桥梁设计常见荷载问题及处理措施分析

邹军辉 史建涛

摘要：随着行车密度、车辆重载和交通量的越来越大，科学的桥梁设计已成为保证交通运输安全和提高运输效率的重要因素。在桥梁设计中，应选择标准的荷载规范，对桥梁进行优化处理，争取达到最合适的荷载范围，在保证安全的前提下，方便人们出行需要。

关键词：桥梁设计;荷载;处理措施

随着我国经济的迅速发展，公路、桥梁上集装箱运输、载重货物运输、拖挂运输等重型车辆日益增多，大型平板车和矿山运载车等特种工程车也经常出现，这些都对桥梁设计带来高规格的要求。当桥梁施工完成，并且投入使用后，会承受不同方向、不同强度的荷载，如果桥面施加的荷载超过了桥梁的承受范围，则会引发桥梁出现质量安全问题，这也考验了桥梁设计者的设计水平。对于桥梁，尤其是大跨径桥梁而言，其设计要结合当地实际情况，在确保技术可行的条件下，进行大量的分析调查，然后制订方案，确保桥梁建设的安全性和可靠性。

1.公路桥梁荷载设计概述

在公路、桥梁设计过程中，车辆荷载是设计时需要考虑、参照的一项重要技术指标。车辆荷载的核算主要包括对各种车辆轴距、车间距、车重和轴重等方面的数据分析。荷载效应的计算属于重载交通公路桥梁的计算范围，它是通过对公路桥梁实际使用中应承担重载交通工具的详细数据进行细致的分析和计算，得出准确的数据，再从这些数据中筛选出具有代表性的车辆荷载数据和车队纵向排列模式，以此计算在荷载效应中重载交通工具的类型。在我国《公路桥梁设计通用规范》中，对因道路不同而产生的车辆荷载效应有详细的规定——在设计高速公路时，它的荷载属于公路Ⅰ级。在公路Ⅰ级范围内，荷载包括的交通工具是加重汽车和普通汽车。当然，具体情况还要具体分析，在经济高速发展的时代，交通工具多种多样。根据归纳和推理法，可将各种类型的汽车都划分到普通汽车和加重汽车这两个类中。

荷载设计是影响桥梁质量的重要内容，影响桥梁荷载设计质量的因素很多，其中设计人员的素质与能力对提高桥梁质量起到直接影响的作用。很多设计人员，由于缺乏丰富的实践经验，对桥梁荷载问题缺乏重视，而荷载问题是影响桥梁质量以及耐久性的关键问题。另外，桥梁施工材料的质量也是荷载设计的主要保证因素，材料的强度影响着桥梁表面的承载能力，所以，施工单位要对施工材料以及设备做好把关工作。经过调查发现，桥梁出现倒塌问题的事件，很大一部分原因是荷载设计存在问题而导致的，所以，提高荷载设计的质量，可以有效的提高桥梁的质量与安全，也是施工单位未来改进与提高的主要方向。

2.桥梁设计常见荷载问题

提高桥梁荷载设计的质量，首先应该提高设计人员的素质与能力，提高其对荷载设计重要性的认识。很多桥梁出现质量的原因，是设计人员设计水平不高而引起的。在我国，有的设计人员，为了增加桥梁的美观性，忽视了对桥梁承载能力的保证，降低了桥梁使用过程的安全性。如果一味的追求桥梁设计的标新立异，而忽视设计的合理性与可行性，不但会增加施工的成本，还会增加施工的难度。还有的设计人员，由于刚刚毕业，缺乏一定的工作经验，喜欢纸上谈兵，其设计出的桥梁施工方案，由于考虑不够全面，往往容易忽视桥梁的荷载问题，这就降低了桥梁的承载能力，使得很多桥梁在投入使用后不久就出现了大量的质量问题。为了保证桥梁设计的质量，设计人员需要进行实地考察，还要通过正确的计算公式，掌握桥梁的结构的强度以及荷载系数等等。

