公路橋梁設計的安全性和耐久性探討

高海龍

摘 要：公路橋梁是我國基礎交通建設的重要設施，隨著我國現(xiàn)代經濟建設的步伐加快，我國的公路橋梁的安全性、耐久性的建設要求也越來越高。其中，安全性和耐久性已成為現(xiàn)階段設計工作中的重點內容。論文對橋梁設計中安全性及耐久性定義進行論述，明確其必要性，并從上部結構、下部結構、隔震設計、疲勞損失檢查、原材料質量等方面分析了橋梁安全性與耐久性設計要點，旨在保證橋梁整體質量。

關鍵詞：公路橋梁設計;安全性;橋梁耐久性

引言

作為我國交通主要形式之一，公路橋梁的搭建可以將行車路線減短， 即便是在復雜的環(huán)境中，也可以實現(xiàn)功能做效率的提升，出行效率的提升。作為我國主要的交通形式之一，就復雜的公路環(huán)境，通過搭建公路橋梁，能夠減短行車路線。我國人口數(shù)量急速增加，機動車的數(shù)量也不斷上漲。在公路橋梁設計建設過程中，其安全性、耐久性屬于施工重點與施工難點。只有滿足這兩點，才可以解決大型機械設備對橋梁承載的影響，避免自然環(huán)境對橋梁的腐蝕，延長橋梁的使用壽命。

1 公路橋梁安全性和耐久性的必要性分析

橋梁在交通基礎設施中不可或缺，其安全性和耐久性均會對橋梁的運營水平帶來影響。安全性可通過結構負載等指標衡量;耐久性與施工技術、材料質量及維護管理等息息相關。若公路橋梁存在安全性或耐久性方面的問題，將嚴重影響車輛的正常通行秩序，埋下安全隱患。因此，掌握混凝土材料的耐久性能劣化過程，是混凝土橋梁耐久性研究的基礎;此外，為了確保建成的混凝土橋梁在使用期限內有足夠的耐久性，就必須同步提升橋梁的耐久性施工技術和質量控制方法。由此可見，對于公路橋梁的設計來說，應該把安全性和耐久性作為重點考慮，并不斷進行研究。

2 公路橋梁安全性與耐久性的影響因素

2.1 設計方案不合理

通常來說，在進行公路橋梁設計時應對技術可行性、成本控制等諸多方面的內容進行綜合考慮，并依據(jù)相關行業(yè)規(guī)范及國家標準的要求來合理選擇安全系數(shù)。但結合實際情況來看，對于偏遠地區(qū)或自然環(huán)境較差的地區(qū)，低等級公路的橋梁設計方案、結構選擇不靈活。批量化設計導致很多橋梁結構選型不適應本道路或不適應跨越本河流結構臃腫。設計方案都過于側重安全性設計，而對于橋梁整體結構體系、使用材料、實際耐久性以及后續(xù)運行過程中的各種干擾因素所造成的影響的考慮則存在一定的不足。如此便導致公路橋梁在運營期間極易受到各種因素的影響，進而導致公路橋梁的安全性和耐久性無法達到設計預期。

2.2 設計理念落后

在我國現(xiàn)代科學技術的帶動下，我國的公路橋梁工程建設水平也在不斷提升，現(xiàn)有的公路橋梁的設計理念、設計技術以及設計環(huán)境也在逐步完善，但在傳統(tǒng)設計理念的影響下，我國的很多設計單位對信息設計理念的認識不明確，如設計流程還需要進一步優(yōu)化，現(xiàn)有的公路橋梁設計結構設計方面有所欠缺，在實際公路橋梁的整體性設計中，沒有綜合考慮安全系數(shù)等因素，導致橋梁的整體耐久性不足，而設計優(yōu)化意識也有所欠缺，整個橋梁體系的穩(wěn)定性和應力系統(tǒng)都沒有及時更新。

2.3 施工不規(guī)范

在建設過程中施工不規(guī)范屬于常見問題，受到施工環(huán)境的影響，會加劇工作強度。雖說施工隊伍具有一定的工作能力，但是缺少專業(yè)技術的支持，很難確保施工規(guī)范，嚴重影響安全性及耐久性建設。在預應力使用器件，需要支護結構、鋼筋結構的支撐。但是，由于人員缺乏技能支持，即便是圖紙再完善，設計再合理，也很難確保實際與預期契合。

