公路橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性分析

郝 彬

（山東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，山東濟(jì)南 250031）

1 公路橋梁設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

（1）未規(guī)范公路橋梁設(shè)計(jì)市場(chǎng)。

在公路橋梁建設(shè)時(shí)，交通部門(mén)應(yīng)以城市發(fā)展實(shí)際為基礎(chǔ)，科學(xué)合理地規(guī)劃公路橋梁工程。公路橋梁建設(shè)周期較長(zhǎng)，施工規(guī)模相對(duì)較大，數(shù)量較多。農(nóng)村公路的危橋改造項(xiàng)目比較多，大多數(shù)為中小型橋梁，單個(gè)公路橋梁的投資規(guī)模較小。建設(shè)單位對(duì)公路橋梁工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)工作不重視，在選擇設(shè)計(jì)單位時(shí)，未嚴(yán)格考核設(shè)計(jì)單位的實(shí)際資質(zhì)，選擇一些不具備高水平資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位對(duì)路橋工程項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)參差不齊，無(wú)法確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性。部分公路橋梁項(xiàng)目未對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行調(diào)研和資料收集工作，細(xì)節(jié)資料的真實(shí)性、準(zhǔn)確性較低，部分隱蔽資料易被忽略。同時(shí)，未對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格審核與修正，會(huì)影響設(shè)計(jì)圖紙的質(zhì)量，可能導(dǎo)致后續(xù)公路橋梁施工與設(shè)計(jì)圖紙存在較大偏差。若出現(xiàn)問(wèn)題，將導(dǎo)致工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)成本上升，影響工程質(zhì)量、公路橋梁的安全性與耐久性。

（2）未科學(xué)設(shè)計(jì)公路橋梁結(jié)構(gòu)體系。

在開(kāi)展公路橋梁設(shè)計(jì)工作時(shí)，應(yīng)以公路橋梁的具體結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，確保公路橋梁結(jié)構(gòu)與連接構(gòu)件設(shè)計(jì)合理。在選擇公路橋梁施工材料時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)施工材料控制工作，保證結(jié)構(gòu)體系的安全系數(shù)，保證工程項(xiàng)目整體、局部材料的安全性，使公路橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系滿足建筑規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不斷提高公路橋梁的耐久性、安全性。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，未充分考慮公路橋梁結(jié)構(gòu)的整體性、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全系數(shù)等問(wèn)題。在對(duì)受力情況進(jìn)行計(jì)算時(shí)，未進(jìn)一步審核計(jì)算結(jié)果，在設(shè)計(jì)方案中受力標(biāo)識(shí)不明顯，路橋局部構(gòu)件的受力較大。一些工程的上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)均未達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求，降低了公路橋梁的耐用性、安全性。

（3）未嚴(yán)格根據(jù)要求開(kāi)展公路橋梁的設(shè)計(jì)方案審核。

公路橋梁設(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、復(fù)雜性，為了確保公路橋梁的設(shè)計(jì)質(zhì)量，應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行嚴(yán)格審核，以有效控制公路橋梁設(shè)計(jì)效果的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。審核設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)對(duì)施工材料性能、結(jié)構(gòu)安全系數(shù)、公路橋梁設(shè)計(jì)的整體性進(jìn)行嚴(yán)格審核，保證施工內(nèi)容與相關(guān)公路橋梁建設(shè)規(guī)定相符合。同時(shí)，應(yīng)排查在設(shè)計(jì)方案中存在的不足和漏洞，并及時(shí)進(jìn)行修正和改進(jìn)。在實(shí)際公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，未根據(jù)相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展審核作業(yè)，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案中存在的問(wèn)題，影響設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性。在具體的設(shè)計(jì)工作中，相關(guān)部門(mén)會(huì)模糊設(shè)計(jì)與審核工作的界限，未聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的審核人員開(kāi)展設(shè)計(jì)方案審核作業(yè)，影響審核工作的有效性，導(dǎo)致最終的設(shè)計(jì)方案存在問(wèn)題，影響公路橋梁項(xiàng)目的安全性、耐久性[1]。

