公路橋梁設(shè)計(jì)安全性和耐久性的探討

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷深化，對(duì)于交通的要求也越來(lái)越高，所以修建的高速公路逐年增多，由于我國(guó)幅員遼闊，所以地形較為復(fù)雜外加橋梁與隧道的不斷增加，使得安全性和耐久性引起了人們的關(guān)注。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要有所側(cè)重的選擇設(shè)計(jì)方法，保證在公路橋梁投入使用之后滿足車輛對(duì)于安全性和穩(wěn)定性的需求。文章針對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并且提出建議。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；安全性；耐久性

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)于交通也提出了更高的要求，因此我國(guó)的公路橋梁建設(shè)也迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)，為了保證橋梁的安全性和耐久性，在公路橋梁的建設(shè)時(shí)進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)顯得更為重要。在耐久性方面主要考慮的是橋梁的抗風(fēng)化、機(jī)械摩擦以及化學(xué)侵蝕等方面的能力，安全性主要是指橋梁投入使用時(shí)的可靠程度。公路橋梁在投入使用之后還要承受車輛、風(fēng)化以及超載等外界因素，隨著時(shí)間的累加橋梁本身所使用的材料也會(huì)不斷退化，所以從橋梁設(shè)計(jì)方面著手考慮安全性和耐久性是重要的方式。

1 橋梁安全性、耐久性較差的原因

1.1 施工過(guò)程存在的問(wèn)題

橋梁質(zhì)量的問(wèn)題很大程度上都來(lái)源于施工過(guò)程，很多施工單位為了從工程中獲取更多的利益，所以在原材料的投入方面偷工減料，導(dǎo)致施工的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法達(dá)到要求，當(dāng)橋梁投入使用之后就會(huì)出現(xiàn)耐久性和安全性較差的質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)霈F(xiàn)裂痕、損壞等現(xiàn)象。另外，在施工過(guò)程中施工單位管理不到位、施工技術(shù)不達(dá)標(biāo)以及施工人員對(duì)于施工計(jì)劃理解有誤區(qū)等因素都可能導(dǎo)致橋梁很多指標(biāo)無(wú)法滿足要求，例如：橋梁縫隙處理及預(yù)應(yīng)力或者是張拉力等，這些問(wèn)題如果不能避免或者是及時(shí)解決就會(huì)對(duì)橋梁的安全性和耐久性造成損害。針對(duì)橋梁施工過(guò)程中存在的問(wèn)題必須要引起重視，施工的質(zhì)量關(guān)系到橋梁后期投入使用的安全性，所以為了保證安全性與耐久性都達(dá)到要求必須要從根本做起。

1.2 設(shè)計(jì)理論體系不夠完善

選擇既經(jīng)濟(jì)又合適的方案是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的首要任務(wù)，此外，還要注意結(jié)構(gòu)的分析與構(gòu)件的連接設(shè)計(jì)等問(wèn)題，為了使結(jié)構(gòu)的安全性達(dá)標(biāo)必須采用規(guī)范的安全體系和可靠的指標(biāo)進(jìn)行預(yù)計(jì)測(cè)量。設(shè)計(jì)理論體系不完善主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一在橋梁施工或者是使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)人為的錯(cuò)誤，常見(jiàn)的問(wèn)題有混凝土強(qiáng)度不夠、鋼筋直徑過(guò)細(xì)、結(jié)構(gòu)整體性和延性不足等，這些問(wèn)題對(duì)于橋梁的耐久性均有影響，對(duì)橋梁的安全性也造成了不良的影響。第二設(shè)計(jì)人員自身的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往只注重結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算以滿足安全要求，對(duì)于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料等耐久性的因素卻忽視。

1.3 設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題

在進(jìn)行公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)首先對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，只有在基本的結(jié)構(gòu)完成之后才能進(jìn)行接下來(lái)的輔助設(shè)計(jì)，在橋梁結(jié)構(gòu)方面必須要做到經(jīng)濟(jì)性與科學(xué)性兼顧，還要注意設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)與當(dāng)前的實(shí)際情況是否符合。在設(shè)計(jì)過(guò)程中安全系數(shù)的選擇是重點(diǎn)內(nèi)容，要保證所選的安全系數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍之內(nèi)，以國(guó)家規(guī)范的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為參考依據(jù)。另外，要格外注意安全性的要求，也不能忽視耐久性，但是實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)人員往往只注重安全性的要求而忽視耐久性，因此很多結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)都會(huì)對(duì)耐久性造成不良的影響，一旦出現(xiàn)這種情況，施工人員在施工時(shí)會(huì)增加難度，在橋梁投入使用之后也會(huì)面臨諸多問(wèn)題，降低了橋梁的綜合效益。

