公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性

李安順

(黔南州交通設(shè)計(jì)院，貴州 都勻　558000)

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公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性及橋梁耐久性

李安順

(黔南州交通設(shè)計(jì)院，貴州 都勻558000)

摘要：通過對(duì)某公路橋梁的工程概況進(jìn)行分析，研究公路橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性存在的問題，并提出了具有針對(duì)性的改進(jìn)策略，希望可以提高我國公路橋梁的安全性和耐久性，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的有效增長。

關(guān)鍵詞：公路橋梁設(shè)計(jì)；安全性；耐久性；改進(jìn)策略

1工程概況

某大橋上部結(jié)構(gòu)的箱梁為三跨變截面連續(xù)箱梁，主跨三跨的跨徑為40 m+65 m+40 m，邊跨的設(shè)計(jì)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁。箱梁頂寬為11.5 m，箱梁兩側(cè)懸臂寬度為2.4 m，箱梁底板寬度超過6.7 m。該大橋的橋面縱坡雙向可以達(dá)到2.7%，橋面橫坡雙向可以達(dá)到2.0%。橋梁的橋臺(tái)結(jié)構(gòu)為重力式U型橋臺(tái)，橋臺(tái)與樁基礎(chǔ)銜接，橋墩為雙柱墩，橋墩基礎(chǔ)利用鉆孔灌注樁技術(shù)進(jìn)行施工，并在橋墩的頂部設(shè)置3 m的等截面段，梁高4.5 m，在邊跨段的梁端設(shè)計(jì)7.5 m等截面段。中跨跨中不設(shè)等截面段，梁高2 m，其余為變截面段，梁底按拋物線漸變。箱梁共設(shè)4道橫隔板。其中墩頂各設(shè)一道為3 m的橫隔板，梁端各設(shè)一道為1.5 m的橫隔板，該公路橋梁的荷載等級(jí)為Ⅰ 級(jí)。

2我國公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問題

2.1設(shè)計(jì)理論和公路橋梁構(gòu)造體系不夠完善

造成我國公路橋梁設(shè)計(jì)存在設(shè)計(jì)理論薄弱的問題，這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)公路橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，沒有對(duì)公路橋梁的強(qiáng)度和耐久性進(jìn)行平衡處理，導(dǎo)致在橋梁設(shè)計(jì)過程中，一味的注重橋梁強(qiáng)度而忽略的耐久性問題。這種現(xiàn)象導(dǎo)致公路橋梁設(shè)計(jì)的整體水平比較低，并沒有規(guī)定嚴(yán)格的安全系數(shù)，導(dǎo)致公路橋梁整體結(jié)構(gòu)存在冗余性不足的問題。在設(shè)計(jì)過程中也沒有明確規(guī)定公路橋梁的使用年限，導(dǎo)致公路橋梁的質(zhì)量事故頻繁發(fā)生，這些問題主要都是因?yàn)楣窐蛄旱脑O(shè)計(jì)理論比較薄弱。

2.2公路橋梁設(shè)計(jì)的整體方案缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性

在對(duì)公路橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要選擇合理的設(shè)計(jì)方案，保證公路橋梁的安全性和耐久性，使公路橋梁各個(gè)結(jié)構(gòu)的連接更加可靠。在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，很多設(shè)計(jì)人員并沒有對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)、材料、維護(hù)等方面的問題進(jìn)行綜合考慮，導(dǎo)致公路橋梁的設(shè)計(jì)并沒有具體的安全指標(biāo)，使公路橋梁的整體結(jié)構(gòu)缺乏延展性。部分結(jié)構(gòu)存在混凝土厚度不足、橫截面較小等現(xiàn)象，導(dǎo)致局部壓力過大時(shí)，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，這些問題都嚴(yán)重影響到了公路橋梁的安全性和耐久性。在公路橋梁設(shè)計(jì)過程中，要對(duì)其結(jié)構(gòu)構(gòu)成、材料選用、施工路線等進(jìn)行綜合考慮，對(duì)公路橋梁運(yùn)行中可能產(chǎn)生的問題進(jìn)行綜合分析，提出有效的預(yù)防措施，保證公路橋梁的施工質(zhì)量，避免公路橋梁設(shè)計(jì)出現(xiàn)安全性和耐久性問題。

2.3我國公路橋梁施工管理的水平比較低

公路橋梁的施工管理對(duì)于提高公路橋梁的安全性和耐久性非常重要，我國很多施工單位為了提高經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省施工成本，選用劣質(zhì)建筑材料進(jìn)行公路橋梁的施工，并且很多施工單位并不具備專業(yè)的管理部門對(duì)施工過程進(jìn)行監(jiān)督和管理，導(dǎo)致公路橋梁的質(zhì)量不能得到保證，安全性比較差。公路橋梁的安全性和耐久性出現(xiàn)問題，很大一部分原因是因?yàn)槭┕べ|(zhì)量沒有達(dá)到規(guī)定要求，我國很多公路橋梁施工企業(yè)的施工隊(duì)伍是由農(nóng)民工組成，施工人員缺乏專業(yè)技能的培訓(xùn)，并且沒有足夠的安全意識(shí)，不能保證公路橋梁施工混凝土配置和振搗的質(zhì)量，導(dǎo)致公路橋梁的安全性和耐久性出現(xiàn)了問題。

橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性不足導(dǎo)致橋梁在正常使用過程中，不能有效的抵抗各方面原因?qū)ζ湓斐傻钠茐模瑥亩l(fā)嚴(yán)重的安全事故。例如橋梁混凝土的耐久性不足，會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂、破碎、滲漏、碳化等安全問題，鋼結(jié)構(gòu)的耐久性不足會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的銹蝕現(xiàn)象，影響橋梁的承載能力。

3提高公路橋梁設(shè)計(jì)安全性和耐久性的改進(jìn)策略

3.1加強(qiáng)公路橋梁施工設(shè)計(jì)前的勘察工作

為了保證公路橋梁設(shè)計(jì)具有足夠的安全性和耐久性，設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)之前需要對(duì)公路橋梁的施工區(qū)域進(jìn)行充分的考察，使勘察資料更加準(zhǔn)確，為公路橋梁的設(shè)計(jì)提供更加準(zhǔn)確的參考。在勘察過程中，要選擇合理的施工路線，保證在有限的施工成本內(nèi)，盡可能的提高公路橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)施工路線對(duì)公路橋梁的具體形態(tài)、材料選擇、施工養(yǎng)護(hù)等進(jìn)行研究，確保公路橋梁的線性弧度、剪力都可以更加科學(xué)，實(shí)現(xiàn)公路橋梁結(jié)構(gòu)性能的最優(yōu)化。在設(shè)計(jì)過程中還要確定公路橋梁的荷載，并對(duì)施工過程中可能發(fā)生的突發(fā)事件制定相應(yīng)的預(yù)案，保證公路橋梁的施工可以順利實(shí)施。

3.2公路橋梁設(shè)計(jì)過程中重視對(duì)疲勞損傷的研究

公路橋梁在正式通行后，車輛的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生一定的荷載，荷載會(huì)使公路橋梁的結(jié)構(gòu)引起震動(dòng)，并且荷載的長期累積還會(huì)使公路橋梁結(jié)構(gòu)引起較大的疲勞損傷，所以設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要重視對(duì)公路橋梁疲勞損傷的研究。由于公路橋梁的設(shè)計(jì)是由多個(gè)結(jié)構(gòu)拼接在一起，在各個(gè)結(jié)構(gòu)連接部分，不可避免的會(huì)出現(xiàn)小的缺陷，這些缺陷由于荷載的長期累積，就會(huì)產(chǎn)生疲勞損傷，如果疲勞損傷不能盡早控制，將會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。我國公路橋梁因?yàn)槠趽p傷而引發(fā)的安全事故非常多，所以設(shè)計(jì)人員需要加強(qiáng)對(duì)公路橋梁各個(gè)結(jié)構(gòu)疲勞損傷的研究。

3.3重視公路橋梁的超載問題，加強(qiáng)對(duì)公路橋梁的養(yǎng)護(hù)管理

公路橋梁的超載問題可以分為幾種，第一種是因?yàn)楣窐蛄涸谠O(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)荷載比較低，不能承受現(xiàn)行的車流量，導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)超載問題。第二種是因?yàn)楣窐蛄旱脑O(shè)計(jì)時(shí)間比較早，公路橋梁屬于超齡運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致橋梁的承載力不足。第三種原因是因?yàn)轳{駛?cè)藛T的違規(guī)運(yùn)營，使公路橋梁的超載現(xiàn)象嚴(yán)重。其中最后一種超載問題比較嚴(yán)重，公路橋梁的超載問題會(huì)導(dǎo)致疲勞損傷加重，使公路橋梁的結(jié)構(gòu)被破壞，而且因?yàn)槌d問題造成的疲勞損傷是不可恢復(fù)的，嚴(yán)重危害了公路橋梁的安全性和耐久性。超載問題使公路橋梁的承載壓力加大，降低了公路橋梁的使用壽命。我國公路橋梁管理部門要加強(qiáng)對(duì)公路橋梁運(yùn)行車輛的管理，并定期對(duì)公路橋梁的安全性和耐久性進(jìn)行評(píng)估，采取一定的養(yǎng)護(hù)和管理措施，降低公路橋梁安全事故的發(fā)生機(jī)率。

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收稿日期：2016-01-21

作者簡介：李安順(1981-)，男，貴州翁安人，高級(jí)，主要從事道路橋梁勘察設(shè)計(jì)研究。

中圖分類號(hào)：U442

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)06-0146-01