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对城市桥梁设计细节的几点建议
2010-09-14 
随着我国经济发展,城市基础设施不断完善,贯穿其间的道路与桥梁也面临着大规模的改造与重建。在对新建桥梁运营后的管理中,我们发现许多与最初设计初衷相矛盾的弊端。在国际桥梁研讨会中,给予桥梁投入运营后在维修养护中所遇见的问题相当高的重视,将其视为重大课题,作为设计的一个借鉴以避免重复出现使用缺陷。在我们发展中国家,提倡以节约为本,自主创新,用发展的眼光看待问题,就更有必要予以重视。在这里,作为一名城市桥梁管理人员提出几点建议。

  1.桥型设计时应综合考虑后期养护维修与检测的费用问题

  查阅本单位近几年桥梁维修投入资金统计材料,耗费最大的便是新型、特殊桥梁。所谓的“新型”、“特殊”是近些年在国内新兴的悬索桥、钢架桥、斜拉桥等材料特殊或受力形式不同常规的桥梁。这些桥梁由于其主材性质特殊,国内建材技术上的限制,存在着一定的不稳定因素,加之其受力形式复杂,须进行多项特殊的专项检测评估以断定其工作状态的安全性,相对而言产生的保养工作极为繁琐,即使它们在最初的建设中的成本经过多方比较是相对合理节约的,但真正在运营中所投入的维护与检测费用却相当惊人。

  下面是一组对比数据(见表1):

  表1 桂林丽泽桥、观漪桥维修情况对比表

表1 桂林丽泽桥、观漪桥维修情况对比表
 
不难看出后者在实用性、维修费用、结构安全性上都占绝对优势。而丽泽桥属自锚式悬索钢桁架梁桥,根据规范要求,隔3—5年进行一次防腐蚀涂装维护,10一15年需将原有油漆涂层全部喷砂除去重新防腐蚀涂装一遍;每隔2年对索夹螺栓进行复拧;并应使用专用检测设备仪器与车辆对其进行多项定期的专项检测,如测量高强度拉杆轴力变化、吊索索力变化、加筋梁与主缆坚曲线的变化等;根据实际使用情况对易腐蚀的部件进行更换。也就是说该桥仅使用5年所发生的维修费用就高达170万元仅仅是个相当保守的数字,在未来几年必须陆续投入更大资金进行维修与检测才能保障其运行安全。

  再如柳州1994年建成的壶西斜拉大桥在使用12年后拉索出现锈蚀,全部更换这些拉索预算约1000万元。按规范斜拉桥的主要受力构件主缆在使用10-20年后要进行更换。那么,一座设计年限为100年的斜拉桥在使用20年就要投入相当于一座新桥的费用来维护这座旧桥。据国外权威机构统计,此类桥梁的维修费在其使用年限内往往超出其最初造价的2倍以上。如当初筹建资金以过桥费的形式回收,那么在最初投资回笼后仍将以无限期的收取形式才能保障其正常维修,那将给民众带来沉重的经济负担。

  桥型与主材的选择是相当慎重的,在新型桥梁层出穷,略带浮躁风气的时候,我们的设计师更要保持职业的冷静,切不可仅为美观或刻意追求标志建筑的效应而盲目跟风。在地质环境客观允许的情况下,本着宏扬本土文化理念,多设计些原有技术相当成熟,桥体牢固且维修费用相对少的桥型。

  2.用发展的眼光设计桥梁

  2.1 通航高度上的预见性

  城市水系在向旅游观光的领域扩展,市区的桥梁也成为城市旅游的一大亮点。游船高频率使用,其档次不断提升也对桥梁通航高度提出更多要求。在我们的日常巡视中就常发现许多桥梁因通航高度满足不了实际需求,桥拱顶部常出现碰撞与摩擦的划痕,这对游客而言无疑是个安全隐患。同样的问题也出现在桥下通道,在交通繁忙城市它已经成为疏导分流交通的要道,如因高度受限将使其使用功能大打折扣不能不说是个极大的遗憾。

  2.2 预留足够的管道空间

  新设计的桥梁都会设置专用管道,但由于人口增长、城市改造等原因,许多管线都有可能要进行扩容,如原有预埋的管道满足不了要求,则只能裸露在桥体外,不仅有碍观瞻,且存在安全隐患,更有甚者会造成再次开挖。而新桥建成不久就因埋设管线而再次开挖的工程并不新奇。在已建成的桥体上做如此大的手术,既影响交通又重复投资实属浪费,又给公用事业管理部门造成负面影响。

