市政道橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性

劉芳

安慶市建筑工程施工圖審查有限責(zé)任公司 安徽安慶 246000

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展下，城市化進(jìn)程的加快，使得人們對(duì)于交通出行提出了更高要求，市政道橋作為基礎(chǔ)性交通建設(shè)工程，在數(shù)量、規(guī)模隨之提升情況下，也面臨著一定問(wèn)題。道橋設(shè)計(jì)作為施工的基礎(chǔ)與前提，怎樣合理科學(xué)的設(shè)計(jì)道橋基礎(chǔ)工程，提高施工可操作性，保障投入設(shè)計(jì)成果后美觀大方、安全性高、使用壽命長(zhǎng)，仍需設(shè)計(jì)師加強(qiáng)研究。

1 市政道橋設(shè)計(jì)安全性與耐久性價(jià)值

道橋安全性體現(xiàn)在極限承載力，結(jié)構(gòu)安全性與結(jié)構(gòu)重要洗漱、安全等級(jí)及結(jié)構(gòu)組合荷載均有密切聯(lián)系，設(shè)計(jì)驗(yàn)算等也需要從結(jié)構(gòu)扭矩、彎矩及應(yīng)力方面綜合考慮[1]。道橋耐久性則是指正常應(yīng)用橋梁極限狀態(tài)，與橋梁結(jié)構(gòu)安全相比，耐久設(shè)計(jì)則要求更高，更為復(fù)雜，涉及結(jié)構(gòu)材料組成、質(zhì)量、等級(jí)等多個(gè)方面，如最小水泥用量、最大水灰比、氯離子含量、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、結(jié)構(gòu)裂縫、堿含量、撓度等，均會(huì)影響道橋耐久性。

現(xiàn)階段，我國(guó)道橋工程建設(shè)規(guī)模、數(shù)量均不斷增加，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，也在建設(shè)工程與使用過(guò)程中產(chǎn)生更多安全事故。如，應(yīng)用某些道路工程中，產(chǎn)生路面塌陷或橋梁坍塌情況，不僅會(huì)威脅人們生命安全，還阻礙了各地區(qū)一體化經(jīng)濟(jì)發(fā)展。根據(jù)分析可知，道橋工程安全事故產(chǎn)生原因在于以下幾點(diǎn)：一方面是設(shè)計(jì)方案存在缺陷，結(jié)構(gòu)、材料等有所不足，影響了道橋設(shè)計(jì)安全性；另一方面則是施工企業(yè)未能有效落實(shí)設(shè)計(jì)要求，人員素質(zhì)較低，造成施工中埋下了安全隱患，動(dòng)搖了道橋工程根基。因此，相關(guān)部門需加強(qiáng)道橋工程設(shè)計(jì)，通過(guò)完善設(shè)計(jì)方案，方可為道橋工程質(zhì)量提供支持，維護(hù)出行安全。

2 市政道橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性措施

2.1 注重材料設(shè)計(jì)

在道橋設(shè)計(jì)中，水泥作為混凝土材料之一，其質(zhì)量對(duì)于混凝土承受強(qiáng)度、使用穩(wěn)定性具有直接影響。如，硅酸鹽水泥與粉煤灰水泥存在化學(xué)成分差異，導(dǎo)致兩者穩(wěn)定性、強(qiáng)度參數(shù)有所不同，投入項(xiàng)目后對(duì)道橋施工質(zhì)量也有所影響。所以，需結(jié)合道橋施工地區(qū)的水文特征、溫度、環(huán)境等選擇水泥[2]。并且，在水泥攪拌中，按照設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果添加外加劑，減緩混凝土碳化速度，合理控制水灰比。分析混凝土含氣量（見(jiàn)表1），面對(duì)高強(qiáng)度混凝土水灰比使用指標(biāo)較小，如若水灰比較高，則會(huì)降低混凝土強(qiáng)度與密實(shí)度，導(dǎo)致外部腐蝕性氣體進(jìn)入工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，進(jìn)而影響工程質(zhì)量，需對(duì)水灰比嚴(yán)格控制，為混凝土穩(wěn)定性、強(qiáng)度提供支持。

