路橋設計中的安全性和耐久性分析

李可灝

（中鐵城際規(guī)劃建設有限公司，廣東廣州510000）

0 引言

通常情況下，在路橋工程設計工作開展中，只具備理論內容是遠遠不夠的，還需要對路橋工程項目所處環(huán)境地質結構、水文條件以及氣候特點等因素進行全面了解，將環(huán)境以及經濟等內容融入設計工作中，才能有效提升路橋工程的安全性以及耐久性。但是，隨著我國現(xiàn)代城市發(fā)展水平的不斷提升，人們的生活水平與質量也有了很大的改善，這就使得城市交通工具不斷增加，進而對路橋工程安全性與耐久性等性能提出了更高的要求。結合目前的實際情況來看，我國路橋工程設計與國外發(fā)達國家相比還存在一定的差距，這就對路橋項目建設的安全性與耐久性產生一定的影響。因此，對于路橋工程設計工作人員而言，一定要根據(jù)實際情況采取有效的設計策略，不斷提升路橋安全性與耐久性等性能。

1 加強路橋工程安全性與耐久性設計的重要性

在我國公共基礎設施建設中，路橋工程屬于其中非常重要的組成部分，其建設質量不但影響城市發(fā)展水平，同時與人們日常出行安全也有著非常密切的聯(lián)系。而對于路橋工程建設施工質量而言，很大程度上是受到前期設計階段的影響，由此可以看出，加強路橋工程設計工作有著非常重要的作用。而在路橋設計環(huán)節(jié)中，安全性與耐久性一直都是重點話題，對于市政公路橋梁工程發(fā)展而言有著非常重要的意義。加強路橋工程設計工作，其重要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，有利于提升路橋橋梁施工質量，從而最終達到非常好的施工水平?，F(xiàn)如今，基于我國現(xiàn)代社會經濟發(fā)展背景下，人們對于環(huán)境質量以及出行安全等提出了更高的要求，我國大型路橋項目建設數(shù)量一直呈現(xiàn)出上升的趨勢，因此，在路橋項目施工過程中，一定要加強質量方面的控制工作，通過在設計環(huán)節(jié)中對安全性以及耐久性進行控制，可以在一定程度上提升路橋工程使用年限。

第二，可以降低安全事故發(fā)生概率，為人們出行安全提供非常重要的基礎保障。結合相關的調查結果可以了解到，隨著車輛數(shù)量的不斷增加，也在一定程度上增加了交通安全事故發(fā)生的概率，而導致車輛安全事故出現(xiàn)的主要原因，不只是在施工環(huán)節(jié)中存在一定的安全隱患，也是在前期設計環(huán)節(jié)中，其設計標準達不到技術規(guī)范中的相關要求，從而導致后期容易出現(xiàn)安全事故。因此，在設計階段，加強安全性與耐久性設計工作，能在根本上避免交通安全事故的發(fā)生，從而為人們日常出行安全提供非常重要的保障。

第三，有利于促進經濟穩(wěn)定發(fā)展。在我國社會經濟發(fā)展中，路橋工程建設發(fā)揮著非常重要的推動作用，同時也是非常重要的組成部分。因此，在設計環(huán)節(jié)中，做好安全性與耐久性設計工作，才能促進我國路橋工程建設在未來實現(xiàn)更加長遠的發(fā)展，同時也能為經濟發(fā)展提供更加持久的動力[1]。

2 路橋工程設計安全性與耐久性方面存在的問題

2.1 路橋結構設計等級不高

結合目前的實際情況來看，早期建成使用的橋梁，其設計荷載等級比較低，達不到現(xiàn)代路橋設計規(guī)范中所提出的要求。另外，隨著我國社會經濟水平的不斷提升，在路橋交通網絡中，所涉及行車數(shù)量會一直呈現(xiàn)上升趨勢，這就在一定程度上增加了路橋工程負荷，從而降低了路橋工程的使用安全性與耐久性。

2.2 抗震結構設計不合理

在路橋工程項目設計環(huán)節(jié)中，對于相關的設計工作人員而言，需要對結構抗震設計引起高度重視。由于受我國整體地勢的影響，很多地區(qū)都屬于地震多發(fā)區(qū)，如果路橋結構抗震設計達不到相應的規(guī)范要求，那么一旦發(fā)生地震災害，路橋結構就很難承受住地震帶來的破壞，從而引發(fā)非常嚴重的安全問題。

2.3 缺少耐久性設計

通常情況下，在路橋工程項目設計中，往往沒有對混凝土碳化、凍融破壞、氯離子侵蝕以及防腐蝕設計等因素進行充分考慮。比如，在凍融破壞環(huán)境下，路橋結構會受到一定的影響，進而混凝土結構內部就會發(fā)生相應的改變，這也是結構破損以及脫落等問題產生的主要原因。在混凝土結構中，混凝土本身的彈性模量與結構不斷降低，當出現(xiàn)混凝土碳化現(xiàn)象時，其保護層會受到一定的影響，當鋼筋保護層受到破壞之后，隨之就會產生生銹的問題，進而縮小了鋼筋的表面積。因為混凝土絕大部分結構都是直接處于空氣當中的，所以當空氣的氧氣通過混凝土表面孔隙進入到結構中之后，與堿性物質中的孔隙溶液之間會產生酸堿中和反應。

