŠ³å¼•èµ·çš„é’¢æ��开裂案例较多,亦有ä¸�少因疲劳断裂引起桥æ¢�垮塌的例å­�。近20å¹´æ�¥ï¼Œç–²åгæ�Ÿä¼¤çš„研究已进入混å‡�土结构,但对于使用期å�—è…�蚀的钢筋混å‡�土构件的报考性能和疲劳性能的研究还需加强。 
  对疲劳æ�Ÿä¼¤çš„研究ä¸�仅仅指对整个结构而言,事实上桥æ¢�结构常常由于æŸ�些关键部ä½�的局部疲劳失效而导致整个结构的失效,例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳æ�Ÿå®³ã€‚ 
  3)充分é‡�视桥æ¢�的超载问题 
  汽车超载主è¦�有三ç§�情况:其一是早期修建的è€�桥超龄负载è¿�è�¥ï¼›å…¶äºŒæ˜¯æ¡¥æ¢�通行的车æµ�é‡�超过原设计;å�¦ä¸€ç§�是车辆è¿�规超载。å‰�两ç§�产生的原因主è¦�是设计è�·è½½çš„å�˜åŒ–和交通é‡�的增加;å�Žè€…是车辆使用者è¿�法超载è�¥è¿�,å�Žä¸¤ç§�超载现象在我国公路è¿�输中较为普é��。 
  桥æ¢�的超载一方é�¢å�¯èƒ½å¼•å�‘疲劳问题。超载会使桥æ¢�疲劳应力幅度加大ã€�æ�Ÿä¼¤åŠ å‰§ï¼Œç”šè‡³ä¼šå‡ºçŽ°ä¸€äº›è¶…è½½å¼•å�‘的结构破å��事故。å�¦ä¸€æ–¹é�¢ï¼Œç”±äºŽè¶…载造æˆ�的桥æ¢�内部æ�Ÿä¼¤ä¸�能æ�¢å¤�,将使得桥æ¢�在正常è�·è½½ä¸‹çš„工作状æ€�å�‘生å�˜åŒ–,从而å�¯èƒ½å�±å®³æ¡¥æ¢�的安全性和è€�久性。例如,混å‡�土桥æ¢�一直被认为具有足够的è€�久性,但在汽车超载作用下,å�¯èƒ½å�‘生开裂;裂ç¼�å�³ä½¿åœ¨è�·è½½å�¸é™¤å�Žèƒ½å¤Ÿé—­å�ˆï¼Œä½†ç”±äºŽæ··å‡�土结构内部已ç»�å�—到æ�Ÿä¼¤ï¼Œæž„件的开裂弯è·�é™�低ã€�刚度下é™�;于是在正常使用è�·è½½ä½œç”¨ä¸‹ï¼Œæœ¬æ�¥ä¸�该开裂的结构产生裂ç¼�或本æ�¥è¾ƒå°�的裂ç¼�æˆ�为超出规范å…�许的裂ç¼�或产生较大的å�˜å½¢ã€‚这些都会对结构长期的使用性能和è€�久性产生ä¸�利的影å“�,因此除了交管部门è¦�加强管ç�†å¤–,也需è¦�对超载带æ�¥çš„å�Žæžœè¿›è¡Œç ”ç©¶ã€�分æž�。 
  4)积æž�借鉴国外的ç»�验和æˆ�æžœ 
  国内桥æ¢�设计存在的主è¦�问题是结构正常使用性能差(指与设计期望相比,å�¯å½’结为适用性能差,包括桥æ¢�的过大振动ã€�线形ä¸�平顺ã€�接头跳车ã€�结构开裂和过大的å�˜å½¢ç­‰ï¼‰ã€�è€�久性和安全性差(包括使用寿命短ã€�维护费用高ã€�安全事故较频ç¹�等)。这些问题的产生固然与目å‰�国内施工质é‡�和管ç�†æ°´å¹³è¾ƒä½Žæœ‰å…³ï¼Œä½†å¹³å¿ƒè€Œè®ºï¼Œæ—¢ç„¶è¿™ç§�现状ä¸�能在短期内得到解决,那么作为工程设计人员就应该在正视这一问题的å‰�æ��,充分考虑到现阶段的施工和管ç�†æ°´å¹³å’Œæ��料工艺水平,采用适当的安全度ã€�适当的设计方法æ�¥ä¿�è¯�æ¡¥æ¢�使用性能的达到,这æ‰�是更为主动和有效的方法。特别是桥æ¢�存在的è€�久性和安全性问题很多与结构体系或使用æ��料选择ä¸�å�ˆç�†å�Šç»“构细节处ç�†ä¸�当有关。 
  在欧洲国家(如德国ã€�丹麦等),é�žå¸¸é‡�视对结构物进行性能设计(å�³PBD, Performance Based Design),内容包括结构的å�˜å½¢ã€�裂ç¼�ã€�振动ã€�强å�¥æ€§ã€�美观ã€�è€�久性能ã€�疲劳性等。PBD研究主è¦�是为了使结构在è¿�è�¥è¿‡ç¨‹ä¸­é™¤äº†ä¿�è¯�的安全性è¦�求外,尚应有良好的使用性能(包括寿命和è€�久性ã€�抗è…�蚀ã€�è€�疲劳性ã€�美观等)。就其本质而言,欧洲国家的PBDç�†è®ºï¼Œä¸»è¦�研究结构在使用过程中表现出æ�¥çš„æœ�务性能,分æž�使性能å�—到弱化的原因和其å�‘生的机ç�†ã€�规律,寻求新的结构设计ç�†å¿µå’Œæ–¹æ³•。 
  从欧洲人的观点æ�¥çœ‹ï¼ŒPBD似乎是对以è€�久性为核心的结构使用性能指标的综å�ˆè€ƒè™‘。这一点对国内工程界应该是有å�¯ç¤ºçš„。目å‰�国内的设计å�¯è§†ä¸ºé�™æ€�的设计,它å�ªå®šä¹‰äº†è®¾è®¡å»ºæˆ�时刻结构具有的工作能力和性能,而对è�¥è¿�期间性能éš�时间的劣化å�Šå…¶å®žé™…的性能表现缺ä¹�足够的认识和考虑;æ�¢è¨€ä¹‹ï¼Œä»Žç»�济性的角度讲是å�ªè€ƒè™‘了建造æˆ�本,而忽视了è�¥è¿�期的维护æˆ�本和与使用寿命相对应的æˆ�本效益。 
  桥�安全性和�久性�足已�为迫切需�解决的问题,�积�借鉴国外�功的�验和�法,除了加强施工质�管�外,�从桥�设计�念和结构体系和构造的角度�好�久性的设计。�时需�研究疲劳和超载对于桥�结构�久性的影� ��:考试大-建筑工程类考试

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