關于路橋設計中的安全性和耐久性研究

裔傳碩

【摘要】目前路橋設計中過分的追求強度，而忽視了耐久性問題。本文就以此為出發點，結合工作實際，對當前市政公路橋梁設計中的安全性和耐久性設計問題進行分析論述。

【關鍵詞】市政公路橋梁；市政公路橋梁設計；安全性；耐久性

引 言

市政公路橋梁的設計問題關系到城市的良性發展，需要引起高度的重視。對于市政公路橋梁來講，設計中最重要的就是要保證安全性和耐久性，確保公路橋梁的使用年限。針對在實際設計過程中存在著一定的問題，本文對這些問題進行具體的分析，并指出解決的措施，以更好的提升公路橋梁的安全性和耐久性。

一、路橋設計中出現安全性及耐久性問題的原因分析

1、設計人員對安全性和耐久性的重視程度不足

在路橋設計過程中安全性及耐久性往往是需要被考慮和重視的，但在現實設計中卻沒有過多的被考慮和重視，其主要原因之一就是設計人員對安全性及耐久性沒有系統的概念。由于路橋所在地區的不同，地理環境及交通流量也存在著很大的差異，而在設計之前，設計人員沒有進行充分的實地考察，對工程地質條件及地基承載能力沒有充分了解，同時也沒進行交通分析及交通流量預測，導致在設計中出現紕漏，影響到路橋后期的使用，縮短路橋使用壽命及給人們出行安全埋下隱患。

2、設計中沒有充分的考慮路橋疲勞損傷程度

所謂的路橋的疲勞損傷是指動荷載（路橋結構所承受的車輛荷載和風荷載）在路橋結構內部產生一定的循環變化的應力，從而對路橋造成一定的結構振動和路橋損傷。路橋的損傷是由路橋存在的一些微小的缺陷逐步發展合并而成的，在很大程度上會造成材料和結構的脆性裂斷。路橋疲勞損傷問題非常嚴重，常常由于該問題的存在，造成多起重大安全事故。而在實際設計過程中，很多設計人員卻沒有充分考慮路橋的疲勞損傷程度，進而無法在結構上以及材料等設計方面進行考慮，最終導致路橋材料和結構的裂斷。

3、設計材料缺乏實用性及合理性

在路橋結構設計過程中，材料的選用不僅涉及到工程的質量安全，而且會嚴重影響整個工程的經濟成本效益，許多材料一旦在施工中被投入使用，就無法挽回其因質量不合格而引起的安全經濟的損失，所以在道路、橋梁工程設計之初就應該結合現場實際情況，對所需材料進行反復地驗證對比，找出經濟質量最優的材料，否則因一時大意疏忽，選錯了工程材料，將會給后期的施工過程帶來嚴重的麻煩。

4、忽視路橋養護工作

要想確保公路橋梁的安全性和耐久性，一定要強化養護工作，這是不容忽視的。但是從當前的情況來看，當道路與橋梁竣工驗收合格交付使用后相關部門對于養護工作又缺乏重視程度，尤其是政府將重點放在了施工環節，這樣多重影響因素下就導致市政公路橋梁的安全性和耐久性受到了一定的威脅。

二、提高路橋設計安全性與耐久性的具體措施

1、完善設計規范，引入耐久性設計新概念

目前我國現行規范理念的側重點仍在于繼續強調結構設計和施工的安全性，這種基于承載能力的設計方法可以保證結構的安全性，但是卻忽略了耐久性，在橋梁運營期間，因結構耐久性引起安全性問題的現象已不容忽視，因此必須轉變設計理念，引入結構耐久性設計，完善設計規范。所謂結構耐久性設計，其核心內容是橋梁的安全、經濟、合理的使用年限問題，也即壽命期問題。歐美等國家已經開始著手制定基于性能的設計規范（performance-baseddesigncode），這是一種基于耐久性要求、全壽命設計和可持續理念的設計規范。

