公路设计中的安全性和耐久性探讨

公路设计中的安全性和耐久性探讨

王义阁

中石化胜利建设工程有限公司东非项目管理部，山东东营 257000

摘要：近年来，我国的公路工程建设的发展迅速，公路桥梁施工要达到理想的效果，科学合理的设计是灵魂，是基础，是保障，重点在公路桥梁的安全性和耐久性设计。在公路桥梁设计过程中，结构设计的合理性、材料及工艺设计的合理性以及对环境的认知程度，是影响公路桥梁设计安全性和耐久性设计的主要因素。设计者必须优化设计理念，提升结构设计科学性；完善规章制度，强化协同设计；做好材料质量控制，优化工艺设计，包括合理增加混凝土保护层，加强研究疲劳损伤问题，重视抗震抗裂性能，加强对公路桥梁超载研究；综合分析环境因素，确保设计的针对性。

关键词：公路设计；安全性；耐久性探讨

引言

国家大力推动基础设施建设背景下，公路桥梁工程建设力度进一步增加，无论是资金投入力度还是优惠政策的颁布，均为公路桥梁建设事业良性发展创造了有利环境。公路桥梁工程质量高低关乎人们交通出行安全以及经济发展，为了打造高质量的公路桥梁工程，应做好公路桥梁工程总体设计工作，编制合理设计方案。但由于公路桥梁设计属于系统工作范畴，其中需要考虑的因素多样，包括设计规范、设计人员、施工现场情况、技术和工艺等因素，任何一个因素考虑不全面，就会产生连锁反应，对工程整体质量带来不良影响。鉴于此，新时期加强公路桥梁设计的耐久性和安全性内容分析，便于积累经验，指导后续工程设计工作开展。

1公路桥梁安全性和耐久性设计概述

现代社会背景下，为了满足社会生产、经济发展的需求，公路桥梁工程规模不断扩大，对设计施工质量提出了更高的要求。公路桥梁的稳定性、耐久性作为反映其质量的关键指标，应当在设计之初就得到重点关注。在相关专业领域中，公路桥梁的安全性、耐久性设计，主要是基于公路桥梁工程的建造技术，以保证工程结构稳定、耐用为核心目标，结合拟建地现场环境特征，对其结构、造型及工艺进行科学设计的过程。具体来讲，公路桥梁的安全性设计及耐久性设计，除了要从结构力学、工程技术角度保证其稳定、可靠以外，还要从材料的耐用性、施工工艺的合理性入手，提升桥梁适应复杂环境的能力，以延长期使用寿命。具体来讲，公路桥梁是一个复杂的结构体，从整体到局部，都应当基于安全、可靠、耐用为的原则，进行力学分析、科学计算及场景模拟，以规避工程质量影响因素，提升桥梁承受环境因素影响的能力。

2当前公路工程勘察设计普遍存在的几个问题

2.1勘察深度不足，可靠度不高

工程勘察成果能否真实、准确地反映建设场地的地质情况、地理环境特征和岩土工程条件，直接关系到设计方案的成败。当前，许多公路项目的勘察还存在深度不足、可靠度不高的问题。究其原因，主要分为以下几点。

2.1.1对前期准备工作重视不足

主要表现在设备检查工作和勘察工作大纲编写流于表面甚至缺失，勘察技术人员未对设计草图进行确认和检查，钻探布设选点随意等。

2.1.2勘察过程把控不严，操作不规范

部分勘察单位为了缩短勘察工期，减少成本投入，并未严格按照勘察工作要求进行作业，技术人员、机具设备投入不足，质量和流程管理存在漏洞。部分技术人员专业素质不高、操作不规范，外业调查不深入。

2.1.3综合勘察手段运用较少

受限于勘察单位的技术力量和设备投入，当前许多公路地质勘察手段还是以传统的地质调绘、工程地质钻探、原位测试和室内实验为主，手段单一，在面对区域地质情况复杂、勘察范围较广的项目时，可靠度和效率不高。

