基礎(chǔ)物理學(xué)對(duì)于提高公路橋梁建設(shè)的應(yīng)用研究

何雨興

（渭南高級(jí)中學(xué)，陜西 西安 714000）

1 基礎(chǔ)物理學(xué)應(yīng)用概述

物理學(xué)作為現(xiàn)今社會(huì)建設(shè)中極其重要的組成部分，在各行各業(yè)中充當(dāng)著理論支撐的作用。尤其是物理在學(xué)習(xí)過程中已經(jīng)不是單獨(dú)存在的個(gè)體，物理與其他學(xué)科的結(jié)合更為常見，比如物理化學(xué)、物理生物等。物理作為基礎(chǔ)學(xué)科，主要包括了物理力學(xué)、物理電學(xué)、物理波、物理振動(dòng)、物理光學(xué)、相對(duì)論等方面。其中，各個(gè)方面相互貫通，為建筑行業(yè)提供了理論基礎(chǔ)，尤其在力學(xué)領(lǐng)域，在公路橋梁等建筑的建造、分析、檢測(cè)等方面擔(dān)當(dāng)了極其重要的角色。物理結(jié)合化學(xué)進(jìn)行的失效分析是目前社會(huì)中預(yù)測(cè)機(jī)械零件、公共建筑壽命的主要方法。結(jié)合基礎(chǔ)物理中的受力分析以及氣體流動(dòng)力學(xué)，化學(xué)中的腐蝕、侵蝕等方面分析，可以更加全面、精確地評(píng)估設(shè)備的疲勞程度。物理作為基礎(chǔ)學(xué)科，在生活中占據(jù)著極為重要的位置。

2 公路橋梁建設(shè)存在的風(fēng)險(xiǎn)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，汽車保有量不斷升高。公路橋梁的穩(wěn)固性建設(shè)及后期的護(hù)理與檢測(cè)成了人們極為關(guān)注的問題。在交通運(yùn)輸之中，隨著物流流通的不斷發(fā)展，對(duì)我國(guó)公路橋梁的質(zhì)量要求更加嚴(yán)格。我國(guó)公路橋梁在其投入使用后，其穩(wěn)固性、持久性、應(yīng)力承受能力隨著使用率的提高而不斷降低，加之氣候環(huán)境條件的不斷變化，導(dǎo)致其疲勞壽命不斷縮短，導(dǎo)致我國(guó)公路橋梁破損時(shí)有發(fā)生，對(duì)人們出行、物流運(yùn)輸造成了巨大的影響。在公路橋梁中，伸縮縫的設(shè)置尤其重要。對(duì)于公路橋梁的銜接處，存在熱脹冷縮效應(yīng)、交通物流在行駛過程中的載荷對(duì)其產(chǎn)生的應(yīng)力作用，這都會(huì)導(dǎo)致伸縮縫的變化。伸縮縫的變化會(huì)引起橋梁結(jié)構(gòu)的變化，降低公路橋梁建筑中的物理性能，最終造成公路橋梁路面的變形。

3 公路橋梁建設(shè)的性能分析檢測(cè)

公路橋梁的檢測(cè)一般包括公路橋梁建筑用材的質(zhì)量檢測(cè)，包括材料的強(qiáng)度、密度、硬度、耐蝕性的檢測(cè)。同時(shí)，還包括公路橋梁建筑的整體性結(jié)構(gòu)分析，包括結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、使用的持久性等。對(duì)于公路而言，主要包括路面的承載能力檢測(cè)、抗磨損能力檢測(cè)、膨脹系數(shù)檢測(cè)等方面。而對(duì)于橋梁建設(shè)而言，還需要關(guān)注防洪能力，在河水、海水浸泡下材料的強(qiáng)度、硬度、膨脹系數(shù)等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，以及在建筑方面對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，比如鋼筋的穩(wěn)定性，確保橋梁結(jié)構(gòu)的形變?cè)诎踩秶鷥?nèi)。同時(shí)，還需要關(guān)注的是隨著載荷的增加與使用時(shí)間的推移，對(duì)橋面的承載能力與疲勞程度的檢測(cè)，提供及時(shí)的修護(hù)。更加重要的是，對(duì)于安置伸縮縫的檢測(cè)，由于伸縮縫同時(shí)受到應(yīng)力與溫度多方面的影響，所以，對(duì)伸縮縫的監(jiān)測(cè)有助于降低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

