市政公路橋梁設(shè)計中的安全性和耐久設(shè)計探討

楊峰

摘要：市政工程建設(shè)過程中公路橋梁是其中的重要組成部分之一，在進行公路橋梁建設(shè)的過程中，設(shè)計具有巨大的作用，只有設(shè)計滿足安全性以及耐久性的要求，才能確保施工建設(shè)的安全和可靠。在進行設(shè)計的過程中，人們往往忽視對耐久性進行考慮而過于注重相應(yīng)的強度要求，長此以往公路橋梁將會處在一個極限狀態(tài)之中，產(chǎn)生極為嚴重的后果。因此需要對公路橋梁設(shè)計的安全性以及耐久性設(shè)計提供一個標準，保證在今后的市政工程建設(shè)朝著更加合理化的方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：市政公路橋梁；市政公路橋梁設(shè)計；安全性；耐久性

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2017）06—0122—01

引言

在我國經(jīng)濟建設(shè)的過程中，對公路橋梁進行建設(shè)時，人們逐漸關(guān)注起安全性以及耐久性的相關(guān)設(shè)計，由于現(xiàn)階段很多公路橋梁并沒有對橋梁使用年限提出一個明確的要求，更不必說對耐久性的設(shè)計了，這樣一來就會造成公路橋梁在使用的過程中突然出現(xiàn)安全事故，人們生命財產(chǎn)受到威脅。因此對安全性以及耐久性方面的設(shè)計問題進行了研究，強調(diào)橋梁需要維護以及使用的具體條件，將為我國今后的經(jīng)濟建設(shè)帶來重要的幫助。

1市政公路橋梁安全性、耐久性差的主要原因

造成這方面的原因有很多種，其中管理與施工水平較低是普遍存在的一個問題。例如選擇的施工材料達不到應(yīng)有的強度要求或者是施工工藝在使用的過程中不合理等，一些市政公路橋梁在施工的過程中還存在偷工減料的現(xiàn)象，這些都會對安全性造成致命的打擊，很多市政工程的使用壽命實際上并不能達到預(yù)期的目標，并且還會出現(xiàn)一些病害，在這種情況下就更需要采取有效的措施對上述的問題進行解決。

此外，在進行公路橋梁設(shè)計的過程中，對于設(shè)計理論以及相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造并不能達到完善的效果。進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要就是要滿足經(jīng)濟性以及合理f生的要求，但設(shè)計過程中，人們往往更多的只是重視結(jié)構(gòu)上安全度的設(shè)計，卻忽視了結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)材料等內(nèi)容，在進行施工的過程中，也并不能從根本上杜絕由人為因素引起的問題，所以結(jié)構(gòu)的耐久性就成為當前面臨的一種比較現(xiàn)實的問題。并且受到各種環(huán)境因素與使用條件因素的影響，在設(shè)計的過程中還會出現(xiàn)很多現(xiàn)實性的問題引起設(shè)計的不合理性，所以要想解決上述的問題，就需要對公路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行重新定義，運用現(xiàn)代化的技術(shù)手段對公路橋梁工程進行合理設(shè)計。

2公路橋梁設(shè)計中的改進措施

2.1應(yīng)該更加重視結(jié)構(gòu)的耐久性問題

在進行市政公路橋梁設(shè)計的過程中，應(yīng)該更加重視結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計，因為在使用時，公路橋梁會受到環(huán)境等很多外界因素的影響，造成橋梁受到侵蝕，其自身的性能也會不斷出現(xiàn)退化，在這種情況下，會引起車輛行駛過程中受到安全威脅，國家因此產(chǎn)生極大的損失，所以對結(jié)構(gòu)耐久性進行研究以及合理的設(shè)計就顯得更加重要了。在今后的研究中，更加重視對總體結(jié)構(gòu)的處理以及細節(jié)方面的設(shè)計，并且轉(zhuǎn)變分析方向，從定性分析轉(zhuǎn)化為定量分析，更好的促進公路橋梁具有安全性與耐久性。

2.2重視對疲勞損傷的研究

市政公路橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，荷載在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會引起結(jié)構(gòu)的振動，還會引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于市政公路橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋不得到有效控制，極有可能會引起材料、結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到，但其帶來的后果往往是災(zāi)難性的。

2.3充分重視市政公路橋梁的超載問題

在市政公路橋梁的使用過程中，應(yīng)該尤其重視起超載的問題，因為超載現(xiàn)象對公路橋梁的使用壽命影響是極大的，其主要可以分為以下三種情形，一種是修建的時間較早，仍然進行負載運行的老橋，一種是在車輛通行的過程中超出了預(yù)期的設(shè)計要求，還有一種是車輛出現(xiàn)違規(guī)超載的現(xiàn)象。其中后兩種現(xiàn)象在當前是比較普遍的現(xiàn)象。

市政公路橋梁的超載一方面可能引發(fā)疲勞問題。超載會使市政公路橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，甚至會出現(xiàn)一些超載引發(fā)的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面，由于超載造成的市政公路橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)，將使得市政公路橋梁在正常荷載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而可能危害市政公路橋梁的安全性和耐久性。如混凝土市政公路橋梁一直被認為具有足夠的耐久性，但在汽車超載作用下，可能發(fā)生開裂；裂縫即使在荷載卸除后能夠閉合，但由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部已經(jīng)受到損傷，構(gòu)件的開裂彎距降低、剛度下降；于是在正常使用荷載作用下，超出規(guī)范允許的裂縫或產(chǎn)生較大的變形。

2.4借鑒國外的經(jīng)驗和成果提高橋梁使用壽命

在國外，非常重視對結(jié)構(gòu)物進行性能設(shè)計（即PBD，Performance Based Design），內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)的變形、裂縫、振動、強健性、美觀、耐久性能、疲勞性等。PBD研究主要是使結(jié)構(gòu)在運營過程中除了保證最低的安全性要求外，尚應(yīng)有良好的使用性能（包括壽命和耐久性、抗腐蝕、耐疲勞性、美觀等）。就本質(zhì)而言，國外的PBD理論，主要研究結(jié)構(gòu)在使用過程中表現(xiàn)出來的服務(wù)性能，分析使性能受到弱化的原因和其發(fā)生的機理、規(guī)律，尋求新的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念和方法。

3結(jié)語

市政公路橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題，要積極借鑒國外成功的經(jīng)驗和做法，除了加強施工質(zhì)量管理外，要從市政公路橋梁設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造的角度做好耐久性的設(shè)計。同時，需要加強研究疲勞和超載對于市政公路橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的影響。