探討道路橋梁中的安全性與耐久性設(shè)計(jì)

摘 要：目前，我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平不斷提高，大量人口涌入城市，給城市的道路交通帶來極大的壓力。為了緩解城市交通壓力，方便人民群眾的出行，除了大力發(fā)展公共交通外，各地政府不斷加大對(duì)城市橋梁建設(shè)的投入。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；安全性設(shè)計(jì)；耐久性設(shè)計(jì)

引 言

近年來，我國的橋梁事業(yè)得到了快速的發(fā)展，橋梁建設(shè)項(xiàng)目不斷增多。橋梁工程是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要方面，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橋梁工程已經(jīng)引起了人們的關(guān)注。為了更好地促進(jìn)橋梁工程的發(fā)展，在橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)該更加關(guān)注其安全性和耐久性。

1 目前道路橋梁影響其安全性和耐久性的因素

1.1 總體設(shè)計(jì)規(guī)范不完善

設(shè)計(jì)規(guī)范不完善是影響道路橋梁安全性和耐久性的重要因素，在橋梁設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須嚴(yán)格地按照國家相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，但是目前的規(guī)范還不是很完善，對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的指導(dǎo)作用還是有限的。法律是約束人們行為的有效手段，在保證橋梁安全性和耐久性上起到了十分重要的作用。法律是不可能實(shí)時(shí)改變的，所以伴隨著橋梁工程的不斷改變，就可能出現(xiàn)工程建設(shè)沒有相關(guān)法律法規(guī)作為依據(jù)，也就缺乏指導(dǎo)性，這就容易導(dǎo)致橋梁工程出現(xiàn)問題，影響工程的質(zhì)量。例如，某橋梁工程在施工的過程中施工人員沒有按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行，導(dǎo)致出現(xiàn)了很多的安全問題，而正是因?yàn)闆]有相關(guān)法律法規(guī)可以參考處罰，使得這種現(xiàn)象越來越多。這也就說明了一個(gè)問題，不斷發(fā)展的橋梁工程和落后的法律法規(guī)之間存在一定的矛盾，會(huì)影響到橋梁工程的安全性和耐久性。

1.2 設(shè)計(jì)理念陳舊

設(shè)計(jì)理念陳舊會(huì)給道路橋梁的安全性和耐久性造成很大的影響，眾所周知，橋梁設(shè)計(jì)方案和整個(gè)工程的安全性與耐久性有直接關(guān)系。但是設(shè)計(jì)人員為了能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成工程，就忽視了對(duì)設(shè)計(jì)工作的重視和更新，這就使得工程設(shè)計(jì)理念的陳舊，發(fā)展程度不能滿足當(dāng)前工程建設(shè)的需要。例如，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該重視工程的防腐蝕問題，但是一些設(shè)計(jì)人員根本就沒重視這一點(diǎn)，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)這方面的內(nèi)容幾乎沒有涉及，給工程的安全性和耐久性造成不良影響。此外，設(shè)計(jì)人員并沒有根據(jù)外界環(huán)境的變化對(duì)自身的設(shè)計(jì)理念進(jìn)行更新，使得設(shè)計(jì)陳舊。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)自身的知識(shí)進(jìn)行不斷更新，學(xué)習(xí)先進(jìn)的理論創(chuàng)新知識(shí)。

1.3 橋梁疲勞損傷

進(jìn)入21世紀(jì)，人們漸漸的意識(shí)到疲勞損傷同樣對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有著重大影響，不應(yīng)忽視，于是設(shè)計(jì)人員開始著手研究混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞損傷并取得了初步的研究成果。橋梁使用的材料在動(dòng)荷載的作用下會(huì)出現(xiàn)明顯的裂紋，若對(duì)這些明顯裂紋不重視、不采取必要措施的話，隨著時(shí)間推移必會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)斷裂。但這些微觀裂紋平時(shí)不易被檢測出來，人們也就因不易察覺而忽視其影響，這必然會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的后果。

1.4 橋梁自身特性的影響分析

橋梁本身有其特點(diǎn)，具體來說，主要有以下幾點(diǎn)：①橋梁通過的主要車型分析，路橋梁處在城市外環(huán)，通過的主要車型為過境及入境的客車和貨車，橋梁處在市內(nèi)時(shí)其上通過的主要車型為客車。②橋梁的其他特性：橋梁中有一大部分是高架橋，這些高架橋一般是由限高、限寬的。這些特性使得某些大型車輛可能會(huì)在行駛過程中對(duì)城市橋梁造成碰撞性損傷。

