道路桥梁设计中的安全性与耐久性设计吴进

道路桥梁设计中的安全性与耐久性设计吴进

吴进

东南大学建筑设计研究院有限公司江苏省南京市210096

摘要：随着道路桥梁工程的不断增加，给相关的工作人员带来了很大挑战，同时在其建设过程也暴露了一定的问题。因此相关的工作人员必须对道路桥梁工程在安全性与耐久性方面存在的设计欠缺进行及时地解决，确保道路桥梁不会出现质量问题。鉴于此，本文主要分析道路桥梁设计中的安全性与耐久性设计。

关键词：道路桥梁设计；安全性；耐久性

1、加强道路桥梁中的安全性与耐久性设计的必要性

道路桥梁的安全性主要体现在其极限承载能力方面，而其结构的安全性则主要和结构的安全等级、结构重要性系数以及结构荷载组合等等都有关，而且相关的验算也主要从其结构的弯矩、应力、扭矩等多方面进行考虑。道路桥梁的耐久性则主要体现在桥梁正常使用的极限状态。相比于桥梁结构的安全性，桥梁的耐久性设计则更复杂，结构材料等级、优劣、组成有关，如最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量、最大碱含量等，验算时结构的裂缝、挠度等等都会对其造成影响。目前阶段，我国道路工程建设的数量和规模不断增加，在社会经济的快速发展中，公路工程的建设和使用也在不断发生安全事故。例如，一些道路工程在使用阶段，桥梁倒塌事故和道路倒塌事故的发生，这些事故的发生不仅会给人们的生命安全带来很大威胁，而且还会对各种区域经济一体化的发展产生影响。中国各地区都有非常不利的影响。根据大量调查，现阶段道路桥梁工程中发生安全事故主要有两个原因：①部分设计单位方案存在一些缺陷，严重影响道路安全性和耐久性。和桥梁设计：②施工企业能力不足，施工人员素质低，导致实际施工中埋藏不同程度的安全隐患，对桥梁质量造成严重影响。在此基础上，相关管理部门不断加强道路和桥梁工程设计，不断完善项目，以确保桥梁不会有质量问题。

2、当前道路桥梁设计中安全性及耐久性的缺陷

第一，桥梁设计问题。公路桥梁的设计要依据不同的场地条件和自然因素选择合适的桥型，结构设计过程的第一要务就是选择合适的结构形式，然后进行结构受力分析和构造措施设计。现阶段我国公路桥梁设计过程中存在一种很明显的倾向就是重视强度刚度设计，而对桥梁的耐久性考虑不周，或盲目最求新颖采用受力不明确的结构形式，导致安全性得不到保障。有的结构整体受力图式或传力路径不合理，甚至畸形；有的结构选用的混凝土强度等级过低；有的结构保护层厚度不足、钢筋直径过小、截面尺寸过小，这些都严重影响构件的安全性和耐久性。同时，一些设计人员对于施工和养护管理不是很了解，设计中未考虑施工困难程度及养护管理的实施方便性，造成施工过程中桥梁质量不能有效的得到保障，养护管理部门不能进行检测维修。

第二，桥梁施工问题。近年来国内发生的桥梁事故大部分与施工方面有关。一方面，行业之间存在恶性竞争，为了中标项目一些施工单位故意以低价中标，然后再分包或转包出去，承包商为了获得最大利润，在施工过程中采用偷工减料，以次充好等不法手段。另一方面，现阶段施工人员大部分为没有经过专业培训的农民工，对桥梁相关问题不熟悉，加上技术人员不能时刻监管到位，使得施工质量得不到保障。一些施工技术人员专业水平有限，对一些施工工艺流程不甚了解，盲目施工。这些问题在一定程度上直接对桥梁的安全性和耐久性造成影响，甚至直接导致桥梁的垮塌。

3、提高道路桥梁设计中安全性及耐久性的策略

3.1、完善桥梁设计规范

桥梁建设设计中有着严格的规范依照，在具体的设计中必须切实依照相关的标准进行规范性设计。桥梁设计工作是将所有的设计程序与工作合理划分的细致性规划，也是桥梁设计工作遵守的必要规范。桥梁设计规范不仅包括具体的设计性数据规范要求，还包括工作责任的划分与界定。