2、加強對路橋的安全性和耐久性設計的重視度

首先，在設計前設計人員需要做好實地勘察工作對所設計的路橋的地質環境做到心中有數，并且進行地質環境資料的收集和整理，分析當地的環境對路橋建設的有利因素和不利因素，并且在設計過程中，充分地利用有利因素，有效的規避不利因素，確保路橋設計的安全性和耐久性。其次，針對路橋結構的安全性及耐久性問題，設計人員在對路橋設計過程中，應該對路橋整體結構的壽命和各個構件的壽命進行綜合性的整體把握，確保路橋層次及結構設計的科學和合理，通過重點把握路橋層次及結構的設計，能夠有效延長路橋的使用壽命，提高路橋的設計質量。

3、合理選擇材料

在設計過程中一定要采用符合規范要求材料并考慮到當地材料供應，盡量做到能夠選取挖取方便，壓實容易，強度高，水穩定性好的材料。同時優化水泥混凝土及瀝青混凝土的配合比設計，使其彎拉強度、高溫穩定性、低溫抗裂性等各項指標滿足要求。對于橋梁設計我們注重水泥混凝土、鋼筋、橋梁伸縮裝置選用等。有針對性地選擇橋臺后填料，提高橋頭路基壓實度。如采用砂石料等固結性好、變形小的填筑材料處理橋頭填土。

4、充分重視路橋的超載問題

道路橋梁出現超載主要有三種情況：首先，車輛出現違規超載現象；其次，路橋通行的車流量超過了原來的設計；最后，早期的路橋服務年限較長，負載運營。后兩者出現的原因是設計荷載與交通量的變化。超載現象會使橋梁的損傷程度加重，甚至會出現一系列的破壞事故。由于超載而引起的橋梁內部的損傷是不容易恢復的，這就嚴重影響了路橋的使用，使其安全性與耐久性受到影響。

5、保證結構的冗余設計、整體性、連續性

橋梁大多屬于桿系結構，在設計過程中應保證結構整體性和連續性，使構件截面變化均勻、平順，這既符合美觀性的要求，也可以提高結構的強度、剛度、穩定性。在設計過程中采用冗余設計可以橋梁更好的面對那些可能發生的問題，結構擁有了安全儲備，就對局部損傷和變形有了較好的抵抗能力，這一點尤其適合我國超載現象嚴重的情況，此外，冗余設計還可以在某些偶然荷載如地震、爆炸等情況下給于結構抗倒塌的能力。

6、完善道路與橋梁養護工作

路橋的安全質量直接影響到人們的生命財產安全，然而路橋日常養護和管理工作是當前公路工程養護管理工作中最為薄弱的一個環節，相關管理部門要加強對路橋養護的重視，只有這樣才能更好地開展路橋養護管理工作，處理好路橋管養過程中遇到的各種問題。在路橋工程的日常管理工作中，一定要提高整個養護隊伍全體人員的綜合素質，制定一系列完善的規章制度，定期開展路橋檢查和維護工作，如有必要還需對路橋進行改造，這樣便可以有效提高路橋使用過程中的安全性和耐久性，為人們創造更好的出行條件。

7、積極借鑒國外的經驗和成果

在國外，非常重視對結構物進行性能設計（ 即 PBD，Performance Based Design），內容包括結構的變形、裂縫、振動、強健性、美觀、耐久性能、疲勞性等。PBD 研究主要是為了使結構在運營過程中除了保證最低的安全性要求外，尚應有良好的使用性能（包括壽命和耐久性、抗腐蝕、耐疲勞性、美觀等 ）。就其本質而言，國外的 PBD 理論，主要研究結構在使用過程中表現出來的服務性能，分析使性能受到弱化的原因和其發生的機理、規律，尋求新的結構設計理念和方法。

結束語

本文主要針對于關于路橋設計中的安全性和耐久性進行了相關方面的分析和研究，通過本文的探討，我們了解到在進行路橋設計過程中通過有效的分析路橋可能出現安全性和耐久性問題的原因，并且有針對性的進行精心設計，能夠確保路橋設計的安全性和耐久性，有效提高路橋設計的質量，確保路橋設計工作的順利完成。

參考文獻

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