公路橋梁設計安全性和耐久性的探討

摘 要：隨著經濟發展的不斷深化，對于交通的要求也越來越高，所以修建的高速公路逐年增多，由于我國幅員遼闊，所以地形較為復雜外加橋梁與隧道的不斷增加，使得安全性和耐久性引起了人們的關注。設計師在設計的過程中要有所側重的選擇設計方法，保證在公路橋梁投入使用之后滿足車輛對于安全性和穩定性的需求。文章針對公路橋梁設計的安全性和耐久性進行簡要分析，并且提出建議。

關鍵詞：公路橋梁；安全性；耐久性

經濟的發展對于交通也提出了更高的要求，因此我國的公路橋梁建設也迎來了新的挑戰，為了保證橋梁的安全性和耐久性，在公路橋梁的建設時進行合理的規劃設計顯得更為重要。在耐久性方面主要考慮的是橋梁的抗風化、機械摩擦以及化學侵蝕等方面的能力，安全性主要是指橋梁投入使用時的可靠程度。公路橋梁在投入使用之后還要承受車輛、風化以及超載等外界因素，隨著時間的累加橋梁本身所使用的材料也會不斷退化，所以從橋梁設計方面著手考慮安全性和耐久性是重要的方式。

1 橋梁安全性、耐久性較差的原因

1.1 施工過程存在的問題

橋梁質量的問題很大程度上都來源于施工過程，很多施工單位為了從工程中獲取更多的利益，所以在原材料的投入方面偷工減料，導致施工的標準無法達到要求，當橋梁投入使用之后就會出現耐久性和安全性較差的質量問題，嚴重的時候甚至會出現裂痕、損壞等現象。另外，在施工過程中施工單位管理不到位、施工技術不達標以及施工人員對于施工計劃理解有誤區等因素都可能導致橋梁很多指標無法滿足要求，例如：橋梁縫隙處理及預應力或者是張拉力等，這些問題如果不能避免或者是及時解決就會對橋梁的安全性和耐久性造成損害。針對橋梁施工過程中存在的問題必須要引起重視，施工的質量關系到橋梁后期投入使用的安全性，所以為了保證安全性與耐久性都達到要求必須要從根本做起。

1.2 設計理論體系不夠完善

選擇既經濟又合適的方案是橋梁結構設計中的首要任務，此外，還要注意結構的分析與構件的連接設計等問題，為了使結構的安全性達標必須采用規范的安全體系和可靠的指標進行預計測量。設計理論體系不完善主要體現在兩個方面，第一在橋梁施工或者是使用過程中經常會出現人為的錯誤，常見的問題有混凝土強度不夠、鋼筋直徑過細、結構整體性和延性不足等，這些問題對于橋梁的耐久性均有影響，對橋梁的安全性也造成了不良的影響。第二設計人員自身的問題，在設計過程中往往只注重結構強度的計算以滿足安全要求，對于結構體系、結構材料等耐久性的因素卻忽視。

1.3 設計過程中存在的問題

在進行公路橋梁設計時首先對橋梁結構的設計，只有在基本的結構完成之后才能進行接下來的輔助設計，在橋梁結構方面必須要做到經濟性與科學性兼顧，還要注意設計的結構與當前的實際情況是否符合。在設計過程中安全系數的選擇是重點內容，要保證所選的安全系數在標準允許范圍之內，以國家規范的設計標準為參考依據。另外，要格外注意安全性的要求，也不能忽視耐久性，但是實際設計時設計人員往往只注重安全性的要求而忽視耐久性，因此很多結構設計的細節都會對耐久性造成不良的影響，一旦出現這種情況，施工人員在施工時會增加難度，在橋梁投入使用之后也會面臨諸多問題，降低了橋梁的綜合效益。

