路橋設(shè)計(jì)施工安全問題
關(guān)鍵詞：公路橋梁,施工,設(shè)計(jì),原因,措施
1路橋設(shè)計(jì)施工中普遍存在的問題及原因分析
1．1方案設(shè)計(jì)不合理
對于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上安全度的關(guān)注來說，設(shè)計(jì)人員對在公路橋梁設(shè)計(jì)、施工的過程中由于施工經(jīng)驗(yàn)缺乏，導(dǎo)致按圖施工時難以實(shí)施以及對容易發(fā)生施工誤差部位的安全儲備考慮不周。這就會導(dǎo)致以下情況的發(fā)生。
(1)由于設(shè)計(jì)圖紙所示的局部鋼筋太過密集，大量的主要受力鋼筋在施工時無法實(shí)施，施工單位則不分主次進(jìn)行截?cái)嗪腿∠�，�?dǎo)致安全隱患。
(2)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時，施工工況考慮不足，對施工中出現(xiàn)的偏載、動荷載、風(fēng)荷載的極端情況沒有詳細(xì)驗(yàn)算，導(dǎo)致施工中即發(fā)生安全事故。
(3)地質(zhì)勘察資料的準(zhǔn)確性也極其容易導(dǎo)致安全事故。
(4)大跨徑橋梁設(shè)計(jì)中，對于施工誤差認(rèn)識不足，而大跨徑橋梁的受力情況復(fù)雜，很小的施工誤差則會引發(fā)非常嚴(yán)重的安全事故。
(5)設(shè)計(jì)人員對附屬構(gòu)造(鉸縫、欄桿、橋面鋪裝、支座等)缺乏足夠的重視，導(dǎo)致質(zhì)量事故，從事故案例統(tǒng)計(jì)來看，大量的問題都出現(xiàn)在這些不被重視的部位。等等任何一個細(xì)微的因素都會使公路橋梁的安全性及耐久性受到巨大的影響。
1．2施工中問題
通常，我們都將橋梁安全性低、耐久性差的原因歸為在施工過程中沒有進(jìn)行精細(xì)的管理和管理部門的貪污腐敗，以及施工單位一心賺錢，工程監(jiān)理形同虛設(shè)，業(yè)主單位業(yè)務(wù)技術(shù)水平普遍太低等。
施工不規(guī)范包括:材料強(qiáng)度不夠、施工工藝不合格等等。例如，由于在選擇材料時，沒有嚴(yán)格執(zhí)行材料管理標(biāo)準(zhǔn)或材料采購標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致材料強(qiáng)度不夠，使得工程安全性低，與要求不符;由于施工管理部門的某些人員的素質(zhì)與職業(yè)道德問題，在工程施工中以次充好、偷工減料等等管理漏洞。例如，施工單位層層分包，小包工頭掛靠資質(zhì)情況嚴(yán)重，導(dǎo)致施工隊(duì)伍技術(shù)及設(shè)備力量低下;進(jìn)場材料檢測把關(guān)不嚴(yán)格;施工時對關(guān)鍵部位的認(rèn)識和準(zhǔn)備不足，導(dǎo)致工序顛倒、錯誤搭接等事故;施工一線工人的責(zé)任心及安全意識低下，導(dǎo)致出現(xiàn)鋼筋錯位、焊接不牢、混凝土不密實(shí)等缺陷;施工設(shè)備不合格，如預(yù)應(yīng)力鋼絞線張拉用的千斤頂讀數(shù)不準(zhǔn)確導(dǎo)致張拉力錯誤等;工期要求不合理，導(dǎo)致盲目趕工而忽視工程質(zhì)量;混凝土外摻加劑的研究不夠深入，多數(shù)缺乏長期的實(shí)際數(shù)據(jù)，對于目前規(guī)范中100年的橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，究竟外摻劑對混凝土耐久性有什么影響還難以定性。這些原因?qū)蛄旱陌踩砸约澳途眯援a(chǎn)生巨大的影響。
1．3設(shè)計(jì)理論不夠完善
由于當(dāng)前對于橋梁設(shè)計(jì)的耐久性還沒有明確、具體、細(xì)致的規(guī)定，也沒有系統(tǒng)、合理的監(jiān)督管理規(guī)范。專門的耐久性設(shè)計(jì)理論研究還處于摸索研究階段，尚無明確、具體、細(xì)致的理論體系，也就是在橋梁安全性、耐久性設(shè)計(jì)方面的理論還比較缺乏，導(dǎo)致對橋梁耐久性的關(guān)注度還不夠，使得橋梁的安全性差、使用壽命短。
2路橋安全性與耐用性差的主要原因分析
2．1公路橋梁設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)低，隱藏安全隱患
由于我國改革開放以前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，對于事物的認(rèn)知和要求與現(xiàn)在相比也相差很多，在上世紀(jì)80年代前后實(shí)施的橋梁由于受當(dāng)時的社會環(huán)境和實(shí)際荷載標(biāo)準(zhǔn)的影響，在本著節(jié)省資源和實(shí)用的目的中，一味追求經(jīng)濟(jì)、節(jié)省，造成了橋梁的整體剛度很低，設(shè)計(jì)荷載富裕度也很小。但是隨著我國改革開放以來，經(jīng)濟(jì)等各方面的突飛猛進(jìn)，過去的橋梁承壓能力已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的交通運(yùn)輸需要，如果不加以重修或加固，長期以往則是安全隱患，會對人類的生命、財(cái)產(chǎn)安全造成無法想象的威脅。
