市政公路橋梁設(shè)計中的安全性和耐久性探討

陳永輝

【摘要】公路橋梁長期以來始終屬于市政工程建設(shè)中重要組成之一，設(shè)計則是橋梁建設(shè)的靈魂所在，有著很重要的作用。只有公路橋梁設(shè)計符合耐久性以及安全性的要求，方能保障公路橋梁的安全可靠。然而近年來，仍舊存在部分設(shè)計者在進行市政公路橋梁設(shè)計時考慮不夠周全，過于重視對強度的設(shè)計，進而忽略了對橋梁耐久性、安全性方面的設(shè)計，長此以往，當(dāng)設(shè)計投入施工后，會致使橋梁長期處于極限狀態(tài)，存在較大的安全隱患，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重后果。鑒于此本文論述了關(guān)于提升橋梁設(shè)計耐久性和安全性能的相關(guān)建議，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】市政公路;橋梁設(shè)計;耐久性;安全性;策略研究

隨著經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，人們開始更加關(guān)注市政公路段的交通安全問題，而公路橋梁建設(shè)的耐久性以及安全性問題，則成為被人們熱點關(guān)注的話題之一。就目前階段來講，仍舊存在部分公路橋梁并未對設(shè)計者提出明確使用年限要求的狀況，而耐久性設(shè)計更是常常被人們所忽略，如此一來，會致使橋梁存在諸多不利于通行者人生安全的問題，甚至在使用公路橋梁的時間階段內(nèi)，出現(xiàn)突發(fā)性的安全事故，在一定程度上嚴(yán)重威脅到了通行者的人身安全，因此耐久性與安全性問題在市政公路橋梁設(shè)計中必須要得到足夠的重視。

1、影響公路橋梁耐久性和安全性的客觀原因

1.1方案設(shè)計存在缺陷

方案設(shè)計存在缺陷時影響我國市政公路橋梁安全性能與耐久性能的重要原因之一。公路橋梁建設(shè)相比于其他類型的市政公路工程來說對設(shè)計人員以及施工人員的專業(yè)素質(zhì)要求更高。目前來講，我國相關(guān)領(lǐng)域的設(shè)計人員普遍存在整體專業(yè)素質(zhì)不高、文化水平較低的現(xiàn)象，部分工作人員不僅缺乏扎實、專業(yè)化的理論知識，還尚且未具備豐富的實踐設(shè)計經(jīng)驗，無疑對我國部分地區(qū)的市政橋梁的建設(shè)造成了一定的阻礙。與此同時，部分設(shè)計人員并未在設(shè)計前詳細(xì)了解并接觸地質(zhì)、氣候等施工環(huán)境，存在設(shè)計缺陷。除此之外，部分設(shè)計者更加關(guān)注公路結(jié)構(gòu)強度的設(shè)計，并未將實際情況與理論相結(jié)合，從而忽略了安全性能和耐久性能方面的設(shè)計，方案存在設(shè)計缺陷。以上問題，往往會致使市政公路橋梁存在功能缺陷，直接影響到橋梁的正常使用，無法有效保障使用者的人身安全。

1.2缺乏先進的施工技術(shù)

公路橋梁建設(shè)是一項極具復(fù)雜性的施工作業(yè)，需要輔以專業(yè)化的施工人員、技術(shù)人員、設(shè)計人員以及大型機械設(shè)備作為保障，方可實現(xiàn)高質(zhì)化建設(shè)。但從我國目前的基本國情考慮來看，尚未具備最先進的重型機械設(shè)備設(shè)計團隊和生產(chǎn)力，且由于各種因素，難以購置到最先進的技術(shù)和設(shè)備，從根本上對我國橋梁建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展造成了制約因素。再加上我國市政公路橋梁建設(shè)單位普遍存在員工流動性不強、人員冗余的特征，存在大量的進取心不強的員工，難以吸收相關(guān)領(lǐng)域的精英人才，導(dǎo)致我國市政公路橋梁建設(shè)缺乏先進施工技術(shù)[1]。

2、提高市政橋梁耐久性能與安全性能的方法

2.1設(shè)計前做好準(zhǔn)備工作

為了有效保障公路橋梁的使用壽命和施工質(zhì)量，設(shè)計單位需要預(yù)先做好設(shè)計準(zhǔn)備工作。及時組建勘察隊伍，對設(shè)計到橋梁施工的水文條件以及地址條件展開專業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、全面的實地勘察，保障勘察報告的可靠性和真實性，為市政公路橋梁施工設(shè)計預(yù)先準(zhǔn)備更有參考價值、實用價值的資料，為該項工程設(shè)計出一條安全系數(shù)高、施工成本小的施工路線。不僅如此，相關(guān)人員在設(shè)計時，還需對市政公路橋梁的后期養(yǎng)護、施工材料、具體方案、施工模式進行綜合性、整體性的考量。在橋梁施工技術(shù)這一方面的設(shè)計尤其需要更加嚴(yán)謹(jǐn)，旨在保障公路橋梁基準(zhǔn)線、剪力、線性弧度的合理性、科學(xué)性以及實效性，合理設(shè)定公路橋梁的承載力，將結(jié)構(gòu)設(shè)計的性能最大化[2]。