2.4 施工質量把控方面存在的問題

在路橋工程項目施工中，對于管理工作人員而言，應該始終將工程質量放在核心位置。但是，在實際的路橋工程管理工作中，其質量管理方面仍然存在一定的缺陷，這就造成路橋工程在投入使用之后，經常會面臨安全事故問題的產生，同樣，如果不能將質量管理工作進行全面落實，不但會對各項工作開展造成阻礙，嚴重時還會直接威脅到施工人員的生命財產安全。另外，在路橋工程項目施工中，部分項目缺少完善的監(jiān)管機制，主要是因為部分工作人員沒有工程質量引起高度重視，這就導致很多監(jiān)督管理工作沒有得到全面落實，在對各項施工管理機制進行應用的過程中，往往只體現(xiàn)在形式方面，從而無法對問題進行實際解決，這就導致路橋工程使用過程中各種質量問題不斷產生[2]。

3 路橋設計中提升安全性與耐久性的相關策略

3.1 加強路橋結構抗震設計優(yōu)化工作

在路橋工程結構抗震設計中，對于相關的設計工作人員而言，在面對抗震模型受力比較薄弱的位置時，需要開展嚴格的截面驗算工作，同時對大型路橋結構選擇合適的隔震設計方法，具體主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，構建有限元模型。在面對規(guī)模較大的路橋工程項目時，需要選擇使用SAP2000 有限元分析軟件建立模型，在對有限元模型進行構建的過程中，首先一定要保證柱梁結構以及墩柱結構等按照實際尺寸進行建模。其次，在面對附屬設施時，需要相應增加有限元模型，保證有限元模型與實際結構之間相貼合。一般涉及附屬設備，主要體現(xiàn)在支座、橋面鋪裝以及橫隔板等幾個方面。基于有限元的抗震進行分析，其中，梁、墩及其他關鍵部位，通過正截面強度驗算軟件進行計算，保證最終路橋工程抗震性可以達到相應的標準要求，進而也就能保證達到結構抗震設計規(guī)范中的相關要求。

第二，應用隔震設計。在面對一些比較重要的橋梁結構開展相應的抗震設計工作時，為了有效降低橋墩的地震響應，可以在樁頂安裝相應的隔震支座，或在梁端與橋塔位置安裝粘滯流阻尼器，通過這種方式有利于提升路橋結構的縱橫向抗震性能，進而路橋結構的自振周期也會相應提升，避免與地震災害產生共振現(xiàn)象，這對于提升路橋結構抗震性能有著非常重要的作用。

第三，采用地震結構類型。在路橋工程結構抗震設計環(huán)節(jié)中，為了在更大程度上提升結構的抗震性能，應該在合適的結構形式下，基于整體角度來提升結構穩(wěn)定性，進而也就能提升結構抗扭性能的抗震能力[3]。

3.2 加強路橋耐久性設計

首先需要對水灰比進行嚴格控制，提升混凝土本身強度。通常情況下，混凝土水灰比與混凝土強度之間有著非常密切的聯(lián)系，比如，在混凝土水灰比越小的情況下，混凝土本身的抗壓強度等級就越大。對于混凝土碳化機理而言，主要是指外部環(huán)境二氧化碳與二氧化硫氣體通過裂縫進入到混凝土內部，從而發(fā)生一系列的化學反應。因此，為了能在更大程度上提升路橋結構的密實度，就必須防止腐蝕氣體進入到外界，以提升路橋工程耐久性。

3.3 加強路橋工程安全性設計

在路橋工程安全性設計方面，首先需要對目前設計規(guī)范中存在的缺陷進行不斷完善，進一步提升公路橋梁設計標準，從而為后期路橋工程設計以及施工工作開展提供重要的參考依據(jù)。其次，對于路橋設計單位而言，需要在一定的時間內針對設計人員開展嚴格的培訓工作，通過這種方式不斷提升設計人員綜合素質水平，在實際的施工過程中，才能對施工材料以及機械設備使用等進行合理掌握。另外，長期超載會導致路橋工程受到非常嚴重的疲勞損傷，進而導致路橋結構受到一定的損壞。因此，需要高度重視路橋的荷載范圍，并將各項檢查工作進行全面落實，才能提升路橋工程后期使用效果。

4 結語

綜上所述，在路橋工程設計中，需要對安全性以及耐久性設計工作引起高度重視，對目前設計環(huán)節(jié)中存在的問題進行合理解決。在施工過程中，應該加強安全管理工作，對混凝土材料質量進行嚴格控制，這樣在路橋工程投入使用后，才能避免各類安全問題的產生。