公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性的分析探討

劉進(jìn)波

(貞豐縣交通運(yùn)輸局)

1 我國(guó)公路橋梁安全性與耐久性現(xiàn)狀

目前，在我國(guó)公路橋梁施工中存在著這樣一種現(xiàn)象，即在設(shè)計(jì)中更多的考慮橋梁本身的強(qiáng)度，耐久性等方面被忽視。對(duì)強(qiáng)度極限的重視程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對(duì)耐久性的重視，在橋梁的生命周期中最為重要的是使用極限，公路橋梁的結(jié)構(gòu)要充分重視，但是，現(xiàn)實(shí)是公路橋梁在結(jié)構(gòu)方面的維護(hù)還沒有得到應(yīng)有的重視。目前我國(guó)的公路橋梁頻發(fā)事故，整體的性能很低，使用壽命普遍偏短等。橫向比較國(guó)際情況，我們有很大差距，國(guó)外對(duì)于公路橋梁的耐久性與安全性是特別重視的。公路橋梁如果在安全與耐久性上都不過關(guān)，這直接對(duì)人們的生命安全帶來(lái)隱患，我們要使公路橋梁的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的方向相一致。例如，在2011 年，福建武夷山大橋發(fā)生橋梁個(gè)別或者部分吊桿斷裂，一輛大巴墜落，司機(jī)死亡，另造成22 人受傷，這是對(duì)于安全性方面的事故;在耐久度方面，泉廈高速公路的沉洲特大橋，橋?qū)?6 m，長(zhǎng)530 m，2002年建成，目前情況是腹板出現(xiàn)了斜裂縫。

2 解決措施

2.1 完善設(shè)計(jì)理念

貴州省高速公路橋梁工程對(duì)安全性和耐久性的重視體現(xiàn)在對(duì)設(shè)計(jì)理念中。公路橋梁在施工管理方面可以對(duì)耐久性與安全性進(jìn)行把關(guān)，在設(shè)計(jì)方面也是如此。公路橋梁在結(jié)構(gòu)方面的設(shè)計(jì)要有科學(xué)性，對(duì)橋梁本身的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件連接要有精確的分析，要達(dá)到國(guó)家的相關(guān)的安全方面的指標(biāo)，增加可靠性，進(jìn)而使公路橋梁在結(jié)構(gòu)方面的安全性得以保障。另外，一些公路橋梁的設(shè)計(jì)人員在橋梁的設(shè)計(jì)當(dāng)中把工作重心放在對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求上，可以一些相關(guān)的問題是才是決定橋梁安全性與耐久性的關(guān)鍵，如橋梁結(jié)構(gòu)體系、使用材料、可能出現(xiàn)的人為干擾因素、橋梁構(gòu)造、維護(hù)耐久性等，這些問題都要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中予以體現(xiàn)和重視。另外，公路橋梁在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的整體性體現(xiàn)和延性、冗余性體現(xiàn)均有不足的現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)過程中對(duì)于受力情況甚至很不明確，計(jì)算的圖式也不清楚，直接帶來(lái)了橋梁本身的一部分會(huì)有受力過大的危險(xiǎn)。此外，施工中所應(yīng)用的材料要合理規(guī)劃和監(jiān)督，混凝土的強(qiáng)度要在規(guī)范之內(nèi)，保護(hù)層的厚度不能過小，鋼筋過細(xì)會(huì)直接對(duì)公路橋梁的安全與耐久性產(chǎn)生威脅。

2.2 要有提高公路橋梁使用年限的意識(shí)

過去傳統(tǒng)的只滿足荷載強(qiáng)度的思想要被轉(zhuǎn)變，我們現(xiàn)在進(jìn)行橋梁工程施工的過程中既要考慮荷載的強(qiáng)度，也要重視橋梁的使用年限，即提高橋梁的壽命。要盡力與國(guó)際的標(biāo)準(zhǔn)像符合。貴州省高速公路橋梁工程樹立了正確的延長(zhǎng)橋梁使用壽命的意識(shí)，才能加強(qiáng)公路橋梁的安全性與耐久性。在實(shí)際的工程實(shí)施中，壽命等參數(shù)并不是很絕對(duì)的，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。公路橋梁的施工時(shí)間確定之后，我們要從設(shè)計(jì)、使用、施工與維護(hù)多個(gè)角度來(lái)保證橋梁的安全性能。

2.3 對(duì)疲勞損傷方面的維護(hù)

