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桥梁设计的经济性

日期: 2016-12-09
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摘要:通过分析桥梁结构设计安全性与经济性的关系,并研究,我国桥梁设计的经济性的方法,可以为桥梁工程节约成本,提高桥梁工程的经济性以及企业的市场竞争力。

关键词:桥梁设计;经济性;关系;方法

前言

伴随着桥梁建设领域的科技进步,多样性的桥梁设计以及建设工程也纷至沓来。不可否认的是,在桥梁的整个建设过程中,其衔接处的设计和建设有着多种专业性技术要求,同时也构成了一项极其复杂的环节。可以说,当桥梁设计未得到正确处理时,不仅会带来优质的建设工程,同时也能为工程的美观性加分;而一旦处理不当,则将在很大程度上影响桥梁功能的发挥,并将威胁使用该桥梁的车辆和行人安全,不利于桥梁设计的经济性。

一、桥梁结构设计安全性与经济性的关系

桥梁结构的设计目标是要保证桥梁主体可满足使用要求并符合安全性需求。随着经济的发展,桥梁的经济性也在桥梁中占据了主要地位。因此,平衡二者进行设计是在市场经济发展中对桥梁结构设计的必然要求。

实践可知,没有经济性约束的设计会造成设计结果与投资限制的差距增加。如混凝土结构在设计中为了确保结构安全可靠按照规范进行设计和计算,从设计和施工中发现,提高结构安全性会增加投入成本,即安全性与经济性是相互矛盾的两个主体。现行的混凝土结构设计规范中,主要是通过提高材料质量增加安全性能,而非依靠材料数量的增加来提高安全性能。在这种要求下,综合经济性要求,设计者应对材料的性价比进行考虑。

衡量经济性的重要指标是桥梁的强度与成本的比较。在这种要求下,经济性与安全性成为了平衡结构的重要依据,在实际的操作中应当进行协调。如在混凝土结构设计中,衡量钢筋的经济性指标,利用具体的价格与强度比来体现混凝土结构经济性和安全性。在设计中可采用高强度、低密度的配筋或采用低强度、高密度的配筋形式,以此调整经济性与安全性之间的关系,综合考虑结构本身的形式从而选择较为协调的混凝土结构设计模式,以此获得较好的性价比。

二、我国桥梁设计的经济性的方法

1、要对设计文件上的内容做详细的说明

通常情况下,任何一个施工单位的施工人员的素质都是不同的,正是工程施工人员的素质不同,受过的教育不同,工程项目的设计者才更需要对设计图纸做详细的说明,尤其是一些很重要的施工环节。桥梁工程设计单位的设计工作者要对工程施工图纸的细节做详细的说明,特别是一些重要的施工环节,而且设计工作者还应该积极吸取被人的经验教训,小心谨慎地设计工程施工方案和工程施工图纸,有效避免施工事故的发生。

2、处理好相关部门的关系

任何一项工程的完成都是要涉及到多个多个部门的,因此处理好其他相关部门的关系不仅有利于工程按期或提前完成,也是有利于节省成本的,使返工发生率降低,那么工程不仅是可以按期完成,还会大大的降低生产的成本,减少国家的经济损失。

设计者在设计的过程中考虑到了桥梁的安全性与经济性之后,还应当结合实用性与美观性,将四者进行并存的桥梁相信是会受到大家的欢迎与好评的。设计的最根本的目的是使用,如果桥梁没有任何的实用性,那么设计出来的桥梁是没有任何的意义的,只有在实用的基础上,才能继续的考虑安全性、经济性与美观性。美观的效果带来的影响也是巨大的,人们对于美的东西都是难以抗拒的,因此美观的桥梁不仅能愉悦人们的心情也是有利于城市的市容的。

3、让桥梁与环境相辅相成

桥梁不是孤立于环境,其景观总是与地景、城市景观相伴生,有时其复合景观意义更大。20世纪末是我国环境意识觉醒的时代。土地荒漠化、黄河断流、水源污染、长江洪水及城市建设对历史文化环境的破坏等一系列问题,使我们认识到人类在自我价值实现的同时还应与环境和谐。桥梁景观设计是我国经济持续高速发展条件下,对桥梁环境品质提出的更高要求,究其实质则是物质文明的高度发展所引发的精神追求。因此各级政府均将桥梁景观的建设作为一种反映城市特色,体现地域文化,展示时代风貌的精神文明建设活动加以倡导与推崇,这为桥梁景观设计提供了广阔空间,同时也对桥梁设计提出了新的要求。