2 提高公路橋梁設(shè)計(jì)安全性與耐久性的措施

2.1 改進(jìn)設(shè)計(jì)理念

完善的設(shè)計(jì)理念可確保公路橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量，在公路橋梁的具體設(shè)計(jì)工作中，堅(jiān)持安全性、耐久性的設(shè)計(jì)理念，在公路橋梁工程設(shè)計(jì)中，充分利用安全性、耐久性的設(shè)計(jì)理念，重視公路橋梁設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的監(jiān)督與管理工作，不斷提高公路橋梁設(shè)計(jì)水平。相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)我國(guó)公路橋梁的建設(shè)規(guī)范、公路橋梁的設(shè)計(jì)原則，對(duì)公路橋梁構(gòu)件和結(jié)構(gòu)連接部位進(jìn)行深入分析，保證其安全系數(shù)可滿足國(guó)家安全指標(biāo)要求，不斷提高公路橋梁的穩(wěn)定性、牢固性，確保公路橋梁投入運(yùn)行后安全性、穩(wěn)定性。除此之外，應(yīng)重視工作人員的培訓(xùn)教育工作，加強(qiáng)在設(shè)計(jì)前的資料分析工作，確保設(shè)計(jì)人員對(duì)公路橋梁項(xiàng)目的具體情況有全面了解，重視設(shè)計(jì)參數(shù)的控制工作。

2.2 重視公路橋梁損傷性設(shè)計(jì)

公路橋梁設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮橋梁承受的荷載作用力較大，易在橋梁內(nèi)部出現(xiàn)循環(huán)應(yīng)力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞損傷等各種問(wèn)題。隨著疲勞損傷的不斷累積、擴(kuò)展，會(huì)導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)宏觀裂縫。在這種情況下，若未采取科學(xué)措施對(duì)裂縫進(jìn)行控制會(huì)導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)裂縫、坍塌等問(wèn)題。在對(duì)公路橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)全面分析橋梁損傷特點(diǎn)并開(kāi)展有效的設(shè)計(jì)工作，并以公路橋梁疲勞損傷的具體特點(diǎn)為基礎(chǔ)對(duì)公路橋梁的整體性能進(jìn)行分析。目前，公路建設(shè)部門(mén)較為重視公路橋梁疲勞損傷問(wèn)題，已積極采取各種措施對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行合理控制，有利于防止公路橋梁在后期使用過(guò)程中出現(xiàn)各種安全事故。

在對(duì)公路橋梁損傷設(shè)計(jì)進(jìn)行分析時(shí)，此類(lèi)問(wèn)題一般出現(xiàn)在橋梁的部分構(gòu)件上，會(huì)導(dǎo)致橋梁受損部件失效，影響公路橋梁的使用安全性。在斜拉橋設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中，拉索錨固端易出現(xiàn)疲勞損害。在對(duì)公路橋梁損傷特點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，需要根據(jù)具體的公路橋梁類(lèi)型掌握疲勞損傷多發(fā)部位，提高耐疲勞性能較低部件的安全性、耐久性設(shè)計(jì)質(zhì)量，提高公路橋梁的性能[2]。

2.3 加強(qiáng)公路橋梁截面抗震性與抗裂性設(shè)計(jì)

通常情況下，在對(duì)公路橋梁截面抗震、抗裂性能進(jìn)行設(shè)計(jì)研究時(shí)，應(yīng)以橋梁的不同結(jié)構(gòu)取值進(jìn)行科學(xué)判斷。對(duì)橋梁不同構(gòu)件的抗震性與抗裂性進(jìn)行分析時(shí)，需要對(duì)公路橋梁的不同橫截面進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。工作人員需要充分考慮橋梁軸心受力、彎曲結(jié)構(gòu)的影響，并開(kāi)展有效的裂縫寬度模擬工作，對(duì)裂縫的具體情況進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算。再以獲取的計(jì)算值對(duì)公路橋梁的截面抗裂性、抗震性進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，充分保證公路橋梁的耐久性、安全性。

2.4 充分考慮公路橋梁超載問(wèn)題

在對(duì)公路橋梁安全性和耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮到公路橋梁存在的超載問(wèn)題。

（1）橋梁超出使用年限后處于負(fù)載運(yùn)行的狀態(tài)。

（2）公路橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，車(chē)流量超過(guò)橋梁的設(shè)計(jì)流量。