3 公路橋梁設計的安全性和耐久性策略

3.1 截面抗震抗裂

在開展公路橋梁截面設計階段，要確保結構整體性，將正面承載的荷載傳遞到下部結構，確保公路橋梁的承載力得到科學分解。在進行抗震及抗裂設計，要考察截面科學性與合理性，在工程整體設計中作用與意義顯著。公路橋梁截面作為工程核心，其抗震與抗壓能力關系著使用壽命，會影響結構、安全。機體設計，并在實踐過程中，就不同結構，不同截面， 要先測量，合理計算，精準取值。確?？箟簲?shù)據(jù)客觀、抗震數(shù)據(jù)有效。在公路橋梁抗裂設計中，要檢測混凝土結構的預應力，按照混凝土結構裂痕的三等級標準（三級是可以出現(xiàn)裂縫，但不會影響預應力，不會影響結構;二級指的是共存標準為標準與非標準;一級為不能出現(xiàn)裂縫的混凝土結構），實地檢測之后，合理測算每個截面位置，判斷其受壓情況，模擬運算，科學分析，提升工程性能（抗震與抗壓）。

3.2 以合理的方式使用材料

混凝土是橋梁結構的主要組成元素，其質量將對成橋施工效果帶來顯著影響。當混凝土工程性能良好時，將十分有助于提高橋梁結構的安全性和耐久性。對于混凝土質量來說，配合比是影響的主要因素，因此必須嚴格控制水泥、水等各類材料的用量，從而更好地形成相互作用的混合材料體系。為保證混凝土的配合比具有合理性，需在大面積施工前組織工藝性試驗，并對比分析實際施工效果與設計要求的關系，同時根據(jù)實際施工的情況合理優(yōu)化配合比，來確定施工效果最佳狀態(tài)下的配合比控制標準。確保混凝土具有足夠的耐久性，可起到如下效果：（1）有效保護鋼筋， 以免其在與外界潮濕空氣等環(huán)境因子接觸后發(fā)生銹蝕現(xiàn)象，充分發(fā)揮出鋼筋在橋梁結構中的作用;（2）提高混凝土結構的完整性，以免其出現(xiàn)裂縫、破損等質量問題。

3.3 加強保護層設計

保護層設計主要針對的是鋼筋混凝土構件，避免鋼筋與大氣直接接觸造成碳化現(xiàn)象。一般將構件內部鋼筋到構件表面的距離就是保護層的厚度，保護層厚度越大外界侵入構件內部的概率就越小，間接提高了鋼筋混凝土構件的耐久性，。但要注意保護層厚度太大也會起到反作用，受到外來壓力時，所產生的裂縫也會變大，安全性反而會降低，所以必須合理設計構件保護層厚度，針對不同地區(qū)、不同環(huán)境、不同構件，鋼筋保護層厚度必須滿足規(guī)范要求。另外為了加強構件的耐久性，混凝土強度的設計也尤為關鍵，如果施工時選用的低強度的水泥，配置的混凝土卻是高強度的，那么水泥用量就會大幅增加，不僅耗費資源，而且水化熱大澆筑的混凝土構件極容易產生裂縫，相反情況也會產生弊端，因此混凝土的強度設計也要進行規(guī)范。

3.4 采用最新的公路橋梁設計技術

建議相關設計人員在進行公路橋梁設計時，深入分析和研究橋梁設計安全性和耐久性相關技術，積極按照國家的工程設計標準和規(guī)范要求， 確定公路橋梁的安全性和耐久性參數(shù)，明確施工工藝技術的具體設計標準和內容，并對橋梁結構整體性進行分析，進而科學控制各材料的配置、選用，最終對公路橋梁的安全性和耐久性進行深入研究，為后期的實際設計工作提供有利的基礎。

4 結束語

本文對公路橋梁設計安全性、耐久性進行了綜合研究，得知公路橋梁設計對我國的交通事業(yè)發(fā)展和建設有著重要的推動意義，其安全性、耐久性決定了工程建設的整體質量。為了加強工程產品管控，從根源上做好控制管理，公路橋梁設計單位要做好安全性、耐久性管理，采用科學有效的措施實現(xiàn)設計風險管控，最終提升公路橋梁項目施工的整體質量。

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