2 提高道路橋梁安全性和耐久性的措施

2.1 完善橋梁設(shè)計(jì)的規(guī)范

完善橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范是提高道路橋梁安全性和耐久性的重要措施，要想降低目前我國橋梁坍塌的幾率，最有效的方法就是提高橋梁的安全性和耐久性，最先要做的就是不斷完善橋梁設(shè)計(jì)需要遵循的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效地規(guī)避橋梁設(shè)計(jì)過程中由于人為原因而導(dǎo)致的錯(cuò)誤的產(chǎn)生，從而能夠提高橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性。

2.2 更新橋梁設(shè)計(jì)的理念

時(shí)代在不斷的發(fā)展變化，橋梁設(shè)計(jì)也應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn)，更新橋梁設(shè)計(jì)理念。在橋梁設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程中，都是在借鑒、研究、使用、發(fā)展等過程中得到延伸外，還要重視橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，借鑒之前成功的橋梁設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其進(jìn)行分析研究，得到自己需要的橋梁設(shè)計(jì)知識(shí)，不斷更新橋梁設(shè)計(jì)的理念，在現(xiàn)有的橋梁設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行創(chuàng)新，合理的設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)，以保障橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性。

2.3 重視疲勞損傷

疲勞損傷是道路橋梁安全性和耐久性的重要因素，因此，必須重視疲勞損傷。在設(shè)計(jì)城市橋梁時(shí)注意考慮疲勞損傷因素，充分考慮疲勞損傷的形成原因，結(jié)合具體影響因素制定科學(xué)、合理的涉及對(duì)策解決損傷問題。

2.4 注意結(jié)合道路橋梁自身特性

橋梁安全性和耐久性設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮到道路橋梁的特性，在城市橋梁設(shè)計(jì)中要注意其所處地理位置的地質(zhì)狀況，周邊發(fā)展情況，所通過主要車型等信息，只有掌握了這些信息才能提高和改善道路橋梁的安全性和耐久性。

3 橋梁結(jié)構(gòu)安全性與耐久性設(shè)計(jì)

橋梁結(jié)構(gòu)安全性和耐久性設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，主要是由于橋梁使用過程中會(huì)受到環(huán)境以及某些化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，還要承受車輛、地震、超載等因素的影響。在耐久性計(jì)算的過程中考慮結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的影響，可以督促設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)體系選擇和結(jié)構(gòu)構(gòu)造上多做研究，不能認(rèn)為耐久性設(shè)計(jì)就是簡單的加大保護(hù)層厚度、提高混凝土標(biāo)號(hào)，如圖1所示。此外，橋梁所使用的材料性能也會(huì)因時(shí)間逐漸退化，從而使結(jié)構(gòu)各部分受到損傷。

橋梁安全性和耐久性設(shè)計(jì)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行，具體來說，主要有：首先就是要改善橋梁表面鋪裝的抗疲勞性，要將橋梁的鋪裝與主梁相結(jié)合。其次，是橋梁的防水層。在橋面鋪裝與主梁之間設(shè)置防水層可以防止橋面的水滲入主梁，使設(shè)計(jì)只利用防水混凝土進(jìn)行防水。最后，是主梁的設(shè)計(jì)。橋梁的主要承力構(gòu)建就是主梁，在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)整體和局部進(jìn)行綜合分析，在理論角度可以滿足相關(guān)規(guī)范要求。但在實(shí)際運(yùn)營過程中，主梁內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)大量積水現(xiàn)象，甚至?xí)霈F(xiàn)積水灌滿箱體的情況。這樣就會(huì)使主梁的預(yù)應(yīng)力受到損傷，主梁的安全性也會(huì)大大降低。發(fā)生這種現(xiàn)象的主要原因是對(duì)主梁細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)不到位，主梁的排水構(gòu)造設(shè)計(jì)不完善。如果橋面的積水長時(shí)間得不到排出，就會(huì)通過梁頂?shù)目p隙進(jìn)入到箱體內(nèi)。在箱體內(nèi)積累，最終形成了箱體內(nèi)的積水現(xiàn)象。在設(shè)計(jì)時(shí)，要在箱內(nèi)設(shè)置排氣孔，這樣可以保證箱內(nèi)外的氣溫相近，減少溫差引起的局部應(yīng)力。

4 結(jié)束語

隨著我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，橋梁建設(shè)的數(shù)量和規(guī)模都在迅猛的擴(kuò)大，橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性對(duì)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和安全都有著重要的影響。目前，我國的橋梁設(shè)計(jì)中還存在著很多問題，但是只要不斷健全設(shè)計(jì)規(guī)范、完善設(shè)計(jì)方案、嚴(yán)格管理施工和健全新的設(shè)計(jì)理念，這樣可以在較大程度上保證橋梁建設(shè)中的安全性和耐久性問題，使得橋梁工程的質(zhì)量得到很好的保證，促進(jìn)我國社會(huì)的和諧發(fā)展。

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作者簡介：陳蛟（1978-），男，本科，高級(jí)工程師，主要從事道路橋梁設(shè)計(jì)方面工作。