提高公路橋梁安全性的設計方法

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摘 要：公路橋梁建設工程作為交通建筑業(yè)中的重要組成部分，承擔著十分重要的責任。一方面，公路橋梁建筑工程在一定程度上減輕了公路交通的運輸負擔，為交通建筑的使用者提供了一個更加方便、快捷的交通通道。另一方面，公路橋梁建筑工程在促進國民經(jīng)濟發(fā)展和加大社會主義建設的過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。本文主要針對提高公路橋梁安全性的設計方法進行分析和討論。

關(guān)鍵詞：公路橋梁設計；安全性；防水設計

公路橋梁設計是一個相對復雜的設計過程，但是在我們?nèi)粘Ｉ钪袇s是隨處可見，與我們的生活工作息息相關(guān)、密切聯(lián)系。公路橋梁在生活中發(fā)揮著越來越大的作用，扮演著舉足輕重的角色。

1 公路橋梁安全性存在的問題

在我國公路橋梁建設中，造成耐久性和安全性差主要原因就是設計方案不合理：一方面是設計過程中，設計人員沒有深入到橋梁的施工場地，對整個施工區(qū)域的地理環(huán)境、材料供應情況等考察清楚，這就造成設計的方案跟實際脫離。比如說材料問題，作為橋梁施工，一般所處的地理位置比較偏僻，如果設計中要求采用的材料質(zhì)量過高，就要從很遠的地方運輸優(yōu)質(zhì)的石料來施工才能滿足要求，這樣不僅耽誤工期，也使得橋梁的預算提升；另一方面，設計中沒有完善的結(jié)構(gòu)體系或者設計理論。橋梁的設計的最終目的就是設計出科學合理且經(jīng)濟性好的結(jié)構(gòu)方案，并且要選擇合適的安全系數(shù)以及可靠性指標等來使構(gòu)造物的安全性得到保障。而一些設計人員在設計時，往往只是將滿足規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)強度以及安全性，但是對整個體系的細部構(gòu)造、構(gòu)件的選擇、結(jié)構(gòu)的耐久性等考慮不夠，或者沒有將施工中可能出現(xiàn)的失誤考慮進去，完全是一種理想化的設計。公路橋梁的結(jié)構(gòu)整體性不合理，局部受力較集中，很容易造成局部受力較大而出現(xiàn)破壞；或者混凝土標號不滿足要求、保護層設計不合理，容易造成混凝土構(gòu)件的耐蝕度降低，這些問題都造成橋梁的耐久性和安全性降低。

2 提高公路橋梁的安全性設計方法

經(jīng)濟的發(fā)展對于交通也提出了更高的要求，因此我國的公路橋梁建設也迎來了新的挑戰(zhàn)，為了保證橋梁的安全性，在公路橋梁的建設時進行合理的規(guī)劃設計顯得更為重要。公路橋梁在投入使用之后還要承受車輛、風化以及超載等外界因素，隨著時間的累加橋梁本身所使用的材料也會不斷老化，所以從橋梁設計方面著手考慮安全性非常重要。

2.1 充分考慮公路橋梁的荷載強度

現(xiàn)如今，在公路橋梁上超載現(xiàn)象是極為普遍的，究其原因是由于公路橋梁的使用年限比較久，自身的荷載強度也開始下降，同時也就影響了公路橋梁的承載能力：或是由于設計者在設計公路橋梁的過程中，低估了當?shù)剀囕v通行環(huán)境，這樣就使公路橋梁在投入到使用后嚴重超載，就與原來所設計的荷載強度相差甚遠。公路橋梁發(fā)生超載使用后，就會造成內(nèi)部中難以修復的損傷，即便是有效地限制了超載車輛，但是在內(nèi)部的變化上也是很難自行恢復。且如果在公路橋梁建設施工的過程中采用混凝土建造，經(jīng)過一定時間的超載運行后，就會發(fā)生開裂的現(xiàn)象，即便是控制了車流量、對產(chǎn)生裂縫的地方進行了修復、在公路橋梁的內(nèi)部所造成的損害也已經(jīng)減小了彎矩，但是在實際上公路橋梁的強度已經(jīng)發(fā)生了降低，是無法彌補的。

