市政公路橋梁設計中的安全性和耐久設計探討

楊峰

摘要：市政工程建設過程中公路橋梁是其中的重要組成部分之一，在進行公路橋梁建設的過程中，設計具有巨大的作用，只有設計滿足安全性以及耐久性的要求，才能確保施工建設的安全和可靠。在進行設計的過程中，人們往往忽視對耐久性進行考慮而過于注重相應的強度要求，長此以往公路橋梁將會處在一個極限狀態之中，產生極為嚴重的后果。因此需要對公路橋梁設計的安全性以及耐久性設計提供一個標準，保證在今后的市政工程建設朝著更加合理化的方向發展。

關鍵詞：市政公路橋梁；市政公路橋梁設計；安全性；耐久性

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2017）06—0122—01

引言

在我國經濟建設的過程中，對公路橋梁進行建設時，人們逐漸關注起安全性以及耐久性的相關設計，由于現階段很多公路橋梁并沒有對橋梁使用年限提出一個明確的要求，更不必說對耐久性的設計了，這樣一來就會造成公路橋梁在使用的過程中突然出現安全事故，人們生命財產受到威脅。因此對安全性以及耐久性方面的設計問題進行了研究，強調橋梁需要維護以及使用的具體條件，將為我國今后的經濟建設帶來重要的幫助。

1市政公路橋梁安全性、耐久性差的主要原因

造成這方面的原因有很多種，其中管理與施工水平較低是普遍存在的一個問題。例如選擇的施工材料達不到應有的強度要求或者是施工工藝在使用的過程中不合理等，一些市政公路橋梁在施工的過程中還存在偷工減料的現象，這些都會對安全性造成致命的打擊，很多市政工程的使用壽命實際上并不能達到預期的目標，并且還會出現一些病害，在這種情況下就更需要采取有效的措施對上述的問題進行解決。

此外，在進行公路橋梁設計的過程中，對于設計理論以及相應的結構構造并不能達到完善的效果。進行結構設計，主要就是要滿足經濟性以及合理f生的要求，但設計過程中，人們往往更多的只是重視結構上安全度的設計，卻忽視了結構構造以及結構材料等內容，在進行施工的過程中，也并不能從根本上杜絕由人為因素引起的問題，所以結構的耐久性就成為當前面臨的一種比較現實的問題。并且受到各種環境因素與使用條件因素的影響，在設計的過程中還會出現很多現實性的問題引起設計的不合理性，所以要想解決上述的問題，就需要對公路橋梁的結構設計進行重新定義，運用現代化的技術手段對公路橋梁工程進行合理設計。

2公路橋梁設計中的改進措施

2.1應該更加重視結構的耐久性問題

在進行市政公路橋梁設計的過程中，應該更加重視結構的耐久性設計，因為在使用時，公路橋梁會受到環境等很多外界因素的影響，造成橋梁受到侵蝕，其自身的性能也會不斷出現退化，在這種情況下，會引起車輛行駛過程中受到安全威脅，國家因此產生極大的損失，所以對結構耐久性進行研究以及合理的設計就顯得更加重要了。在今后的研究中，更加重視對總體結構的處理以及細節方面的設計，并且轉變分析方向，從定性分析轉化為定量分析，更好的促進公路橋梁具有安全性與耐久性。

2.2重視對疲勞損傷的研究

市政公路橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載，荷載在結構內產生循環變化的應力，不但會引起結構的振動，還會引起結構的累積疲勞損傷。由于市政公路橋梁所采用的材料并非是均勻和連續的，實際上存在許多微小的缺陷，在循環荷載作用下，這些微缺陷會逐漸發展、合并形成損傷，并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋不得到有效控制，極有可能會引起材料、結構的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到，但其帶來的后果往往是災難性的。

2.3充分重視市政公路橋梁的超載問題

在市政公路橋梁的使用過程中，應該尤其重視起超載的問題，因為超載現象對公路橋梁的使用壽命影響是極大的，其主要可以分為以下三種情形，一種是修建的時間較早，仍然進行負載運行的老橋，一種是在車輛通行的過程中超出了預期的設計要求，還有一種是車輛出現違規超載的現象。其中后兩種現象在當前是比較普遍的現象。

市政公路橋梁的超載一方面可能引發疲勞問題。超載會使市政公路橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇，甚至會出現一些超載引發的結構破壞事故。另一方面，由于超載造成的市政公路橋梁內部損傷不能恢復，將使得市政公路橋梁在正常荷載下的工作狀態發生變化，從而可能危害市政公路橋梁的安全性和耐久性。如混凝土市政公路橋梁一直被認為具有足夠的耐久性，但在汽車超載作用下，可能發生開裂；裂縫即使在荷載卸除后能夠閉合，但由于混凝土結構內部已經受到損傷，構件的開裂彎距降低、剛度下降；于是在正常使用荷載作用下，超出規范允許的裂縫或產生較大的變形。

2.4借鑒國外的經驗和成果提高橋梁使用壽命

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。

3結語

市政公路橋梁安全性和耐久性不足已成為迫切需要解決的問題，要積極借鑒國外成功的經驗和做法，除了加強施工質量管理外，要從市政公路橋梁設計理念和結構體系和構造的角度做好耐久性的設計。同時，需要加強研究疲勞和超載對于市政公路橋梁結構耐久性的影響。