2.2勘察与设计结合度不高

工程勘察是设计不可或缺的前端输入。在勘察工作进度滞后于设计工作，勘察设计工期又十分紧张的情况下，设计人员往往会利用勘察中间成果制订设计方案、形成设计文件，最终勘察报告与设计成果成为“两张皮”。另外，勘察人员和设计人员对相互的专业知识缺乏了解，过程沟通交流不足，勘察报告缺少对设计的基础性建议，缺乏勘察成果技术交底程序，也会对后续设计的质量和效率带来不利影响。

3公路桥梁耐久性和安全性问题的设计方法

3.1上部结构设计

公路桥梁上部结构设计，要求设计人员在充分实地勘察结果基础上，进一步分析桥梁整体结构受力与技术可行性等因素优化设计。一些地形平缓区域的中小型公路桥梁工程，选择筒支空心板结构，跨度小、操作便捷，在保证桥梁功能的同时，减少总体施工成本。但是此种方式不适合山区建设环境，跨径无法满足施工要求。对于此类情况，可以选择预制T梁结构，设计中适当增加跨径，便于预制T梁结构优势，优化工程结构同时，减少总体成本支出。另外，T梁属于曲线梁，结构受力平衡性与抗扭能力有所不足，可能对下部结构稳定性产生不良影响。所以，小弯矩曲线桥工程适合采用直梁结构，在可控范围内适当地调整翼缘板宽度，曲面桥平面线形得到优化改进同时，显著改善T梁桥弯矩不足的问题。

3.2下部结构设计

下部结构设计至关重要，其功能在于支撑，这就需要做好桥墩选型设计，结合区域施工地质条件和上部结构特点综合考量。双薄壁墩和柱式墩是较为常见的桥墩，其中柱式墩施工期间操作便捷，并且整体的外观美感良好。在具体设计中为了保证桥墩稳定性，可以通过增加横截面，钢管外包以及碳纤维材料加固等方式进行加固处理。如果钢管外包加固可以选择椭圆形钢管，碳纤维材料加固就要结合施工环境合理安排工序，加强施工过程控制。增加墩底接触面积方式也可以起到加固处理作用，促使桥墩整体支撑力大大提升，尽可能规避桥梁结构变形。

3.3加强工程隔震设计

工程隔震设计，主要是将隔震装置设置在各结构之间，可以增加结构整体阻尼，减少能量输出的装置，可以起到提升工程结构稳定性的作用。受行车荷载和地质环境因素影响，会导致桥梁结构稳定性受到不良影响，这就需要做好工程结构的隔震设计，按照特定公式来计算等效刚度和等效阻尼等隔震装置性能。另外，桥梁附属结构的设计需要保持高度重视，类型多样，如限位装置、伸缩缝等，通过时程分析法进行分析，细部构造对附属结构整体性能影响较大，应在设计时注重附属结构细部优化，提升设计合理性。

3.4合理选择和配置施工材料

公路桥梁工程建设规模大，需要大量的混凝土材料，混凝土施工质量一定程度上决定了工程总体性能。所以，应加强混凝土配合比设计，选择高质量的原材料，严格控制水泥、添加剂和水等各种材料用量。施工前进行工艺性试验，分析实际结构和设计标准的差异，基于实际情况适当地优化调整，确定最佳配合比设计。混凝土耐久性设计，保护钢筋，避免钢筋与氧气充分接触发生大面积锈蚀；做好混凝土养护和支模工作，避免混凝土出现裂缝或表面受损。另外，为了确保设计工作高质量进行，还要建立相较于完善的路桥设计体系，积极吸收和借鉴西方发达国家路桥设计体系建立经验，契合我国公路桥梁工程建设实际情况形成更具特色的设计体系，为公路桥梁工程的耐久性和安全性提供坚实保障。

结语

勘察设计在公路工程建设中起着至关重要的作用。当前，公路工程建设过程中勘察设计虽存在一些不足之处，但通过深入贯彻勘察设计创新理念、加大勘察设计力量投入和技术创新、做好质量管控体系建设、加强专业人才队伍建设等措施，可以助力此项工作的进一步完善，从而推动公路建设项目的整体质量水平的提升，使我国公路工程建设朝向更加科学、规范、高质量的方向发展。

参考文献

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