桥梁工程设计中的安全性探析

最新“精品”范文参考专业论文桥梁工程设计中的安全性分析桥梁工程设计中的安全性分析摘要近年来，随着经济的发展，特别是改革开放的深入，中国的经济建设取得了长足的进步。与此同时，中国的桥梁建设也在快速发展。在桥梁工程建设中，工程设计是一个非常重要的方面。在工程设计中，必须做好工程安全分析，确保桥梁工程的安全。作者结合自己的研究对桥梁工程设计的安全性进行了分析。关键词桥梁工程，设计，安全，分析和研究中间图分类号：U445文件标识码：张号：一、导言桥梁工程设计在桥梁工程中起着非常重要的作用。加强桥梁工程设计的安全性分析，不仅可以保证桥梁工程的安全性，还可以改善交通条件，提高桥梁施工的安全性。因此，应努力加强桥梁设计的安全性分析。二。我国桥梁工程设计现状桥梁的具体设计过程是按照承载力和正常使用两种极限状态进行的。前者是将结构的承载能力控制在丧失使用能力的临界状态。设计的基本原则是要求荷载效应的不利组合的设计值必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载安全系数、材料安全系数和工况系数来考虑结构在不确定因素作用下的整体安全储备，是一种半概率极限状态设计方法。它可以被认为是安全要求的保证。后者控制结构在正常使用过程中的应力、裂缝和变形小于某一极限值，符合适用性要求。目前，我国在结构设计过程中，多考虑强度而少考虑耐久性：只考虑强度极限状态，而不考虑使用极限状态，而在结构的整个生命周期中，最重要的恰恰是使用性能。比起结构的维护，更注重结构的建造。事实上，在目前的桥梁设计中，耐久性作为一个概念受到更多的关注，既没有明确提出使用寿命的要求，也没有任何特殊的耐久性设计(从材料、结构措施和设计程序等方面保证耐久性用地，并明确说明桥梁在何种养护和使用条件下的耐久性)。在一定程度上，这些趋势导致了当前工程事故频发、结构性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界越来越重视耐久性、安全性和适用性的趋势背道而驰；也不符合结构动力学和综合经济性的要求(考虑结构建造、使用和维护等全周期的成本)。)。三。桥梁设计中的安全内容要素1.桥梁结构的安全设计桥梁结构的安全性主要体现在两个方面：桥梁结构的整体牢固性和桥梁施工的承载能力。首先，桥梁结构的整体鲁棒性是指桥梁结构不产生与桥梁自身原因不一致的损伤的能力，即当桥梁结构产生局部损伤时，避免更大的损伤后果。如果一座桥梁具有较高的结构安全性能，它可以通过桥梁结构良好的延性和必要的冗余性，在爆炸、地质灾害和人为灾害中发挥更大的自我规避作用，从而减少灾害造成的损失。其次，桥梁结构构件的承载力是指桥梁自身结构承受各种外部影响的能力，如自然力(风、雨)、地质灾害、车辆超载等。超载作为桥梁结构构件承载能力的最大威胁因素，主要表现在：超载或及时超载会增大桥梁的受力范围，增加桥梁的损伤，甚至对桥梁结构造成破坏性破坏。因为没有办法恢复桥内因车辆超载等造成的各种损坏。这将导致桥梁结构在正常荷载下的工作状态发生一定程度的变化，长期运行将在更大程度上影响桥梁的安全性能。2.桥梁结构的安全性和耐久性设计在桥梁结构设计和施工过程中，设计人员和施工人员可能会关注不同荷载条件下桥梁结构强度的变化要求，而较少考虑环境因素对桥梁安全和耐久性体系的要求。这种设计和施工理念将影响桥梁设计的安全性。桥梁在建造和使用时，桥梁的结构会受到各种因素的影响，如自然环境、荷载超载、人为因素以及建造桥梁所用建筑材料的老化和性能退化。这些因素的综合作用最终会导致桥梁结构不同程度的损坏和劣化，从而在一定程度上造成安全隐患。四.桥梁工程设计中安全问题的成因1.桥梁设计理论和结构体系不够完善设计桥梁结构时，设计工作的首要任务是选择经济合理的结构方案。其次，在分析桥梁结构的同时，对桥梁结构和桥梁之间的连接进行了设计。根据规范，以桥梁设计的安全系数和桥梁设计的可靠性指标为标准，保证桥梁结构的安全性能。然而，在实际的设计工作中，在桥梁设计过程中，尤其是在桥梁施工过程和桥梁使用寿命的规范等问题上，仍有许多细节需要改进和完善。例如，桥梁设计人员在设计规范中对桥梁结构强度的计算大多满足于桥梁的安全性，而忽略了桥梁结构体系、桥梁施工材料、桥梁后期维护和桥梁结构。在桥梁结构设计过程中，桥梁设计和桥梁施工过程中经常会出现一些人为失误，如：对桥梁结构的体系和外延认识不足；与桥梁设计和各种应力路径分析相关的计算图不到位，导致桥梁结构局部应力不均匀。施工中使用的混凝土强度达不到标准要求，保护层厚度较低，桥梁结构中使用的钢筋直径过细等。所有这些都对桥梁的安全带来了不同程度的影响。2.桥梁施工及控制措施不到位通过对发生安全事故桥梁的安全性能分析，在导致这些恶性事故的原因中，最重要的是设计不足和管理不善。桥梁建设和管理水平不符合桥梁建设规范和桥梁设计要求，从而导致桥梁安全事故的发生。桥梁施工中存在的安全问题主要包括：建筑材料标准不符合要求、桥梁施工技术不符合标准、施工管理不严格、偷工减料现象等。这些施工和管理问题的存在已经导致了对桥梁安全的严重影响。3.对桥梁设计重视不够根据我国现行桥梁设计程序的要求，在桥梁设计中注重桥梁的经济性、适用性和美观性就足够了，但在桥梁设计中对结构的耐久性没有详细的规定，因此桥梁设计人员对此并不重视。