2.2 選擇合適的材料

結(jié)構(gòu)的安全性尤為作用，而對于建筑材料的選擇則會大大的提升公路和橋梁的耐久性。公路或橋梁結(jié)構(gòu)常常出現(xiàn)裂縫的情況，這樣會使空氣和液體進入，增加了對于建筑的腐蝕程度，對建筑非常不利，應選擇合適的材料作為整座橋梁的骨架和填充，之所以說選擇材料是設計上的問題，是因為合適的橋型設計，才能選擇合適的材料作為填充，而且還可以在整體上設計橋梁，整體考慮材料的相應價格，然后做出多方對比，選擇出最合理、最牢固、且價格最低的材料。除此之外，最牢固的橋梁必然存在大量的鋼筋混凝土，正確的配合比都應該在設計中表現(xiàn)出來，并做好規(guī)劃。

2.3 合理選擇結(jié)構(gòu)設計方案

公路橋梁作為公共的交通建筑，安全性是第一大考慮的問題。公路橋梁具體的設計過程中，橋梁設計結(jié)構(gòu)方案的合理、科學及經(jīng)濟性是需要首先考慮的問題，對于公路和橋梁這樣的建筑，合理的結(jié)構(gòu)設計及結(jié)構(gòu)細節(jié)直接決定了建筑的安全性。合理的結(jié)構(gòu)設計方案，可以有效提高橋梁的安全性和耐久性。橋梁的結(jié)構(gòu)設計形式主要分為大跨度橋梁和標準跨徑橋，大跨徑橋梁由于控制因素不同，方案也各不相同，而標準跨徑橋則更多的是具有共性特征。細節(jié)結(jié)構(gòu)設計時對抗各種問題強效有力的措施：在細節(jié)結(jié)構(gòu)上進行創(chuàng)新性的設計，對抗腐蝕性的能力及結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性都會提高，加大保護層的厚度、最優(yōu)材料的選擇、防氧化的處理等，都可以增加建筑的防水排水的能力、抗腐蝕的能力。

2.4 加強鋪裝層的防水設計

橋面鋪裝是橋梁的重要組成部分，設計及施工中應該給予足夠的重視。而橋面鋪裝的損壞又是橋梁病害的主要形式，它嚴重影響了橋梁的使用質(zhì)量，并危及到橋梁上部結(jié)構(gòu)的使用壽命。在實際施工過程中，對于公路橋梁表面的鋪裝層混凝土等級要求較高，需采用密實性較強的C30以上等級的混凝土，混凝土鋪裝層內(nèi)應設置鋼筋網(wǎng)，防止混凝土開裂。加強其防水層設計，一方面加強對公路橋梁鋪裝層頂面的防水設計，尤其是連續(xù)梁的負彎矩段；另一方面，加強泄水管以及伸縮縫處的排水設計，采用復合纖維混凝土或在混凝土中滲入水泥基滲透結(jié)晶材料，可以實現(xiàn)較好的防水效果。

2.5 注重檢查橋梁疲勞損傷

正式使用公路橋梁后，自然環(huán)境以及有害化學物質(zhì)會在一定程度上侵蝕公路橋梁，而且由于車輛荷載、風荷載等方面的影響也會在很大程度上損傷公路橋梁，如果沒有及時處理的話，很容易導致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性斷裂，從而引發(fā)嚴重的安全事故。為了有效避免由于橋梁疲勞損傷造成的安全性問題，使用公路橋梁的過程中應該對橋梁定期進行安全檢測，仔細、認真檢查公路橋梁是不是出現(xiàn)疲勞損傷，一旦發(fā)現(xiàn)問題應該及時采取相應的修復措施，避免造成不必要的損失。

結(jié)束語

安全性、耐久性是橋梁結(jié)構(gòu)設計迫切需要解決的問題。目前我國正處在大規(guī)模建設橋梁之際，我們要充分認識到橋梁結(jié)構(gòu)耐久性、安全性對實施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略、節(jié)約能源、資源和保護環(huán)境所帶來的積極和負面影響，積極借鑒國外成功的經(jīng)驗和做法，從橋梁構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系和設計理念的角度做好耐久安全性的設計研究工作。

參考文獻

[1]姜友生.公路橋涵設計手冊：橋梁總體設計[M].人民交通出版社；第1版，2012年8月.

[2]張輝，王春曉，李聞濤.公路橋梁設計的安全性和耐久性研究[J].交通企業(yè)管理，2014，01：51-52.

[3]趙逵.橋梁設計中的安全性和耐久性研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011，04：151-153.

[4]章日凱.公路橋梁設計中的安全性和耐久性分析[J].交通世界（建養(yǎng).機械），2012，01：154-155.endprint