  2.3 桥梁标准的超前设计

  许多桥梁设计时会参照所经道路的宽度,但扩路容易扩桥难,往往桥梁成为阻碍交通的“瓶颈”。将设计标准提高,或为今后扩建预先打下基础也是设计时应考虑的。国外就常采用在主梁或梁侧预留空间或增设墩台数量以满足日后扩宽工程的要求,这种做法值得借鉴。

  3.桥上排水设计不可忽略绿化带的影响

  为桥梁的整体美观,桥面上的绿化隔离带通常是桥上不可缺少的装饰工程。但也往往因为这一构筑物加重桥体渗水的现象。在巡查时我们发现,设有绿化带的桥梁上部构造的施工缝位置渗水犹为严重。因为在对绿化带进行灌溉时,无疑是加重了桥面的阻水,如遇上雨季,则更为明显。在查阅设计图纸时,有些桥梁根本没有针对绿化带的排水设计,所以也请设计师在设置绿化带的部位进行局部专项防水设计。

  4.桥梁的装饰应兼顾安全性和易损度

  4.1 装饰材料的选择

  现行的桥梁装饰常采用石材板,以求达到整体古朴庄重的效果,但在使用时却是弊端百出。首先是安全性差,据相关资料2006年末上海、北京、重庆、大连等地方政府已相继明确规定高层建筑禁止使用类外墙瓷质贴面砖材料,提倡涂料饰面。这是因为屡次发生外墙砖块坠落的安全事故。同样在桥体的垂直面用此类材料也存在安全隐患。我们在巡查时发现新桥刚建成就出现因装饰板挤压空鼓预行坠落的险情。其次是破损率高,由于石材与水泥或粘合材料特性不同,温差变化时两者的收缩度也出现较大差异,二者之间就会出现空鼓,受压后极易破裂。石质板材装饰的桥面常因此裂痕影响观瞻。建议尽可能不用石材装饰,喷真石漆效果就不错。同样存在弊端的装饰材料还有木材,这通常用在景观人行桥中。但木材不耐久,即使经过处理,长期裸露于大气中,经日晒雨淋损坏极快;且木材本身具较强吸水性,易滋生虫害腐烂发霉。如用做栏杆,则极易变形松动。用以铺装桥面则极易破损且遇水打滑,不利于行走。在我们的管养记录中,木质装饰的桥面维修间隔时间最短,相当频繁。如果使用钢筋混凝土装饰,再涂刷仿木漆效果也挺好。关键是能消除这些安全隐患,延长使用寿命。

  4.2 装饰壁画的巧妙安置

  桥梁的底部装饰常采用通体的拱顶壁画,却因桥体渗水而呈现出多道竖向或横向的“伤痕’,水泥浆保护层脱落碎边,漆画也因受浸渍而变色、变形,变得不堪入目。如当初设计时就将其顺势划分做成有章节的连环图画,至少还能保留其局部完整的效果。再有就是桥下通道的竖面壁画,这种类似艺术画廊的效果确实不错,但许多壁画的位置刚好设在沉降缝或伸缩缝等桥体渗水的地方,时间一久就因水流冲刷出现腐蚀。即使是石质雕刻的壁画也会发生化学反应,生出厚厚的石灰钙。这些应该是可以避免的,设计时将其错位一些,或在墩顶加大坡度,或设计成内置形壁画,周边留槽让水流沿槽流下而不腐蚀其表面岂不美哉。

  4.3 桥上照明装饰灯的选择型式

  在巡查中,桥上附属设施损坏率最高的就是照明装饰灯。由于桥上道路相对狭窄,灯箱与灯柱是相对突显的设施,一旦遭到破坏,裸露的电线便形成安全隐患。相对安全的是地灯,不易被盗且不占空间。桥栏杆具有较为有利的位置优势,无论是铸铁或是混凝土材料,均可利用来安置灯具,以减少对行人的影响。灯具设计同时还要考虑桥梁的特殊地势环境是前后开阔,风力较大,故应当选择相对轻型、高度适宜,灯柱材质耐久安装牢固的灯具。因为在恶劣的天气里,它们就是最大的危险物。如灯柱自身承重过大,易造成柱身倾斜甚至出现裂纹。

  
 
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