对设计者来说，在每一个桥梁结构的设计过程中，最重要的是桥梁的承载能力，但很少一般来说，在桥梁的整个使用寿命周期中，人们最关注的是其结构承载能力。实践证明，在设计桥梁结构时，设计者更注重新建桥梁的承载能力，而不是桥梁结构的耐久性。由于桥梁的建设会受到各方需求的限制，因此在桥梁建设前的设计中应充分考虑各方的需求。因此，桥梁设计更注重各结构的形状和功能，而很少考虑桥梁建成后能正常使用多长时间。正是在这种设计思想的指导下，桥梁结构才得以设计，这间接导致了目前许多桥梁的倒塌。4.设计理论不够完善在我国的结构设计过程中，多考虑强度，少考虑耐久性。在结构的整个生命周期中，最重要的是它的使用性能。比起结构的维护，更注重结构的建造。在桥梁设计领域，尤其是在桥梁施工和使用寿命的安全性方面，还有许多需要改进的地方。结构设计的首要任务是选择一个经济合理的结构方案，然后进行结构分析和构件及连接的设计，并使用规范中规定的安全系数或可靠性指标来确保结构的安全性。许多设计人员往往只满足结构强度计算规范的安全要求，而忽略了从结构体系、结构结构、结构材料、结构维护、结构耐久性以及设计、施工和使用全过程中经常出现的人为失误等方面加强和确保结构安全。结构耐久性不足已经成为最现实的安全问题。在设计过程中，应采取措施从结构和材料的角度加强结构的耐久性。不同的环境、使用条件和不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和施工要求。不管规范有多详细，它都不能涵盖设计者应该解决的所有问题。即使规范得到更新，它也不能适应新知识、新技术和新材料的迅速发展对结构提出的各种新要求。V.提高桥梁工程安全性的策略1.应该更加注意结构的耐久性在桥梁的建造和使用过程中，它会受到环境和有害化学物质的侵蚀，还会受到自然和人为因素的影响，如车辆、风、地震、疲劳和超载。与此同时，桥梁所用材料的自身性能将继续恶化，导致结构各部分不同程度的损坏和退化。大量的疾病病例也证明，除了建筑和材料的因素外，决定性的因素是结构(即设计)缺陷。2.重视疲劳损伤的研究桥梁结构上的车辆荷载和风载都是动荷载，会在结构中产生循环应力，不仅引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁使用的材料不均匀、不连续，在循环荷载作用下实际上存在许多微小缺陷。这些微小的缺陷将逐渐发展、融合并形成损伤，并逐渐在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹得不到有效控制，材料和结构可能会发生脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易察觉，但其后果往往是灾难性的。疲劳损伤的研究不仅仅是指整个结构。事实上，桥梁结构经常由于某些关键部位的局部疲劳破坏而失效。如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损伤。3.选择合适的设计方案通过选择合适的设计方案，可以在很大程度上提高桥梁的耐久性和安全性。桥梁结构主要有两种设计方案：标准跨度桥梁和大跨度桥梁。标准跨径桥梁的施工方法相对简单，成本低，应用广泛。大跨度桥梁可以突出桥梁的特点和个性，但其设计较为复杂，影响因素较多，因此这种设计方案在实际施工过程中很少被采用。4.提高材料的科学使用在设计桥梁时，钢筋混凝土的质量和这些建筑材料的合理使用对桥梁的安全起着特别重要的作用。因为钢筋混凝土的标准和质量将直接影响桥梁结构的安全。混凝土的耐久性主要由其材料的组成决定(材料的组成主要考察水泥的比例、水泥的用量、水泥的强度等级等。)。桥梁法规明确规定了不同使用条件下对混凝土的不同要求、桥梁施工中混凝土的最大水灰比、水泥用量、混凝土强度等级等。在设计桥梁工程时，需要严格遵守这些规定。提高混凝土结构耐久性最重要的是增加混凝土保护层的厚度，以更好地保护钢筋不受腐蚀等。其次，混凝土裂缝应及时修补。设计时，除了按照规范要求科学控制裂缝外，最重要的是从根本上利用结构手段来管理和控制混凝土施工过程中产生的裂缝。5.桥梁结构设计需要提高桥梁的耐久性在桥梁使用过程中，由于地震、风和日照等自然因素，以及车辆超载、有害化学物质侵入等人为因素，以及桥梁本身所用材料的相应降解，桥梁结构很容易损坏。特别是对于大跨度桥梁，我国大量的大跨度桥梁在斜拉索的耐久性方面存在一些问题，导致斜拉索的提前更换。这不仅造成了一些财政资源的浪费，也影响了桥梁的正常使用。出现上述现象的主要原因是，设计人员在设计桥梁结构时，没有考虑相应的措施来提高桥梁的耐久性，也没有对桥梁的耐久性给予足够的重视。为了避免上述现象，有必要增加对桥梁结构耐久性的关注，以延长桥梁的使用寿命。六.结束语综上所述，桥梁安全性和耐久性不足已成为亟待解决的问题。我们应该积极借鉴国外的成功经验和做法。除加强施工质量管理外，还应从桥梁设计理念、结构体系和结构的角度做好耐久性设计。同时，有必要研究疲劳和超载对桥梁结构耐久性的影响。参考：1唐继顺；(a)在壮汉中；1996年6月27日桥梁工程设计郑开封数据库管理系统研究2张立凯公路桥梁设计中的安全性和耐久性分析交通世界杂志(简阳。机械)