2.2關(guān)注防腐材料的合理化應(yīng)用

在設(shè)計市政公路橋梁的過程中，作為新時代產(chǎn)物，環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的應(yīng)用可有效降低周圍環(huán)境對市政公路橋梁的腐蝕性影響，若能夠?qū)⑵浜侠磉\用，則可有效提升橋梁的使用年限，保障其耐久性。與此同時，錨頭區(qū)極易出現(xiàn)被腐蝕的狀況，嚴(yán)重時，甚至?xí)?dǎo)致橋梁坍塌，鑒于此，橋梁設(shè)計者可在設(shè)計環(huán)節(jié)，合理采用耐腐蝕的環(huán)氧樹脂材料將錨頭區(qū)域密封，以此來降低橋梁被環(huán)境侵蝕的概率。但需要注意，公路橋梁所使用的建筑材料無法完全保證其均勻性和連續(xù)性，在復(fù)雜且不斷變化的環(huán)境下極易發(fā)生擴散，產(chǎn)生損傷。鑒于此，為提高市政公路橋梁的安全性，改善這類問題，設(shè)計者在設(shè)計環(huán)節(jié)需要對橋梁結(jié)構(gòu)以及在疲勞荷載的情況下橋梁的反應(yīng)深入展開研究和分析，并積極尋找相關(guān)的解決措施，此外，在有充裕時間及實踐機會的情況下，還需要認(rèn)真分析并考慮風(fēng)力荷載和交通荷載對橋梁結(jié)構(gòu)造成的影響[3]。

2.3加強防護措施

一般來講，當(dāng)公路橋梁投入應(yīng)時，會有一些不可抗力對橋梁產(chǎn)生損傷，甚至還會存在部分破壞力超于橋梁承受范圍的現(xiàn)象，再加上有些損壞力會直接留有明顯痕跡且難以恢復(fù)，會直接影響到橋梁的使用期限。為了最大限度規(guī)避此類現(xiàn)象的產(chǎn)生，在設(shè)計公路橋梁的環(huán)節(jié)，可積極引進先進的設(shè)計原理，最大程度的加強橋梁堅固性，亦或是設(shè)計環(huán)節(jié)中適當(dāng)加入斜拉橋索錨，以此來降低由于橋梁疲勞而引發(fā)的損傷。此外，為了加強防護，需要嚴(yán)格強化車輛通行管理的力度，嚴(yán)謹(jǐn)超載車輛通行。相關(guān)部分需做好安全知識普及措施，以此來降低超載現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.4優(yōu)化設(shè)計抗震結(jié)構(gòu)

在抗震設(shè)計環(huán)節(jié)，需要對受力較薄弱的抗震模型部位展開“截面驗算”針對部分大型橋梁結(jié)構(gòu)，采取合理的隔震設(shè)計，具體措施如下：第一，有限元模型的建立。針對大型橋梁結(jié)構(gòu)，利用SAP2000軟件建立相關(guān)橋梁模型，以實際尺寸對墩柱結(jié)構(gòu)主梁結(jié)構(gòu)進行建模，并將橫隔板、橋面鋪裝、支座等一些附屬設(shè)施結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為質(zhì)量，融入有限元模型之中，以此來確保實際結(jié)構(gòu)與模型結(jié)構(gòu)的吻合度。針對有限元結(jié)構(gòu)中的其他關(guān)鍵部件，使用專業(yè)驗算軟件對其正截面強度進行計算。第二，應(yīng)用合理的隔震設(shè)計?？梢酝ㄟ^在橋塔、梁端位置增設(shè)黏滯流體阻尼器，在樁頂位置設(shè)計隔震支座來優(yōu)化橋梁結(jié)構(gòu)的抗震性能。

結(jié)語：

總而言之，在新時代背景下，為滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求，國內(nèi)市政橋梁建設(shè)工程的規(guī)模漸漸在不斷擴大，人們開始逐漸意識到公路橋梁耐久性、安全性的重要意義，對橋梁設(shè)計和工程質(zhì)量提出了更高的要求，鑒于此，設(shè)計者需充分了解并積極研究增加橋梁耐久性和安全性的設(shè)計方案和相關(guān)措施，進而全面提升公路橋梁工程的建設(shè)水準(zhǔn)。

參考文獻：

[1]李旺.探討市政橋梁設(shè)計中的安全性及耐久性[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（30）：167.

[2]劉勇.市政公路橋梁設(shè)計中的安全性和耐久設(shè)計探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（03）：231-232.

[3]賴丙娣.市政公路橋梁設(shè)計中的安全性和耐久設(shè)計探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（06）：257-258.