2．2施工和管理水平較低
據(jù)筆者調(diào)查，我國目前大多數(shù)公路橋梁突壞和倒塌都是由于不合理施工和施工管理力度不到位的原因造成的。而這其中也包含有新建橋梁突壞和倒塌情況的發(fā)生，這是由于在施工過程中施工質(zhì)量沒有遵守設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，不排除偷工減料、以次充好等施工道德問題和管理問題的存在，這些都是造成致命性安全后果的重要原因。
2．3橋梁的設(shè)計(jì)不合理
“無以規(guī)矩不成方圓”，在施工過程中如果沒有一個完善的設(shè)計(jì)圖紙，再好的施工技術(shù)也無濟(jì)于事。因此，在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)師要顧及到公路橋梁設(shè)計(jì)要素的方方面面，不能只考慮到外觀強(qiáng)度、美觀的計(jì)算，卻忽視了結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)以及從設(shè)計(jì)、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為因素等方面綜合計(jì)算橋梁的安全性和耐久性。例如有的結(jié)構(gòu)整體性和剛度不足;而有的橋梁計(jì)算圖式和受力路線不明確，造成局部受力太大、應(yīng)力集中;有的混凝土強(qiáng)度等級太低等都會嚴(yán)重影響橋梁的安全性和耐久性。
3提高公路橋梁安全設(shè)計(jì)施工的措施
3．1對舊橋梁的使用檢查及評價(jià)
在橋梁有效使用期內(nèi)，對舊橋的原設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)、橋面及橋下凈空、孔徑、基礎(chǔ)埋置深度進(jìn)行調(diào)查，對結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行調(diào)查并分析是否滿足車輛荷載的運(yùn)營功能。如橋面平整度、伸縮縫、泄排水設(shè)施、支座、鉸縫能否保持正常使用，以及對橋梁整體正常使用功能的影響程度，這其中尤其是板梁鉸縫與支座最為關(guān)鍵，板梁的計(jì)算模式為多塊梁板通過橫向分擔(dān)共同承受荷載，若鉸縫連接有問題則從結(jié)構(gòu)上改變了梁板受力狀態(tài)，失去了橫向分擔(dān)而超出了設(shè)計(jì)承載能力;支座的變位、老化或脫空更容易導(dǎo)致橋梁整體受力不均造成嚴(yán)重事故。在對舊橋作出以上評定分析的基礎(chǔ)上，從技術(shù)方案和經(jīng)濟(jì)論證出發(fā)，對舊橋在運(yùn)營期間內(nèi)的使用價(jià)值作出評價(jià)分析，若加固和改造后的利用價(jià)值大于新建橋梁的總價(jià)值效益時，則認(rèn)為該舊橋加固和改造利用是完全必要和可行的，通過評估報(bào)告申請列入舊橋加固改造的工程計(jì)劃，并作出設(shè)計(jì)文件。
3．2加強(qiáng)對生產(chǎn)人員安全管理
相關(guān)管理部門應(yīng)該加強(qiáng)對設(shè)計(jì)單位的資質(zhì)管理，嚴(yán)禁設(shè)計(jì)單位掛靠、分包;加強(qiáng)對設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)要求，應(yīng)該強(qiáng)制設(shè)置每年的設(shè)計(jì)人員培訓(xùn)學(xué)時制度，加大新規(guī)范、新法規(guī)的宣貫力度。設(shè)計(jì)單位自身也應(yīng)該加強(qiáng)對設(shè)計(jì)人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，尤其應(yīng)該讓設(shè)計(jì)人員深入施工一線，充分將設(shè)計(jì)與施工結(jié)合，在施工中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題;強(qiáng)化設(shè)計(jì)單位內(nèi)部質(zhì)量管理，對一些關(guān)鍵部位與節(jié)點(diǎn)應(yīng)有通病防止手冊，讓一些容易發(fā)生問題的關(guān)鍵部位引起設(shè)計(jì)人員的重視。
