淺談公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性

劉小偉

摘 要：在公路橋梁的設(shè)計(jì)工作中，其安全性和耐久性是衡量設(shè)計(jì)水平的重要指標(biāo)，對使用的質(zhì)量安全也有重要影響。因此，本文主要對公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和橋梁耐久性的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：公路橋梁設(shè)計(jì);耐久性;安全性

在如今的社會環(huán)境下，我國的公路橋梁工程建設(shè)得到了良好的推動，為了能夠保證公路橋梁的耐久性和安全性，需要在設(shè)計(jì)階段就加以重視，對設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的優(yōu)化。

1. 公路橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性存在缺陷的原因

衡量公路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量的指標(biāo)有多方面，其中安全性和耐久性就是兩個很重要的指標(biāo)。通常橋梁耐久性差的具體表現(xiàn)主要有，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)老化問題，使用時(shí)間過長，結(jié)構(gòu)的耐久性下降。另外是結(jié)構(gòu)的密實(shí)性較差，在設(shè)計(jì)時(shí)對混凝土材料的標(biāo)準(zhǔn)沒有標(biāo)明具體參數(shù)，建設(shè)時(shí)又缺少監(jiān)督，因而容易使橋梁出現(xiàn)裂縫。再者是由于發(fā)生碳化問題，結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)損傷，鋼筋的表層保護(hù)破損，出現(xiàn)銹蝕問題，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的耐久性。這些方面的表現(xiàn)說明在進(jìn)行路橋設(shè)計(jì)時(shí)就存在一定的問題，影響了后續(xù)的工程建設(shè)。在公路橋梁工程的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)階段往往考慮更多的是公路橋梁結(jié)構(gòu)的靜態(tài)設(shè)計(jì)，動態(tài)化分析公路橋梁的力學(xué)結(jié)構(gòu)、物理性能、材料性質(zhì)等方面存在一定的不足[1]?？萍荚诓粩噙M(jìn)步的過程中，公路橋梁工程建設(shè)的環(huán)境也在逐步發(fā)生改變，在這樣的情況下，公路橋梁設(shè)計(jì)的理念就需要及時(shí)的順應(yīng)社會發(fā)展形勢，對公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行更新優(yōu)化。而在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中，對安全性的考慮較多，因此設(shè)計(jì)時(shí)安全系數(shù)都盡可能的選擇較大的，但這就對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生一定的負(fù)面影響，使得設(shè)計(jì)方案還不夠科學(xué)化。公路橋梁的設(shè)計(jì)工作需要考量的方面較多，技術(shù)工藝的選擇、經(jīng)濟(jì)性、安全性等方面需要嚴(yán)格的控制相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)才能夠使公路橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量得到有效的保證[2]。不過，設(shè)計(jì)方案的合理性還需要進(jìn)一步提升。通常在進(jìn)行公路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的人員大多考慮的是以結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的大小來保障結(jié)構(gòu)的安全性，而有關(guān)耐久性、材料性能測試、結(jié)構(gòu)布局以及后續(xù)投入使用的客觀因素和人為因素的考慮不夠全面，在部分細(xì)節(jié)問題上的設(shè)計(jì)并沒有嚴(yán)格的按照規(guī)范要求進(jìn)行，從而影響了后續(xù)工程施工建設(shè)的質(zhì)量，橋梁的耐久性和安全性得不到保障。

2.公路橋梁工程的安全性和橋梁耐久性設(shè)計(jì)

在建設(shè)公路橋梁工程時(shí)，關(guān)于安全性和橋梁耐久性需要從設(shè)計(jì)工作過程中加以重視，設(shè)計(jì)人員針對安全性和耐久性方面的具體要求，綜合考慮工程建設(shè)的技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性等因素，使設(shè)計(jì)更好的滿足工程建設(shè)的要求，保證公路橋梁工程的質(zhì)量。

2.1做好工程設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作。通常要想保證公路橋梁工程設(shè)計(jì)與實(shí)際相符合，在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作前，都需要對工程建設(shè)地進(jìn)行勘察，而為了提高公路橋梁的安全性和耐久性，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)同樣需要到施工地及其周圍進(jìn)行調(diào)查，對各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行準(zhǔn)確的測量收集，這樣在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)才能夠保證結(jié)構(gòu)中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)的精確[3]。工程結(jié)構(gòu)的安全性以及耐久性還需要結(jié)合材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)布局產(chǎn)生的應(yīng)力等，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，都需要充分的分析各個影響因素，對設(shè)計(jì)的公路橋梁在投入使用后的承載力以及維護(hù)工作中可能存在的問題進(jìn)行分析，做好應(yīng)急預(yù)案，確保公路橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2.2樁基設(shè)計(jì)。樁基的設(shè)計(jì)工作效果會對公路橋梁工程建設(shè)的質(zhì)量產(chǎn)生最直接的影響，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，樁基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)問題需要重點(diǎn)把握，對橋梁樁基的穩(wěn)定性參數(shù)和安全性參數(shù)進(jìn)行綜合的考慮。公路橋梁通常在使用時(shí)會承受較大的荷載，設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合施工建設(shè)地的地質(zhì)參數(shù)，對單個樁基最大承載力進(jìn)行確定，以便在后續(xù)的施工建設(shè)中能夠?qū)唧w的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效把握。同時(shí)在設(shè)計(jì)方案中明確的表明，樁基的建設(shè)需要進(jìn)行靜荷載測試，以保證建設(shè)的質(zhì)量符合設(shè)計(jì)的要求[4]。