4、设计中应当控制多参数设计的安全积累问题

如钢筋混凝土结构设计会涉及到较多成本和安全因素,像材料、面积、截面形状、钢筋数量等,这些参数的设计都将影响结构的安全性和经济性。对于同一个载荷不同的参数选择将直接导致设计结果的不一致。因此,在设计中应当进行多种设计万案的评估和选择,即通过参数的变化和选择进行综合衡量,尽量用主要参数控制经济性和安全性的协调。结构构件初步设计主要受极限状态控制,载荷效应不利于组合的设计值不大于结构抗力效应的设计值。

5、鼓励设计的改进

在结构设计中应当鼓励设计人员采用灵活的设计思路和方法,不要一味的利用标准图进行设计。采用标准图虽然可以降低设计工作量、加快结构设计进度,也可相对减少设计失误率,但此种设计万式往往不利于降低工程结构造价,因为标准图设计是按照相应的安全规范标准进行标准图形选择,而高标准意味着高成本。因此在设计中应当发挥设计人员的能力,在设计中利用合理的结构方式既能保证安全又能降低成本。

6、桥梁设计应考虑维护的可行性

从桥梁的关键指标加固性和耐久性来看,桥梁设计离不开施工的质量管理,尤其应重视桥梁的维修养护工作,因为路桥面的铺装层是车辆的直接碾压和受力部位,长期的碾压下极易引起路桥面出现损坏。对于桥梁的维护工作,可采取相应的措施,比如严格控制过往车辆的载重,坚决制止超载现象。另外,应以桥梁结构予以重点维护,进行定期的维护和保养,并进行有效的监督,对于已经出现的裂缝应及时采取措施。比如,对已建好的伸缩缝,应进行严格管理和保养,并加强日常的养护工作,实施定期的检查,若在伸缩缝中发现有杂物应及时予以清理。良好的桥梁维护保养工作,不但可以延长桥梁的使用寿命,而且保证了桥梁质量一直良好,同时大大降低了桥梁建设和养护成本。

7、选择经济合理的桥梁设计方案

一个好的桥梁设计方案,不仅能节约造价,缩短工期,而且在整个设计周期中起着一个很好的开头作用。如城市多层立交桥设计中,高程控制桥跨采用预弯组合梁,虽然中小跨径的预弯组合梁桥单孔上部结构造价比常规钢筋混凝土、预应力混凝土结构造价高,但预弯组合梁可以降低上层路线设计高程,使路基平均高度降低,桥长缩短,从而带来明显的经济效益。立交桥的层数越多,总桥长越短,经济效益越明显。在桥梁的建设材料方面,单纯的钢筋混凝土和钢材已经不能满足设计师的要求,他们把眼光瞄向了复合材料。复合材料有以下优点:比强高。耐疲劳性好。减震性好---受力结构的自振频率除与结构本身形状有关外,还与结构材料比模量的平方根成正比。复合材料的比模量高,故具有较高的自振频率。同时,复合材料界面具有吸震能力。材料的可设计性和加工性---纤维增强复合材料有一个突出的特点是各向异性,与之相关的是性能的可设计性。因为它的力学、物理性能除了由纤维、树脂的各类及体积含量而定外,还与纤维的排列方向、铺层次序和层数有关。因此,它是可设计的,可以达到经济合理、安全可靠。

结束语

桥梁设计是为了更好的促进经济的发展和满足人们的出行需求,因此,在进行桥梁设计的时候要保证其使用寿命的同时也要考虑其经济性,选择合理的桥梁设计方案,既满足桥梁结构的服务水平,又节省造价,提高经济效益和社会效益。

参考文献

[1]黄家城.公路桥梁建设设计与质量监督.[M].人民出版社.2011.

[2]贺玉娥.论连续钢构桥梁设计[J].交通标准化.2013(01):76-78

[3]沈达峰.桥梁寿命周期成本分析初探.[J].苏州城建环保学院学报.2010.

 

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