2 提高橋梁安全性、耐久性的措施

2.1 科學使用材料

在提高橋梁安全性方面鋼筋混凝土的質量與合理的使用方法都是極其重要的，橋梁結構的適用性、安全性、耐久性都與鋼筋混凝土的質量息息相關，混凝土材料的組成是影響其耐久性的主要因素，混凝土水泥的用量、水和灰的比例以及強度的等級都是影響耐久性的因素。橋規JTGD62對公路橋梁耐久性的設計進行了基本的規定，其內容包括在在不同的環境下結構混凝土的基本要求、最大水和灰的比例、最小水泥用量、最大氯離子和堿含量以及最低的強度等級都進行了限定，為了保證橋梁的安全性和耐久性都符合要求在實際設計施工過程中必須都要嚴格執行?；炷恋哪途眯灾饕獞撟龅揭韵聝牲c，第一為了防止鋼筋銹蝕的現象發生，應該加大混凝土保護層；第二控制或者是防止混凝土出現裂縫。在施工過程中應該控制混凝土出現裂縫，首先是要按照規范的要求正常使用規定的裂縫，其次是要采取構造措施，從這兩方面提高橋梁安全性和耐久性。

2.2 合理選擇結構設計方案

只有適合的結構設計方案才能夠保證橋梁的安全性和耐久性達到要求，所以如何做好合理選擇結構設計方案是極其重要的。大跨度橋梁和標準跨徑橋是橋梁結構設計的主要形式，其中大跨徑橋梁的控制因素各不相同，所以在進行方案選擇時也是不同的，個性特征較強；而對于標準跨徑橋而言則有很多共性的特征。在實際的方案選擇過程中由于標準跨橋梁施工較為方便簡單，并且又經濟實惠，基于這些優點所以應用較為廣泛，而大跨徑橋梁的設計方案則很少采用。因此，在實際橋梁設計施工過程中根據實際情況選擇最佳的結構設計方案是橋梁質量得到保障的重要內容，也是關鍵。

2.3 嚴禁橋梁超載現象發生

在實際的交通運輸過程中橋梁超載情況較為常見，盡管一直以來相關部門都進行嚴格的限制和懲罰，但是卻仍然有很多車輛存在僥幸的心理，忽視超載導致的安全危險。橋梁超載可以分為三種形式，第一種方式為橋梁的實際車流量大于設計所能承受的最大車流量；第二種為車輛違規超載；第三種是早期修建的橋梁超過了使用年限，但是相關部門沒有采取措施而是繼續負載運行。其中最為普遍的是車流量超載和車輛違反交通規則超載這兩種，另外，導致老橋超齡負載和車流量超載的主要原因就是設計荷載隨著時間才變化而變化，外加交通量的不斷增加。橋梁超載所帶來的危害是極大的，經常性的超載會引發橋梁疲勞，嚴重時會導致結構破壞事故的發生；長時間的超載運行使得橋梁在正常狀態下使用時工作狀態就會發生變化，對于橋梁的安全性和耐久性造成極大的不良影響。

2.4 提高耐久性設計的重視程度

橋梁結構在設計過程中設計人員往往更加注重安全性的達標，對于耐久性則會忽視，但是橋梁的設計不能夠只看到竣工之后安全性的達標，更加要注意的是在投入使用之后橋梁必然會受到外界自然環境的影響，例如：雨水的腐蝕、風力的影響以及其他化學物質的腐蝕等。人為因素的影響也是很關鍵的，車輛的超載致使橋梁疲勞運營，在某些特殊地區還會受到地震的損害，這些因素在橋梁設計施工時往往是不會有明顯作用的，都是在橋梁經過長期的使用之后才會表現出來，但是這些因素都會對橋梁造成不同程度的損害，既影響橋梁正常使用又降低了經濟效益，發生這種現象的主要因素究其根本就是在設計方面對耐久性的重視程度不夠。因此切實提高對橋梁耐久性設計的重視，從根本抓起，避免此類現象的發生進而提高橋梁的使用壽命。

3 結束語

經濟的發展離不開交通的支持，公路橋梁是交通運輸的重要組成部分，在實際中橋梁的安全性與耐久性問題不斷引起人們的關注，傳統的橋梁設計方法已經不能夠滿足如今的橋梁要求。橋梁的安全性和耐久性會受到施工過程、設計體系不完善以及設計過程問題等的影響，我們應該從科學使用材料、合理使用結構設計方案、嚴禁橋梁超載現象的發生以及提高對耐久性設計的重視等方面著手，解決當前存在的問題。

參考文獻

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