黄土地区农村桥梁荷载设计探析
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摘 要
结合黄土地区桥梁设计中荷载设计原则，对桥梁荷载设计存在的问题进行了总结，包括材料选择不当、施工设备与技术准备工作不充分、工作人员素质及能力参差不齐等，提出了桥梁荷载问题解决措施，需要加强设备与材料的管理、提高桥梁整体设计效果、加强从业人员素质、提升桥梁桥墩延展性等，从而更好地确保黄土地区农村桥梁荷载设计的质量，促进黄土地区农村桥梁设计的可持续性发展。
关键词
黄土地区;农村桥梁;荷载设计
中图分类号： U416.216 文献标识码： A
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.19.074
黃土地区农村桥梁具有数量大、分布广、桥梁设计标准存在差异等特点，部分桥梁建成年代早，原始设计资料缺乏、桥梁设计荷载等级较低、早期技术力量缺乏、设计及施工管理粗放等，使黄土地区农村桥梁病害逐年增多。经调研发现在黄土地区，不少老桥面上部结构、下部结构均出现了一定数量的病害，对桥梁耐久性及行车安全均造成影响，若不及时进行处理，病害发展将会加速，危及行车安全。黄土地区桥梁维修设计在维持主体结构不变的情况下进行病害处置，增强桥梁结构的耐久性和适用性，旨在用较小的成本，达到较好的收益。黄土地区桥梁对于我国经济建设及人们的日常生活具有非常重要的意义，因此在黄土地区桥梁设计过程中，需保证桥梁的安全性及耐久性。
1 黄土地区桥梁设计中荷载设计原则
黄土地区桥梁应根据安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则进行设计，桥梁荷载将直接影响桥梁的安全性及耐久性，荷载是桥梁在运营过程中其所承受到的作用力，在桥梁使用过程中一般会出现或多或少的质量问题，比如裂缝以及桥梁沉降等问题，在很大程度上都是因为荷载出现了问题。黄土地区桥梁荷载超重会导致一系列安全问题的出现，对桥梁上下部结构以及附属设施均会产生破坏，因此在实际桥梁设计过程中，针对黄土地区桥梁荷载设计中出现的问题，需要进行针对性的研究和分析。在实际桥梁设计过程中，荷载设计需要遵循如下几个原则：
（1）黄土地区桥梁设计工作需要将设计理论与实际施工相结合，考虑到后期整个施工过程中的荷载变化、结构体系转换以及施工过程中可能出现的问题，如塌陷滑坡等，在设计过程中需要根据相关施工经验进行整体桥梁设计，同时桥梁的整体结构体系在设计过程中也需要根据施工技术、施工设备和施工材料来进行设计，确保其可行性、安全性。
（2）在实际施工过程中，桥梁设计人员需要严格按照我国相关部门所推行的桥梁质量和安全相关规范进行设计工作，对于不同等级的桥梁设计，应严格按照相关技术指标来进行桥梁荷载设计工作，这样才能够确保桥梁后期运营使用后，所呈现出的结构强度以及结构稳定性更加科学合理。
（3）黄土地区桥梁设计过程中，外业调查要详细具体，要准确调查清楚现有交通量及大型车辆所占比重，预测未来在桥梁使用年限内的交通量及车辆荷载，同时，对桥梁周围的地质情况要进行详细勘察，地勘资料要详细准确。
（4）黄土地区桥梁设计中需要保证经济性以及适用性，同时需要在此基础之上，根据实际施工现场情况，对黄土地区桥梁设计中的相关技术进行改进，使整体质量能够在原有基础之上得到提升。确保桥梁安全性、经济性，有效提高桥梁整体的稳定性以及使用寿命。
2 黄土地区农村桥梁荷载设计中存在的问题
2.1 材料选择不当
在进行黄土地区农村桥梁设计时，结构材料的选择对于桥梁荷载会产生重要影响，在桥梁施工中所选用结构材料质量没有达到相应的要求，会严重影响设计工作质量，最后使桥梁结构强度难以达到要求，最终导致桥梁的设计目标难以实现，桥梁整体性能下降。因此，在桥梁设计中，设计人员应当根据桥梁具体的建设要求来进行相应的计算，对材料质量来进行严格控制，确保结构材料能够在桥梁运营使用过程中满足相应的荷载设计要求。
2.2 施工设备与技术准备工作不充分