當(dāng)公路橋梁完工后就要投入使用，在使用過程中一定會(huì)受到外界環(huán)境因素的影響，一些化學(xué)物質(zhì)的侵害、風(fēng)、車輛超載、地震和一些人為因素都是不可避免要面對(duì)的。這樣在橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)有循環(huán)變化應(yīng)力的出現(xiàn)，極有可能誘發(fā)結(jié)構(gòu)振動(dòng)，如此造成了結(jié)構(gòu)疲勞和結(jié)構(gòu)損傷，日復(fù)一日的長(zhǎng)期積累會(huì)對(duì)橋體產(chǎn)生極大的損害，一種表現(xiàn)就是宏觀裂紋。如果已經(jīng)發(fā)現(xiàn)橋梁體出現(xiàn)裂紋而置之不理的話，那么會(huì)進(jìn)一步出現(xiàn)材料斷裂與結(jié)構(gòu)斷裂。及時(shí)的檢查是保證公路橋梁安全與耐久的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，如果不能及時(shí)檢查出疲勞損傷，那么就會(huì)出現(xiàn)安全事故。

公路橋梁在混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)逐漸重視疲勞損傷，在此基礎(chǔ)上還要對(duì)鋼筋的構(gòu)件進(jìn)行關(guān)注，鋼筋等構(gòu)件易受到長(zhǎng)期的腐蝕，橋梁結(jié)構(gòu)可能會(huì)有部分的失效，如果部分失效沒有受到重視，那么可能引起橋梁整體的結(jié)構(gòu)失效。

2.4 橋梁超載的問題要考慮

(1)橋梁被使用的時(shí)間很長(zhǎng)，由于常年的運(yùn)轉(zhuǎn)難免會(huì)出現(xiàn)超齡負(fù)載的現(xiàn)象。(2)在公路橋梁投入使用之后，實(shí)際的車流情況與之前的設(shè)計(jì)不符。(3)大量的車出現(xiàn)違規(guī)超載。超載對(duì)橋梁的損害非常大，長(zhǎng)期的橋梁超載運(yùn)行會(huì)使橋梁內(nèi)部的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生難以修復(fù)的損傷。橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生變化，雖然在橋梁的管理當(dāng)中超載的現(xiàn)象被減少，但是這種損傷是不避免的，公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性必然會(huì)有所下降。我們通常認(rèn)為混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁有較好的耐久性，可是經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，在有汽車荷載力強(qiáng)的時(shí)候，出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象還是存在的，值得注意的是，荷載一旦消失，裂縫也很有可能閉合了，然而，橋梁本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)被損壞了。

2.5 從技術(shù)方面來(lái)提高橋梁耐久性

從貴州省高速公路橋梁工程當(dāng)中看出，提高橋梁的耐久性是今后橋梁建設(shè)的發(fā)展方向。所以，要努力研究提高耐久性的技術(shù)。(1)設(shè)計(jì)橋梁提升耐久性的具體措施，選擇合適的參數(shù)。(2)橋梁結(jié)構(gòu)在材料的選擇上要充分展示耐久性。(3)在大跨徑的橋梁中，設(shè)計(jì)時(shí)更要考慮耐久性，除此之外，劣化性也是其中一項(xiàng)要重視的。(4)公路橋梁的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要具有科學(xué)性，要合理。(5)要嚴(yán)格控制公路橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量要進(jìn)行把關(guān)，對(duì)耐久性指標(biāo)要加大研究力度，檢測(cè)方法更新要考慮實(shí)際情況。(6)混凝土結(jié)構(gòu)的檢查要有具體的方法，方法要科學(xué)，技術(shù)要先進(jìn)。并且在監(jiān)測(cè)之后的跟蹤工作也是十分必要的。落實(shí)好以上的每個(gè)步驟對(duì)提高公路橋梁的耐久性和安全性都是十分必要的。

3 施工中的技術(shù)問題

要想提高橋梁的安全性與耐久性，就要精細(xì)化管理施工工程。在施工中的關(guān)鍵技術(shù)有臺(tái)背回填、橋梁蓋梁、隧道掘進(jìn)、伸縮縫施工等。我們要對(duì)施工人員進(jìn)行管理，主要對(duì)工作人員的安全作業(yè)進(jìn)行強(qiáng)調(diào)，進(jìn)一步減少人為因素。另外，對(duì)施工進(jìn)度要進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，在開始工程之前，施工單位就要對(duì)施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，每一個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真的核對(duì)，其中比較重要的指標(biāo)有工程的導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)和縱橫斷面。再有，施工成本是影響橋梁工程施工的一個(gè)重要因素，要對(duì)施工成本加以控制，不能偷工減料。

［1］李敏，吳堅(jiān)彬，李燕.公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性的分析探討［J］.中國(guó)水運(yùn)(下半月)，2013，(11).

［2］再努拉·庫(kù)爾班.公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性探討［J］.交通標(biāo)準(zhǔn)化，2012，(24).

［3］杜斌.既有預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁結(jié)構(gòu)可靠度與壽命預(yù)測(cè)研究［D］.西南交通大學(xué)，2010.