2.3抗震設(shè)計(jì)。公路橋梁工程建設(shè)中，有關(guān)抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分重要的內(nèi)容，在工程設(shè)計(jì)的有關(guān)實(shí)施細(xì)則中明確的規(guī)定了抗震設(shè)計(jì)的要求，在結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)中有了明確的參考。特別是在橋梁的深基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，要明確的要求樁基建設(shè)穿越液化土層，這樣在實(shí)際的建設(shè)過程中才能夠更好的保證樁基埋設(shè)的穩(wěn)定性。對于建設(shè)淺基礎(chǔ)的小橋工程，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作要做好，橋梁設(shè)計(jì)需要保證結(jié)構(gòu)縱向的強(qiáng)度，保證梁端不會發(fā)生位移。

2.4重視疲勞損傷問題。公路橋梁工程在投入使用后通常會受到各種外界環(huán)境變化的影響，同時(shí)還有荷載的不斷增加，人為因素和自然因素會使橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生循環(huán)應(yīng)力，這樣結(jié)構(gòu)就容易發(fā)生共振現(xiàn)象，使橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷狀況。這種問題的不斷深化，損傷問題連續(xù)累積，在橋梁的疲勞損傷達(dá)到承受力的最大值時(shí)，會使整體的結(jié)構(gòu)受到影響，出現(xiàn)裂縫等問題，嚴(yán)重的話就會容易斷裂甚至是坍塌，影響橋梁的耐久性和安全性。通常公路橋梁如果出現(xiàn)疲勞損傷，在初期是難以發(fā)現(xiàn)的，而要是經(jīng)過不斷的累積，對使用安全就會產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。如果能夠?qū)窐蛄旱氖褂眠M(jìn)行疲勞損傷的實(shí)時(shí)監(jiān)測，就可以很好的監(jiān)管路橋結(jié)構(gòu)的裂縫等問題，保證使用的安全。所以，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對公路橋梁的疲勞損傷問題要加以重視，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要關(guān)注整體的構(gòu)件變化情況，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)將構(gòu)件的腐蝕情況以及疲勞損傷問題深入分析，然后在設(shè)計(jì)方案中進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。

2.5預(yù)防超載設(shè)計(jì)。公路橋梁一般在投入使用后都會承受較大的荷載，經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行，超載問題容易發(fā)生，這就對公路橋梁的耐久性和安全性產(chǎn)生負(fù)面的影響。通常來講，公路橋梁出現(xiàn)超載主要有車輛的違規(guī)行駛、車流量超過設(shè)計(jì)的最大限度、投入使用的時(shí)間過長、使用年限超過設(shè)計(jì)時(shí)限等。雖然公路橋梁的混凝土材料在耐久性方面有較好的表現(xiàn)，但是出現(xiàn)超載情況，經(jīng)過長期的累積，就會使耐久性下降。如果經(jīng)常出現(xiàn)超載問題，橋梁的結(jié)構(gòu)中就會容易發(fā)生累積性的損傷，嚴(yán)重的話就無法進(jìn)行有效維護(hù)。另外，在公路橋梁投入使用后，車輛行駛的流量在符合設(shè)計(jì)要求、沒有超載的情況下，在受外部環(huán)境的影響下，結(jié)構(gòu)的應(yīng)力也會隨著不斷使用而發(fā)生一定的改變，進(jìn)而影響其耐久性和安全性。如果出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，損傷無法逆向恢復(fù)，結(jié)構(gòu)部件的彎矩也會發(fā)生改變，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受影響而產(chǎn)生形變。因此，在進(jìn)行公路橋梁的設(shè)計(jì)工作時(shí)，需要對預(yù)防超載問題進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。設(shè)計(jì)階段將預(yù)防超載的措施加入進(jìn)去，以使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加科學(xué)合理，預(yù)先考慮到投入使用的超載問題，做好預(yù)案，就可以有效的提高路橋的耐久性和安全性。

2.6加強(qiáng)對設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)的使用優(yōu)化。在增強(qiáng)公路橋梁的耐久性和安全性方面，可以使用先進(jìn)的技術(shù)，將其加入到設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，以技術(shù)提高設(shè)計(jì)水平。根據(jù)工程建設(shè)中的嚴(yán)格要求，對相關(guān)的參數(shù)進(jìn)一步明確，設(shè)計(jì)方案中體現(xiàn)出對施工工藝的合理化選擇，積極的使用先進(jìn)的技術(shù)，使設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)得到不斷的改進(jìn)優(yōu)化，以數(shù)據(jù)化的方式分析耐久性和安全性的技術(shù)關(guān)鍵，量化處理可以提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

結(jié)束語

總之，公路橋梁工程建設(shè)的耐久性和安全性需要從設(shè)計(jì)階段就加以重視，通過不斷的改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，使結(jié)構(gòu)質(zhì)量更加有保證，這樣公路橋梁在投入使用后才能更加安全，使用更加長久。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉寧. 公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性的分析[J]. 珠江水運(yùn)， 2018（08）：64-65.

[2] 張金寶. 公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性的分析[J]. 建材與裝飾， 2018 （03）：277.

[3] 趙耿. 公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性的分析探討[J]. 城市建設(shè)理論研究：電子版， 2019.