在对桥梁进行荷载设计过程中，没有考虑全面，相关准备工作不足，导致桥梁荷载设计质量受到影响。因此，需考虑到具体的桥梁施工方案，需将施工设备与施工技术纳入其中，才能够更好地优化设计方案。但是部分桥梁设计人员在针对桥梁荷载设计时，并没有将其纳入其中，严重忽视了实际的施工技术与施工设备能否完成相应的设计方案，最终导致黄土地区桥梁设计方案难以得到有效执行，相应的桥梁结构的性能不能够得到最完美的发挥。
2.3 工作人员素质及能力参差不齐
在现有的黄土地区桥梁设计工作中，从业人员的设计能力存在不足之处。部分设计人员在进行实际设计工作时，大多数都是照搬其他桥梁设计成果，甚至是完全套用其他设计成果，并没有结合自己桥梁设计的经验，且没有根据实际情况进行工作，严重影响桥梁稳定性。没有考虑不同环境、地震带、地质条件、施工设备和施工技术等因素，忽视了设计原则，导致桥梁质量问题频发。此外，桥梁荷载设计出现问题，有很大一部分原因也是因为少数设计人员因为其自身水平不高，在实际设计过程中，并没有足够的重视结构强度设计以及安全稳定设计，一些黄土地区桥梁设计人员在设计过程中将美观性作为主要设计目标，这样设计出的方案，其合理性以及可行性非常低，还会额外增加施工成本及施工难度。一些桥梁设计人员的相关设计经验严重不足，黄土地区桥梁设计人员在刚接触设计工作，或者接触时间较短时，经常纸上谈兵，没有与实际相结合，设计出的方案与实际施工完全不能够进行对接，施工经济效益受到严重影响。
3 黄土地区农村桥梁荷载设计问题的解决措施
3.1 加强设备与材料的管理
施工设计过程中相应技术设备的运用以及材料的选择所产生的影响非常巨大。在黄土地区农村桥梁设计过程中，桥梁结构自身材料的选择需要符合相关材料选用要求，有效提升桥梁的整体性能，加强桥梁的稳定性。此外，加强对不合格的施工材料以及技术设备要及时进行清除，确保桥梁荷载设计能够完全符合黄土地区桥梁设计及施工要求。 3.2 提高桥梁整体设计效果
在实际黄土地区农村桥梁荷载设计过程中，需要将施工设备选择以及施工技术及方法选择纳入其中，针对具体的施工要求以及桥梁等级选择相应的施工设备和施工技术方法。对于桥梁荷载设计过程中所出现的相关问题，可以通过提高整体性设计效果予以部分解决，因为在整体性设计过程中，通过综合考虑整个设计及施工过程来提高整体性设计效果能够保证各受力结构构件及非受力结构构件，在实际桥梁运营使用过程中形成统一的模式，相互之间产生联系，不会再出现其他灾害以及人为事故时出现脱落等状况。实现整体性设计需要保证各结构在实际设计过程中，其布置都要在相应的几何尺寸范围内以及质量要求下来完成，同时各结构构件自身的刚度、强度以及对应性规格都需要进行确保合理准确。
3.3 加强从业人员素质，实现科学合理设计
对于黄土地区农村桥梁荷载设计工作来讲，从业人员的素质与能力高低对于实际设计结果会产生非常严重的影响，因此为了确保黄土地区桥梁设计工作的质量，需要有针对性地对从业人员进行相关的培训，对于已经从事桥梁荷载设计的工作人员则需要进行考核以及审核，确保素质、能力以及技术达标。而对于初入工作岗位的从业人员则需要进行更加严格的培训，培训结束后需要对其技能水平进行考核，考核合格后方可进行相关设计工作。而桥梁荷载设计随着时代的不断发展也在不断进步，所以也需要定期开展相应的培训课程，运用新技术以及新理论思想进行讲解指导。除此之外，还需要提升黄土地区桥梁设计人员的安全意识，确保其在黄土地区桥梁设计过程中能够将安全因素作为首要考虑因素。
3.4 提升桥梁桥墩延展性
在黄土地区农村桥梁设计工作中，为了达到预期荷载，确保桥梁运行质量，发挥桥梁作用，首先需要确保桥墩设计的合理性。因此为了提升桥梁的承载能力，需要对桥墩来进行更多的设计分析。由于提升桥墩的延展性，对确保桥梁整体承载能力具有非常重要的意义。此外，延展性能够使桥墩在强震作用下拥有更高的稳定性，稳定性主要是通过桥墩自身的延性以及塑性铰所产生的，在面临地震以及其他震动灾害时，将传递到桥墩身的能量消耗掉，降低地震作用力对桥梁桥体的损害，提高桥梁的安全性。
4 结语
黄土地区农村桥梁荷载设计问题对桥梁的整体安全性影响极大，因此在设计过程中需要针对荷载设计问题进行深入的研究分析，从材料设备技术，人员以及设计方案等方面来着手，全面提升桥梁荷载设计工作质量。随着时代及科学技术的进步，针对桥梁荷载设计问题的解决会越来越完善。
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