2 提高橋梁安全性、耐久性的措施

2.1 科學(xué)使用材料

在提高橋梁安全性方面鋼筋混凝土的質(zhì)量與合理的使用方法都是極其重要的，橋梁結(jié)構(gòu)的適用性、安全性、耐久性都與鋼筋混凝土的質(zhì)量息息相關(guān)，混凝土材料的組成是影響其耐久性的主要因素，混凝土水泥的用量、水和灰的比例以及強(qiáng)度的等級(jí)都是影響耐久性的因素。橋規(guī)JTGD62對(duì)公路橋梁耐久性的設(shè)計(jì)進(jìn)行了基本的規(guī)定，其內(nèi)容包括在在不同的環(huán)境下結(jié)構(gòu)混凝土的基本要求、最大水和灰的比例、最小水泥用量、最大氯離子和堿含量以及最低的強(qiáng)度等級(jí)都進(jìn)行了限定，為了保證橋梁的安全性和耐久性都符合要求在實(shí)際設(shè)計(jì)施工過(guò)程中必須都要嚴(yán)格執(zhí)行。混凝土的耐久性主要應(yīng)該做到以下兩點(diǎn)，第一為了防止鋼筋銹蝕的現(xiàn)象發(fā)生，應(yīng)該加大混凝土保護(hù)層；第二控制或者是防止混凝土出現(xiàn)裂縫。在施工過(guò)程中應(yīng)該控制混凝土出現(xiàn)裂縫，首先是要按照規(guī)范的要求正常使用規(guī)定的裂縫，其次是要采取構(gòu)造措施，從這兩方面提高橋梁安全性和耐久性。

2.2 合理選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

只有適合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案才能夠保證橋梁的安全性和耐久性達(dá)到要求，所以如何做好合理選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是極其重要的。大跨度橋梁和標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要形式，其中大跨徑橋梁的控制因素各不相同，所以在進(jìn)行方案選擇時(shí)也是不同的，個(gè)性特征較強(qiáng)；而對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)跨徑橋而言則有很多共性的特征。在實(shí)際的方案選擇過(guò)程中由于標(biāo)準(zhǔn)跨橋梁施工較為方便簡(jiǎn)單，并且又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，基于這些優(yōu)點(diǎn)所以應(yīng)用較為廣泛，而大跨徑橋梁的設(shè)計(jì)方案則很少采用。因此，在實(shí)際橋梁設(shè)計(jì)施工過(guò)程中根據(jù)實(shí)際情況選擇最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案是橋梁質(zhì)量得到保障的重要內(nèi)容，也是關(guān)鍵。

2.3 嚴(yán)禁橋梁超載現(xiàn)象發(fā)生

在實(shí)際的交通運(yùn)輸過(guò)程中橋梁超載情況較為常見(jiàn)，盡管一直以來(lái)相關(guān)部門(mén)都進(jìn)行嚴(yán)格的限制和懲罰，但是卻仍然有很多車輛存在僥幸的心理，忽視超載導(dǎo)致的安全危險(xiǎn)。橋梁超載可以分為三種形式，第一種方式為橋梁的實(shí)際車流量大于設(shè)計(jì)所能承受的最大車流量；第二種為車輛違規(guī)超載；第三種是早期修建的橋梁超過(guò)了使用年限，但是相關(guān)部門(mén)沒(méi)有采取措施而是繼續(xù)負(fù)載運(yùn)行。其中最為普遍的是車流量超載和車輛違反交通規(guī)則超載這兩種，另外，導(dǎo)致老橋超齡負(fù)載和車流量超載的主要原因就是設(shè)計(jì)荷載隨著時(shí)間才變化而變化，外加交通量的不斷增加。橋梁超載所帶來(lái)的危害是極大的，經(jīng)常性的超載會(huì)引發(fā)橋梁疲勞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞事故的發(fā)生；長(zhǎng)時(shí)間的超載運(yùn)行使得橋梁在正常狀態(tài)下使用時(shí)工作狀態(tài)就會(huì)發(fā)生變化，對(duì)于橋梁的安全性和耐久性造成極大的不良影響。

2.4 提高耐久性設(shè)計(jì)的重視程度

橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)人員往往更加注重安全性的達(dá)標(biāo)，對(duì)于耐久性則會(huì)忽視，但是橋梁的設(shè)計(jì)不能夠只看到竣工之后安全性的達(dá)標(biāo)，更加要注意的是在投入使用之后橋梁必然會(huì)受到外界自然環(huán)境的影響，例如：雨水的腐蝕、風(fēng)力的影響以及其他化學(xué)物質(zhì)的腐蝕等。人為因素的影響也是很關(guān)鍵的，車輛的超載致使橋梁疲勞運(yùn)營(yíng)，在某些特殊地區(qū)還會(huì)受到地震的損害，這些因素在橋梁設(shè)計(jì)施工時(shí)往往是不會(huì)有明顯作用的，都是在橋梁經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的使用之后才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)，但是這些因素都會(huì)對(duì)橋梁造成不同程度的損害，既影響橋梁正常使用又降低了經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)生這種現(xiàn)象的主要因素究其根本就是在設(shè)計(jì)方面對(duì)耐久性的重視程度不夠。因此切實(shí)提高對(duì)橋梁耐久性設(shè)計(jì)的重視，從根本抓起，避免此類現(xiàn)象的發(fā)生進(jìn)而提高橋梁的使用壽命。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開(kāi)交通的支持，公路橋梁是交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，在實(shí)際中橋梁的安全性與耐久性問(wèn)題不斷引起人們的關(guān)注，傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能夠滿足如今的橋梁要求。橋梁的安全性和耐久性會(huì)受到施工過(guò)程、設(shè)計(jì)體系不完善以及設(shè)計(jì)過(guò)程問(wèn)題等的影響，我們應(yīng)該從科學(xué)使用材料、合理使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、嚴(yán)禁橋梁超載現(xiàn)象的發(fā)生以及提高對(duì)耐久性設(shè)計(jì)的重視等方面著手，解決當(dāng)前存在的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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