4 基礎(chǔ)物理學(xué)對(duì)公路橋梁的理論支持

基礎(chǔ)物理學(xué)中的力學(xué)是公路橋梁建筑的理論核心。在載荷不斷增加的情況下，應(yīng)力不斷升高，尤其是伸縮縫隙上的應(yīng)力會(huì)對(duì)公路橋梁的結(jié)構(gòu)起到關(guān)鍵性的破壞。應(yīng)注意的是，地殼的不斷運(yùn)動(dòng)涉及到物理學(xué)中的振動(dòng)理論。材料內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)也在無止盡地進(jìn)行振動(dòng)運(yùn)動(dòng)。材料分子的振動(dòng)受到多方面因素的影響，其中，最為重要的還是應(yīng)力與溫度的影響。表現(xiàn)在宏觀表面就是隨著時(shí)間的不斷推移、使用量的積累，路面與橋面會(huì)產(chǎn)生緩慢的形變，積累至疲勞點(diǎn)后，隨著外界壓力的不斷增加，導(dǎo)致路面的損壞以及橋梁結(jié)構(gòu)的坍塌。因此，基于以上提到的安全性檢測(cè)原理，就是利用物理學(xué)中力學(xué)、熱力學(xué)、粒子振動(dòng)原理等物理原理配合化學(xué)原理進(jìn)行的預(yù)防手段。而考慮到公路橋梁的建設(shè)均使用混凝土材料，對(duì)于材料的物理性能分析也是極其重要的方面，材料的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗壓能力等系數(shù)的確定依舊為結(jié)構(gòu)的建設(shè)提供了重要的理論依據(jù)。力矩同時(shí)也是需要考慮的要素之一，裂縫的形成一方面是由于載荷的積累；另一方面，材料內(nèi)部受到的力矩、內(nèi)部拉應(yīng)力、壓應(yīng)力也是變形原因。這些理論分析為尋找檢測(cè)預(yù)防的方法提供了依據(jù)。

5 檢測(cè)與預(yù)防方法

由于公路橋梁的使用過程中存在著諸多的風(fēng)險(xiǎn)因素，因此，對(duì)于其材料、結(jié)構(gòu)的檢測(cè)意義重大。但針對(duì)于現(xiàn)今的檢測(cè)方法仍舊使用著較為傳統(tǒng)的檢測(cè)方法。微損傷及無損傷檢測(cè)技術(shù)正在大力發(fā)展之中，由于在巨大的載荷之下，任何損傷對(duì)于其應(yīng)力集中都會(huì)造成影響，導(dǎo)致裂縫的生成。對(duì)于橋梁而言，基于結(jié)構(gòu)受力分析入手，通過設(shè)計(jì)加固其結(jié)構(gòu)。對(duì)于公路橋梁而言，合適的伸縮縫設(shè)置也是預(yù)防風(fēng)險(xiǎn)的強(qiáng)有力手段。對(duì)于材料混凝土混合比例的選擇，物理性能的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是我們應(yīng)著重關(guān)注的一方面。考慮到內(nèi)部應(yīng)力作用，還需要進(jìn)行力矩的計(jì)算，以便于進(jìn)行合理加固設(shè)計(jì)。綜合以上方面的考量，基礎(chǔ)物理學(xué)對(duì)建筑業(yè)的理論支持重要性不言而喻。

6 結(jié)束語

在社會(huì)高速發(fā)展的時(shí)代，人們對(duì)交通公共建筑的質(zhì)量要求不斷提高。而考慮到建筑業(yè)中存在的物理相關(guān)問題，對(duì)降低建筑風(fēng)險(xiǎn)存在著巨大的影響?；诨A(chǔ)物理學(xué)中，振動(dòng)、摩擦、應(yīng)力等問題的理論分析，為建筑的設(shè)計(jì)提供了理論支持?；A(chǔ)物理學(xué)不僅僅在設(shè)計(jì)方面起到了一定的作用，還在伸縮縫的合理安置、性能檢測(cè)、預(yù)防手段的設(shè)計(jì)中都起到了重要的作用。公路橋梁作為交通運(yùn)輸重要途徑，其風(fēng)險(xiǎn)的降低會(huì)給人們的社會(huì)生活帶來莫大的福音。

［1］柳春光，賈玲玲，李會(huì)軍.一種改進(jìn)的橋梁結(jié)構(gòu)物理參數(shù)識(shí)別算法［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，29（01）：71-74.

［2］成揚(yáng).公路橋梁施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)探討［J］.內(nèi)蒙古公路與運(yùn)輸，2011（06）：24-25.

［3］邱小敏.淺議預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)在公路橋梁中的運(yùn)用及其特點(diǎn)［J］.中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（09）：140-141.