桥梁设计是一项复杂的工作，影响桥梁质量的原因很多，设计人员要不断提高专业技术，设计出完善的结构体系以及构造，还要做好施工材料以及设备的审查工作，只有做好准备工作，才能从根本上防止桥梁荷载问题的方发生。桥梁的施工材料的强度对桥梁承载能力有着重要的影响，只有保证材料的合格性，才能保证荷载设计的有效的发挥，从而提高桥梁承受荷载的能力。桥梁结构的耐久性是荷载设计中需要注意的问题，耐久性影响着桥梁的使用寿命，还影响着桥梁使用的安全性。如果设计人员对桥梁受力计算不够准确，则会使桥梁出现受力不均匀的问题，这种问题会影响桥梁结构的耐久性。

3.桥梁设计荷载问题的处理措施

3.1桥梁荷载设计的原则

荷载是桥梁承受的主要作用力，很多桥梁发生裂缝等质量问题，都是由于桥梁承受的荷载超重引起的，出现这一问题，也反映出该桥梁的荷载设计存在一定问题。在桥梁设计中，造成桥梁荷载问题主要有两个方面，一方面是桥梁设计的理论与实际不符，另一方面是桥梁结构体系存在一定漏洞。为了保证桥梁荷载设计的质量，设计师在设计时应该遵守两种原则，其一，桥梁设计必须符合我国相关部门对桥梁质量与安全的规定，相关荷载设计必要达到指标，这样才能使桥梁的结构设计更加合理与稳定;其二，桥梁设计需在保证经济性的前提下，改进设计技术，提高设计方案的质量，保证桥梁设计的经济性，可以延长桥梁的使用寿命，这也可以降低桥梁出现质量问题的概率。

3.2加强管理

目前桥梁超载问题要尽量避免，在我国大体上有三种桥梁超载现象：一是一些老桥梁超龄负载运营，较早时期修建的;二是车流量超过了设计上限的桥梁在实际使用过程中;三是违规超载现象，这种现象只有个别车辆存在。为了计算方便，均布荷载及集中荷载组合作为桥梁设计建议设计荷载的优先选择。

3.3重视设计的耐久性问题

很多桥梁倒塌或受到严重损害与桥梁耐久性设计的缺乏有关，这也重新引起了人们对桥梁耐久性问题的重视。设计上的缺陷是影响桥梁耐久性的决定因素。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，因此就需要将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。而国外的桥梁设计将提高结构物的耐久性作为其设计原则，对桥梁的结构布局和构造细节进行统一考虑，使结构更加容易被检查与维修，以此来保证桥梁的安全使用，尽可能地減少维修费用，综合经济效益明显。

3.4重视对疲劳损伤的研究

疲劳损伤一直被认为是桥梁设计中的核心问题。由疲劳损伤而引起桥梁开裂的案例很多，因疲劳断裂而引起桥梁垮塌的例子也有不少。对疲劳损伤的研究不应该仅局限于结构领域，对某些关键部位的局部疲劳研究也应该成为研究的重点与方向。虽然疲劳损伤已经进入混凝土结构的研究，但对其动态性能和疲劳性能的研究仍需加强，并且要把对这一方面的研究及时地应用到桥梁荷载的设计过程中，为其服务。

4.结语

道路桥梁是重要的运输通道，增设道路桥梁对国民经济的增长有一定的推动作用。随着人口的增多，我国的交通压力越来越大，这对路桥梁的设计也有了更高要求，尤其是桥梁的荷载问题，只有增加桥梁的承载能力，才能保证车辆行驶的安全性。所以，桥梁设计人员需要紧跟时代步伐，更新设计理念，更好地适应时代发展的要求，更好的为人民的生命与财产安全提供保障。面对桥梁设计中的荷载问题，设计人员必须通过不断的学习以及经验积累，提高自身的素质以及设计水平，这样才能保证桥梁质量，避免安全事故的发生。

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