3.2、重视对道路桥梁疲劳损伤设计的研究

公路桥梁上的车辆负荷及风荷载量对于桥梁的内部构造存在着一定的影响，使得公路桥梁内部产生对循环变化的应力。应力的产生对于公路桥梁的各个部分的结构易造成震动现象，因此公路桥梁最终会出现结构的累计疲劳度所发生的疲劳损伤现象。同时，如果由累计疲劳所发生的疲劳损伤现象无法得到妥善的缓解，损伤程度便将伴随着时间的推移使桥梁出现一道宏观性裂缝，裂缝会使公路桥梁在一定时间内出现不断续的坍塌。因此，公路桥梁疲劳损伤的设计研究是施工及设计单位的重中之重。一旦桥梁出现疲劳损伤性的坍塌现象，要及时采取相应的解决措施。

3.3、提高对公路桥梁超载问题的重视程度

由于我国的社会经济水平不断提高，现在我国汽车的保有量也在逐步提高，导致如今城市的车流量过多，桥梁过度疲劳已经大大超出了本身桥梁的负载量。有许多超负荷承载的货物车辆运输超载，为了最大程度取得经济利益，公路桥梁进行超负载运营，同行车辆超出桥梁初设时的承载范围，使得公路桥梁在超大负载工作量的情况下承受巨大压力。如当下问题未能得到有关部门的妥善应对解决，就会使公路桥梁的内部结构出现坍塌问题，最终导致桥梁的超负载报废。在以上这些因素当中，相关部门不仅要对超负载的后果进行一个更加细致的研究及探讨、分析，并且要提出能够改善这种情况的措施，同时也还将要对大型的超负载车辆进行严格把控。

3.4、加强桥梁设计安全性、耐久性分析

（1）合理选择材料

钢筋混凝土是建造桥梁的基础材料，其质量直接关系到桥梁的适用性、安全性、耐久性，必须要加强混凝土材料的质量管理。水泥用量、水和灰的比例及强度等级也会影响到桥梁的耐久性，加强混凝土的质量管理需要做到以下几点：第一，为避免钢筋混凝土发生锈蚀，造成老化损坏，需要加强混凝土保护层的施工管理；第二，考虑钢筋混凝土性能，保证其不出现裂缝，防止钢筋被暴露空气中产生锈蚀。第三，监督施工现场混凝土配比，保证按照施工要求进行。

（2）加强耐久性关键技术分析

进行桥梁耐久性关键技术分析，应该从以下几个角度进行考虑：第一，选择准确的桥梁耐久性参数和具体施工方法；第二，经耐久性处理过后的桥梁结构问题；第三，对桥梁结构的整体性分析；第四，控制桥梁混凝土结构质量。进行关键性技术分析，应该以提高桥梁耐久性为前提，做好相关分析数据保存工作，为以后的桥梁建设提供参考依据。

（3）掌握桥梁疲劳损伤规律

桥梁在使用期间，会受到人为因素、环境因素的影响，承受的载荷是不断变化的，这些因素会加快桥梁的疲劳损伤，给桥梁的使用寿命造成影响。因此应该对桥梁的结构设计进行科学分析，通过采用新型结构设计方法、新材料来进一步延长桥梁的使用寿命，提高桥梁的安全性、耐久性。

总之，在我国城市化建设发展中市政道路桥梁是非常关键的部分，但是市政道路桥梁在设计的过程中对于安全性以及耐久性方面还存在很多问题，从而不能够有效地确保整体的施工资料，因此需要重点加强对其的研究，从而保障整体的质量。

参考文献：

[1]官木根.路桥施工设计安全性及耐久性分析[J].交通世界，2017（28）：32-33.

[2]付强.路桥设计的安全性和耐久性研究[J].黑龙江科技信息，2017（09）：223.

[3]言禁.路桥设计中的安全性和耐久性研究[J].低碳世界，2016（24）：194-195.