探究道路橋梁中的安全性與耐久性設計

王 建 剛

(太原市市政工程設計研究院,山西 太原 030002)

探究道路橋梁中的安全性與耐久性設計

王 建 剛

(太原市市政工程設計研究院,山西 太原 030002)

研究了道路橋梁設計中安全性與耐久性的不足之處，對道路橋梁設計中安全性與耐久性的改進方向進行了探索，并提出了一些增強設計安全性與耐久性的建議，以保證道路橋梁的建設質量，帶動區域經濟的發展。

道路，橋梁，耐久性，安全性

近年來，我國各地區為了在最大程度上滿足區域經濟一體化的發展要求，開始在國家財政與地方政府財政的大力支持下興建各項基建工程，其中公路工程的建設便是整個基建工程中最為關鍵的項目，其建設質量與區域經濟一體化進程有著緊密聯系，所以政府職能部門與全社會十分注重公路交通系統建設。雖然我國道路橋梁設計領域的整體技術水平已經上升至國際領先水平，但是我們無法否認很多道路橋梁設計方案中都匱乏安全性、耐久性等設計，或者是整個設計方案中的安全性與耐久性的技術水平較低，這些問題都會對整個社會經濟的健康發展產生影響，所以要求設計單位要進一步加強道路橋梁設計中的安全性與耐久性設計。

1 道路橋梁中的安全性與耐久性設計概述

安全性主要體現在橋梁的承載能力極限狀態情況。橋梁結構的安全性主要和結構的安全等級、結構重要性系數、結構荷載組合有關，驗算時主要從結構的彎矩、應力、扭矩等方面考慮。耐久性主要體現在橋梁的正常使用極限狀態情況。橋梁結構的耐久性主要和結構材料等級、優劣、組成有關，如最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土強度等級、最大氯離子含量、最大堿含量等，驗算時主要從結構的裂縫、撓度等方面考慮。現階段我國公路工程建設的數量與規模有了很大提升，其主要體現在社會經濟的快速發展對其提出了更多要求，同時在公路工程建設與使用階段的安全事故報道也相對較多，例如，某些公路工程在使用階段發生的橋梁坍塌事故與路面塌陷事故等，這些安全事故的發生都會對廣大社會居民的生命財產安全產生巨大威脅，同時也會對我國各地區的區域經濟一體化進程產生極大的不良影響。本文通過對大量文獻與工程資料的分析發現，導致道路橋梁工程在運行階段出現上述安全事故的主要原因在于，設計單位給予的設計方案中存在較多的設計缺陷，最為突出的問題便是道路橋梁設計方案中安全性與耐久性設計的不合理，再加上部分施工企業的資質不足與施工人員素質偏低等因素影響，導致整個道路橋梁工程在運行階段存在不同程度的安全隱患。部分道路橋梁設計人員在設計過程中沒有結合實際情況，或者是在計算相關數據過程中出現錯誤等問題，最終導致整個道路橋梁工程設計方案的質量不達標，從而使工程在使用階段會出現一些安全性與耐久性的問題。部分設計機構在自身利益的影響下沒有按照國家現行技術標準進行設計，導致整個道路橋梁工程設計方案中存在過多的設計缺陷問題，所以對于設計人員來說只有按照國家相關現行技術標準，對道路橋梁工程耐久性與安全性進行有效設計，才能確保我國公路工程的整體發展狀況可以滿足各地區經濟發展要求。

2 道路橋梁設計中安全性與耐久性的改進方向

2.1 重視結構的耐久性設計

本文認為對于道路橋梁來說其耐久性主要體現在工程的使用壽命方面，道路橋梁在運行階段的使用壽命則決定了工程投資的總體效益，再加上道路橋梁在運行階段容易受到多種因素影響而降低其使用壽命，例如，外界環境因素、施工工藝因素以及施工材料因素等，這些問題都會導致道路橋梁在運行階段的使用壽命不斷降低。相關研究結果表明，道路橋梁設計方案質量與其使用階段的壽命有著緊密聯系，雖然我國道路橋梁設計人員在設計階段十分注重其整體結構的設計質量，但是在設計中卻沒有注重一些細節方面，例如，部分道路橋梁設計方案中對于其后期維護方面的設計缺乏針對性，導致道路橋梁在使用階段的維護與維修難度較大。所以對于道路橋梁設計人員來說其在設計階段應充分重視這些細節設計問題，只有這樣才能進一步提高道路橋梁設計方案的整體效果，并且對于設計人員來說耐久性設計與其他常規設計存在較大差別，所以本文提出推動耐久性設計向定量分析方向過渡，并且設計人員要對設計方案中道路橋梁在運行階段可接受危險水平加以分析與研究，并要對于其在使用階段的可檢測性與可維護性加以論證，這樣才能進一步提高整個道路橋梁工程在使用階段的耐久性。

