公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性的分析探討

劉博

摘 要 自20世紀(jì)末開始，我國公路橋梁工程進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，各類路橋工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。隨著公路橋梁工程的運(yùn)營，使用過程中需要面對(duì)各類復(fù)雜情況，橋梁耐久性會(huì)逐漸降低。而且，隨著各類車輛的增加，橋梁承載能力面臨越來越大的考驗(yàn)，各部構(gòu)件的老化速度也在加快。為提升公路橋梁的安全性、耐久性，需要在設(shè)計(jì)過程中加以重視，采取有效措施解決可能面臨的問題，從而保證公路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 公路橋梁設(shè)計(jì);安全性;耐久性

引言

現(xiàn)如今，在人們生活中，確保道路暢通以及道路建設(shè)的安全性是根本要求，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展與進(jìn)步，我國城市流動(dòng)人口數(shù)量不斷增加，機(jī)動(dòng)車數(shù)量也有了明顯的增加，無形中增加了公路的負(fù)擔(dān)，在進(jìn)行公路橋梁建設(shè)的時(shí)候，為了能夠適應(yīng)目前的現(xiàn)代化需求，讓經(jīng)濟(jì)能夠長遠(yuǎn)的得以進(jìn)行發(fā)展，就必須要能夠?qū)窐蛄旱陌踩砸约澳途眯缘膯栴}提高更多的重視，使人們的出行能更加便捷舒適。

1影響公路橋梁安全性和耐久性的主要問題

（1）設(shè)計(jì)方案不合理。決定橋梁整體建設(shè)質(zhì)量的關(guān)鍵因素是安全性和耐久性，因此要保證橋梁建設(shè)的安全性和耐久性，必須要保證橋梁建設(shè)設(shè)計(jì)的合理性。設(shè)計(jì)作為橋梁建設(shè)的關(guān)鍵一步，不僅具有一定難度，而且對(duì)整體橋梁建設(shè)的質(zhì)量影響極大。部分施工人員在橋梁施工時(shí)，過于注重橋梁結(jié)構(gòu)安全，忽略了實(shí)際施工現(xiàn)狀與需求相結(jié)合，這不僅會(huì)影響整體施工質(zhì)量，而且不利于橋梁建設(shè)的正常使用，不僅對(duì)整體工程建設(shè)無益，還會(huì)使橋梁的安全性和耐久性降低。

（2）施工單位能力不足。橋梁坍塌事件頻發(fā)，對(duì)人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全無疑造成了極大的損失。據(jù)調(diào)查顯示，在2014-2019年，眾多橋梁事故中有30座橋梁發(fā)生坍塌現(xiàn)象，坍塌事故造成嚴(yán)重傷亡的同時(shí)，也導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)損失。調(diào)查研究這些事故發(fā)現(xiàn)，事故頻發(fā)的最關(guān)鍵因素就是施工單位的能力不足[1]。

2公路橋梁設(shè)計(jì)中安全性及耐久性優(yōu)化策略

2.1 減少公路橋梁結(jié)構(gòu)疲勞與損傷

隨著汽車保有量的不斷提升，公路橋梁所承載的汽車流量越來越大，由于汽車荷載不斷遞增，如果不能對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)有效的設(shè)計(jì)，就會(huì)導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)變形，產(chǎn)生一定的安全隱患。因此在進(jìn)行公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，必須要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和交通現(xiàn)狀，使公路橋梁設(shè)計(jì)符合當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)發(fā)展，有效應(yīng)對(duì)車流量所帶來的影響。公路橋梁所面臨的工作環(huán)境十分苛刻，還有許多不利因素會(huì)影響到橋梁的安全性和耐久性。除了汽車荷載對(duì)公路橋梁造成的影響之外，風(fēng)荷載與人群荷載同樣會(huì)影響到公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于這些荷載所產(chǎn)生的大量應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)頻繁的震動(dòng)，導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)損傷和過度疲勞。如果不重視這一問題，任由其頻繁的影響，就會(huì)擴(kuò)大損傷范圍，甚至?xí)a(chǎn)生較大的裂縫，不僅影響到橋梁的美觀程度，還會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的安全問題。疲勞和損傷問題屬于細(xì)節(jié)問題，如果不仔細(xì)觀察，難以發(fā)現(xiàn)，一旦未及時(shí)發(fā)現(xiàn)后果不堪設(shè)想。因此，必須要合理進(jìn)行公路橋梁的設(shè)計(jì)，有效減少其所面臨的疲勞與損傷，提高公路橋梁的耐用性與安全性。從構(gòu)件、連接件、鋼筋部分、混凝土應(yīng)力極限入手，小范圍的檢驗(yàn)循環(huán)應(yīng)力性能，對(duì)微觀技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行仔細(xì)的檢查，避免出現(xiàn)疲勞和損傷問題。