表1 混凝土含氣量（%）

2.2 注重疲勞損傷

道橋結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載、車輛荷載、人為、地震等因素下，不僅會(huì)造成內(nèi)部道橋結(jié)構(gòu)不斷積累疲勞應(yīng)力，引發(fā)疲勞損傷，還會(huì)受到道橋施工不均勻性與非連續(xù)性影響，加上以上荷載反復(fù)作用，導(dǎo)致道橋路面產(chǎn)生宏觀裂紋，造成脆性結(jié)構(gòu)破壞。面對(duì)道橋疲勞損傷，設(shè)計(jì)人員一是將目光放在混凝土疲勞環(huán)節(jié)、耐腐蝕性方面，工作內(nèi)容以耐久性、安全性設(shè)計(jì)為主，規(guī)劃設(shè)計(jì)張，做好水文特征、地質(zhì)地貌勘察工作，設(shè)計(jì)初期即辨別可能造成疲勞損傷的因素，采取措施對(duì)其加以控制，保證設(shè)計(jì)合理性與科學(xué)性；二是分析道橋承受荷載最大能力，借助施工技術(shù)、施工設(shè)備、施工工藝等全面分析道橋結(jié)構(gòu)應(yīng)力，減少疲勞損傷；三是設(shè)計(jì)過(guò)程中采取虛擬技術(shù)演示和還原工程設(shè)計(jì)，通過(guò)3D打印技術(shù)探究部分磁療強(qiáng)度、安全及耐久性，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率的全面提高。

2.3 注重抗震設(shè)計(jì)

在道橋結(jié)構(gòu)中，為避免地震影響道橋工程穩(wěn)定性，則應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)可應(yīng)用隔震支座，通過(guò)隔震支座或減震制作，提高臺(tái)、墩和梁體之間連接部位阻尼與柔性，進(jìn)而將橋梁地震反映減小，且減小臺(tái)、墩承受水平地震力。并且，還能借助橋墩延性實(shí)現(xiàn)減震設(shè)計(jì)，將部分位置延性提高，發(fā)生地震后即可可形成穩(wěn)定性較強(qiáng)的延性塑性鉸，以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用周期，耗散地震能量。同時(shí)，還可以采取新型減震結(jié)構(gòu)，即為型鋼混凝土，在混凝土上包裹型鋼，提高混凝土抗剪承載力，促進(jìn)延性提升，以提高抗震性能。該結(jié)構(gòu)不僅可分散、吸收地震能量，還可以產(chǎn)生隔絕能量作用，減小道橋地震反應(yīng)，控制結(jié)構(gòu)變形在彈性合理范圍中。

2.4 注意應(yīng)用新技術(shù)

現(xiàn)階段，道橋工程設(shè)計(jì)中部分存在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度不足等問(wèn)題，導(dǎo)致后期易發(fā)生設(shè)計(jì)變更，不僅影響施工進(jìn)度，還會(huì)降低設(shè)計(jì)質(zhì)量，增加施工風(fēng)險(xiǎn)。在道路設(shè)計(jì)中也是如此，數(shù)值如若產(chǎn)生差錯(cuò)，會(huì)對(duì)道路后期應(yīng)用造成影響，也會(huì)引發(fā)道路保養(yǎng)問(wèn)題，可采取虛擬技術(shù)、建筑模型等分析工程設(shè)計(jì)情況，尋找其中不足之處，以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。通過(guò)強(qiáng)化設(shè)計(jì)施工管理，積極應(yīng)用新型施工技術(shù)與材料等，緊跟時(shí)代步伐，提高自身能力，進(jìn)而保證設(shè)計(jì)方案適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，市政道橋工程設(shè)計(jì)中，易受到多方面影響降低工程安全性與耐久性，影響出行安全及城市規(guī)劃要求。因此，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，通過(guò)注重材料設(shè)計(jì)、疲勞損傷、抗震設(shè)計(jì)及應(yīng)用新技術(shù)的方式，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案不足之處，提高我國(guó)道橋設(shè)計(jì)水平。