2.2 注重道路橋梁使用階段的超載問題

現階段我國道路橋梁工程領域在發展中應面對車輛超載這一問題，這是因為部分車輛會存在一些違規超載現象，還有一部分道路橋梁在運行階段的車流量嚴重超過了其設計標準，再加上一部分道路橋梁在長時間使用后會受到地方財政因素影響，使其出現不同程度的負載運營問題，所以對于設計單位來說其在道路橋梁設計階段要高度重視上述問題。道路橋梁工程在運行階段會受到車輛超載等因素影響，使其整體受力損傷程度會變得更加嚴重，這也是導致一些道路橋梁工程在運行階段出現破壞事故的主要原因。由車輛超載所引起的橋梁內部損傷是很難通過維修與維護徹底恢復的，這不僅會導致整個道路橋梁工程在運行階段的使用性能不斷降低，同時也會不斷降低其整體安全性與耐久性，設計人員在道路橋梁安全性與耐久性設計中要重視這一問題，否則勢必會導致當前道路橋梁設計方案質量難以滿足社會發展要求。

3 提高道路橋梁安全性與耐久性設計的建議

道路橋梁在運行階段會受到環境中一些化學物質的侵蝕，并且其需要承受車輛行駛與超載、地震等因素的影響，再加上道路橋梁工程所使用的材料會受到時間因素影響而性能不斷下降，從而使整個道路橋梁結構在荷載的作用下出現受力損傷，因此，設計人員在道路橋梁的安全性與耐久性設計中要基于上述幾個出發點，只有這樣才能不斷提高道路橋梁工程在運行階段的整體使用性能。首先，設計人員在道路橋梁安全性與耐久性設計中要改善表面鋪裝的抗疲勞性能，將道路橋梁鋪裝與主梁有機結合在一起，所以設計人員在設計階段可以在其表面鋪裝的混凝土中，加入鋼纖維的設計方式來達成這一目的，其不僅可以有效改善道路橋梁表面鋪裝層的抗疲勞性，同時也對防止路面開裂等常見質量通病有著重要作用。其次，對于道路橋梁的安全性與耐久性設計來說其防水層是重點內容，橋面鋪裝層與主梁之間加設防水混凝土層的設計，可以進一步提高整個道路橋梁工程的防水性能，但是設計人員要意識到該種剛性防水層在開裂情況下的防水性能會下降，所以本文提出設計人員在該種設計理念下可以考慮使用防水混凝土與防水層相結合的方式，利用雙層防水層來進一步提高道路橋梁工程在運行階段的安全性與耐久性。最后，道路橋梁的安全性與耐久性設計中主梁設計質量則關系到其能否滿足使用要求，主梁作為整個結構體系中最為關鍵的承力構件，設計人員在設計階段要對其整體和局部進行綜合分析，并且要充分考慮主梁在工程使用階段容易出現的積水等問題，避免積水灌滿箱體而導致主梁預應力受到損傷，所以對于設計人員來說其在設計中要充分考慮一些細節問題。本文認為我國道路橋梁設計中的安全性與耐久性設計，應廣泛借鑒國外發達國家的道路橋梁設計經驗，并基于現實角度對道路橋梁設計體系中的缺陷與不足進行分析，并要重視道路橋梁設計過程中的一些細節問題，這樣才能幫助設計人員在設計階段進一步提高設計方案的質量，同時也對提高道路橋梁工程在運行階段的安全性與耐久性有著重要作用。

4 結語

道路橋梁工程設計中的安全性與耐久性會對工程質量、使用性能以及綜合效益產生極大影響，所以要求設計單位要對現行設計體系中存在的問題進行具體分析，以便于其可以在國內外相關領域成熟經驗的指導下來進一步提高安全性與耐久性設計。

[1] 李 芳.芻議橋梁設計中的結構耐久性問題[J].建筑遺產，2013(19)：75-76.

[2] 林前豐.芻議路橋設計中的安全性與耐久性[J].建筑工程技術與設計，2013(7)：91-92.

[3] 徐 維.淺析路橋設計中的安全性和耐久性[J].城市建設理論研究,2014(7)：134-135.

Inquiry on highway bridge safety and durability design

Wang Jiangang

(TaiyuanAcademyofMunicipalEngineeringDesign,Taiyuan030002,China)

The thesis studies defects of highway bridge design in aspects of safety and durability, explores highway bridge design safety and durability improving tendency, and puts forward some suggestions of improving design safety and durability, with a view to guarantee highway bridge construction quality and improve regional economy development as well.

highway, bridge, durability, safety

2015-03-07

王建剛(1982- ),男，工程師

1009-6825(2015)14-0192-02

U447

A