2.2 頻繁超載問題處理

公路橋梁實(shí)際設(shè)計(jì)過程中需要了解該工程中的超載原因，以便選擇最優(yōu)化的處理措施。一般情況下，公路橋梁的超載分為3種情況：公路橋梁運(yùn)營時(shí)間久、超出設(shè)計(jì)車流量、車輛頻繁違規(guī)超載等。公路橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)由于較為頻繁從超載問題積累出較為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)性損傷，最終甚至無法進(jìn)行修復(fù)。即使橋梁后續(xù)運(yùn)營通車總量滿足設(shè)計(jì)車流量標(biāo)準(zhǔn)，且車輛都能合理控制載重量，不存在超載問題，隨外部因素變化，橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應(yīng)力分布也會(huì)出現(xiàn)各種類型的變化，最終對(duì)公路橋梁的安全性、耐久性產(chǎn)生影響[2]。橋梁結(jié)構(gòu)在外部荷載作用下，可能出現(xiàn)面層開裂等問題，即使后續(xù)外在荷載卸除，表面的開裂問題已經(jīng)形成，內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，無法自行恢復(fù)，橋梁構(gòu)件開裂的彎矩也在減小、強(qiáng)度也在下降，最終出現(xiàn)較大的形變或縫隙，嚴(yán)重影響公路橋梁的安全性、耐久性。因此，必須充分關(guān)注公路橋梁頻繁出現(xiàn)的超載問題，合理控制車流量，做好車輛違規(guī)超載情況的管控。

2.3 重視截面抗震抗裂

截面抗震抗壓設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)控制過程中的重要組成部分。在抗震抗壓方面，對(duì)道路橋梁的使用壽命和結(jié)構(gòu)安全有著直接影響。在具體施工設(shè)計(jì)的過程中一定要注意合理地進(jìn)行測量取值，保證抗壓抗震系數(shù)的有效性和客觀性。在公路橋梁抗震方面需要依照混凝土結(jié)構(gòu)裂痕的三個(gè)等級(jí)有效展開，具體如下：三級(jí)主要指的是可以產(chǎn)生裂縫的應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，二級(jí)主要指的是可以產(chǎn)生非標(biāo)準(zhǔn)組和標(biāo)準(zhǔn)組合兩種工程的標(biāo)準(zhǔn)，一級(jí)是不能產(chǎn)生裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)。在直接進(jìn)行檢測的過程中一定要合理的模擬運(yùn)算受壓、受彎曲的界面，并且對(duì)設(shè)計(jì)過程中整體的抗震性能進(jìn)行分析。

2.4 重視細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

進(jìn)行公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要重視細(xì)節(jié)，要結(jié)合實(shí)際情況選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)類型。制定簡易的結(jié)構(gòu)模型，明確橋梁的受力結(jié)構(gòu)，要重視結(jié)構(gòu)的冗余設(shè)計(jì)，全面保障橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性與安全性。要結(jié)合施工的環(huán)境，提高橋梁的耐用性，避免風(fēng)沙和流水對(duì)橋體造成的腐蝕影響。合理選擇設(shè)計(jì)材料，全面保障混凝土的質(zhì)量，必要時(shí)可設(shè)置保護(hù)層，利用抗腐蝕性能良好的材料，減少環(huán)境對(duì)橋梁造成的破壞[3]。

3結(jié)束語

綜上所述，為了能夠有效地讓公路橋梁的安全性與耐久性獲得全面提升，就必須要能夠?qū)κ┕さ脑牧弦约跋嚓P(guān)的工作設(shè)計(jì)方案還有疲勞方面的探索與超載問題進(jìn)行全面的討論，要不斷引入一些國外的先進(jìn)方案，確保橋梁設(shè)計(jì)能夠擁有更加嚴(yán)格的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，從而使我國的公共橋梁能夠獲得更高的耐久性和安全性，促進(jìn)公路橋梁建設(shè)可以獲得全面提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉勇.市政公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久設(shè)計(jì)探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017，（3）：231-232.

[2] 陳艾榮，馮師蓉，馬如進(jìn).基于分項(xiàng)安全系數(shù)的混凝土橋梁耐久性設(shè)計(jì)方法研究[J].公路交通科技，2014，31（9）：64-70.

[3] 胡娜.公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性的分析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017，（6）：243-244.