相關(guān)管理部門應(yīng)該加強(qiáng)對施工、監(jiān)理單位的資質(zhì)管理，嚴(yán)禁掛靠、違規(guī)分包;通過培訓(xùn)，減少不規(guī)范操作，對施工人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，可以提高人員的工作熟練度，提高對機(jī)械的掌握運(yùn)用程度，增加施工人員的信心，這樣就能大大減少安全隱患。
3．3規(guī)范業(yè)主行為，積極推廣“代建制”
2004年7月，國務(wù)院《關(guān)于投資體制改革的決定》(以下簡稱《決定》)，對各地試行的“代建制”予以肯定，并明確指出今后政府投資項(xiàng)目將實(shí)施“代建制”模式，特別是非經(jīng)營性財(cái)政投資項(xiàng)目。代建制，是基礎(chǔ)設(shè)施投融資體制改革和政府職能轉(zhuǎn)變過程中出現(xiàn)的建設(shè)體制創(chuàng)新，它可以改變以往集“投、建、管、監(jiān)”四位于一身的管理模式所存在的弊端。有利于政府監(jiān)督、領(lǐng)導(dǎo)和管理藝術(shù)、水平的提高;可以利用代建單位的專業(yè)優(yōu)勢，提高工程整體的建設(shè)管理水平;有利于各自責(zé)任的落實(shí);有利于業(yè)主抓住建設(shè)環(huán)節(jié)的大事;有利于建立完善的工程建設(shè)管理競爭機(jī)制;使決策權(quán)和管理權(quán)相分離，又互相制衡，增加了腐敗的成本和風(fēng)險(xiǎn)，在一定程度上遏制了腐敗的發(fā)生。
3.4應(yīng)該更加重視結(jié)構(gòu)的耐久性問題
橋梁在建造和使用過程中，一定會受到環(huán)境、有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，并要承受車輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用。同時橋梁所采用材科的自身性能也會不斷退化。從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。在大跨橋梁領(lǐng)域，國內(nèi)從20世紀(jì)80年代以來，修建了大量的斜拉橋；雖然迄今為止出現(xiàn)倒塌或嚴(yán)重?fù)p害的例子很少，但已經(jīng)有多座橋梁因?yàn)槔鞯哪途眯詥栴}而不得不提前換索，既影響了使用又增大了經(jīng)濟(jì)損失。需要指出的是，很多這類問題與沒有進(jìn)行合理的耐久性設(shè)計(jì)有關(guān)。這也促使人們重新認(rèn)識橋梁的耐久性問題。大量的病害實(shí)例也證明，除了拖工和材料方面的原因，影響結(jié)構(gòu)耐久性的決定性因素是來自構(gòu)造上(也即設(shè)計(jì)上)的缺陷。
3.5重視對疲勞損傷的研究
橋粱結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動荷載，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會引起結(jié)構(gòu)的振動，還會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的，實(shí)際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下。這些微小缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷。并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋得不到有效控制．極有可能會引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到，但其帶來的后果是災(zāi)難性的。對疲勞損傷的研究不僅僅指對整個結(jié)構(gòu)而言，事實(shí)上橋梁結(jié)構(gòu)棠常由于菜些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)的失效。
3.6充分重視橋梁的超載問題
汽車超載主要有三種情況：早期修建的老橋超齡負(fù)載運(yùn)營；嬌粱通行的車流量超過原設(shè)計(jì)；車輛違規(guī)超載。橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題。超載會使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，甚至?xí)霈F(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使得橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害橋梁的安全性和耐久性。
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