（3）車(chē)輛在行駛過(guò)程中，出現(xiàn)超載情況。

影響公路橋梁安全性、耐久性的主要因素為超載，如果公路橋梁長(zhǎng)期處于超載的狀態(tài)，易導(dǎo)致橋梁內(nèi)部出現(xiàn)難以修復(fù)的損傷，影響橋梁的正常負(fù)荷運(yùn)行，將無(wú)法保障橋梁安全性、耐久性。在混凝土橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中耐久性較強(qiáng)，受汽車(chē)超載影響，易出現(xiàn)嚴(yán)重的開(kāi)裂問(wèn)題，在卸載后裂縫問(wèn)題可自行閉合，但混凝土內(nèi)部受到的損傷無(wú)法修復(fù)的，易出現(xiàn)剛度或彎矩下降等情況。在對(duì)公路橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)公路橋梁超載情況進(jìn)行深入研究，并對(duì)超載問(wèn)題進(jìn)行科學(xué)處理。

2.5 對(duì)先進(jìn)的耐久性技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用

為了推動(dòng)我國(guó)公路橋梁建設(shè)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，應(yīng)有效應(yīng)用耐久性技術(shù)。

（1）在公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，可有效應(yīng)用提升耐久性的措施，掌握影響公路橋梁耐久性的相關(guān)參數(shù)，并合理確定耐久性技術(shù)。

（2）在橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，須保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求相符合。

（3）在大跨徑橋梁設(shè)計(jì)中，應(yīng)重視橋梁的耐久性、安全性，以保證耐久性技術(shù)的有效性。

（4）在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮材料本身的耐久性、綜合性能。

（5）工作人員應(yīng)重視公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)控制、管理工作，并根據(jù)公路橋梁的具體施工情況，及時(shí)更新檢測(cè)方法，以準(zhǔn)確掌握公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的整體性能。工作人員應(yīng)利用科學(xué)合理的措施，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行全面分析，并制定科學(xué)合理的方法，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，保證混凝土結(jié)構(gòu)可滿足公路橋梁耐久性、安全性的具體需求。

2.6 其他措施

在公路橋梁建設(shè)施工的過(guò)程中，應(yīng)重視公路橋梁施工過(guò)程的管理工作，保證路橋工程的施工過(guò)程嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行，提高施工效率的同時(shí)，保證施工質(zhì)量。在公路橋梁建設(shè)管理過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)管理機(jī)制。

（1）應(yīng)對(duì)施工流程進(jìn)行嚴(yán)格控制。

在公路橋梁的具體施工期間，應(yīng)加強(qiáng)材料質(zhì)量選購(gòu)工作的管理力度，保證材料質(zhì)量與設(shè)計(jì)要求相符合。除此之外，須嚴(yán)格控制施工各流程，每完成一個(gè)施工環(huán)節(jié)后，應(yīng)開(kāi)展有效的審核和檢查工作，保證施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求后，再進(jìn)行下一階段施工，保證路橋工程的施工質(zhì)量，提高路橋工程的安全性及耐久性。

（2）應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工人員的培訓(xùn)，做好技術(shù)交底工作。

在實(shí)際施工中，應(yīng)不斷提高施工人員的安全責(zé)任意識(shí)，重視在施工過(guò)程中的質(zhì)量管理，避免盲目施工，須按照公路橋梁的施工建設(shè)規(guī)范、具體的施工要求開(kāi)展施工作業(yè)，不斷提高公路橋梁的施工質(zhì)量[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，須重視提升公路橋梁的安全性、耐久性。在具體的設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)明確公路橋梁設(shè)計(jì)工作具有較強(qiáng)的復(fù)雜性、系統(tǒng)性，設(shè)計(jì)工作人員須從公路橋梁工程的整體出發(fā)，按照路橋工程的安全性、耐久性的設(shè)計(jì)理念，并根據(jù)我國(guó)公路橋梁建設(shè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展公路橋梁設(shè)計(jì)作業(yè)。在設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)全面掌握影響公路橋梁安全性、耐久性的各因素，同時(shí)加強(qiáng)控制管理力度，提高公路橋梁設(shè)計(jì)水平，保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性、合理性，為公路橋梁后續(xù)施工提供準(zhǔn)確指導(dǎo)，提高公路橋梁的施工效率，保證公路橋梁的施工質(zhì)量，不斷提升我國(guó)公路橋梁建設(shè)水平，推動(dòng)我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)發(fā)展。