橋梁工程設(shè)計中的安全性探析

毛成功

摘要：在交通系統(tǒng)中橋梁工程屬于比較重要的組成部分，在橋梁工程發(fā)展的過程中，安全問題引起了社會各界的廣泛關(guān)注。因此，在進行橋梁工程設(shè)計過程中，需要從實際情況出發(fā)來對其進行針對性、系統(tǒng)性的設(shè)計，以更好的提高橋梁工程設(shè)計的合理性，確保橋梁工程施工的順利進行，在提高其施工進度和質(zhì)量的同時，使其安全性得到有效保障。

關(guān)鍵詞：橋梁工程設(shè)計 安全性 影響因素 應(yīng)對措施

如今，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，對道路工程建設(shè)提出了較高的要求，而橋梁工程屬于道路系統(tǒng)中比較重要的組成部分，因此需要對橋梁工程設(shè)計工作給予重視。橋梁工程設(shè)計效果的好壞，不僅會對工程的施工進度和質(zhì)量產(chǎn)生影響，而且還會對公路施工質(zhì)量和使用壽命產(chǎn)生影響。同時，在進行公路橋梁工程施工過程中，人為、材料、環(huán)境等因素都會對工程的施工進度和質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此為了確保橋梁工程施工的順利進行，就需要對其各個環(huán)節(jié)的施工進行科學(xué)、合理的設(shè)計，尤其要做好安全性設(shè)計工作，以確保橋梁工程施工的整體進度和質(zhì)量。

一、橋梁工程的安全性設(shè)計

在進行橋梁工程設(shè)計過程中，其安全性方面的設(shè)計主要包括下述兩個方面：（1）橋梁結(jié)構(gòu)的整體堅固性。其通常是指橋梁結(jié)構(gòu)在使用階段嚴禁出現(xiàn)與橋梁自身不一致的損壞現(xiàn)象，即使橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)局部損壞，也不會誘發(fā)嚴重的后果。如果橋梁工程具有較高的安全性能，可以借助橋梁結(jié)構(gòu)所具備必要的冗余度和良好的延展性，可以在地質(zhì)災(zāi)害、爆炸及人為因素引發(fā)的危害方面，起到自我規(guī)避作用，使災(zāi)害造成的損失降到最低；（2）橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載性能。其一般是指橋梁自身結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中所具備的可以抵抗地質(zhì)災(zāi)害、自然災(zāi)害（風(fēng)、雨）、車輛超載等外來作用力的性能。而對橋梁工程設(shè)計安全性而言，負荷性超載是最主要的威脅性因素。其一般表現(xiàn)在：時間方面的超負荷或超載，導(dǎo)致橋梁的應(yīng)力幅度逐漸增加，不僅增加對橋梁產(chǎn)生的損傷，而且還會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)毀滅性的破壞。實際上，車輛的超載對橋梁內(nèi)部產(chǎn)生的各種損傷基本上是無法恢復(fù)的，從而對橋梁的使用壽命和安全性能產(chǎn)生影響，因此做好橋梁工程的安全性設(shè)計尤為關(guān)鍵。

二、橋梁工程設(shè)計中安全性的影響因素

（一）橋梁設(shè)計理論與構(gòu)造體系有待完善

在橋梁工程設(shè)計過程中，首要任務(wù)就是根據(jù)實際情況選擇一套經(jīng)濟、安全、合理的設(shè)計方案，然后對橋梁結(jié)構(gòu)進行全面、系統(tǒng)的分析和研究，做好橋梁的構(gòu)建設(shè)計及連接設(shè)計工作，根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標準來對橋梁工程設(shè)計的安全系數(shù)進行確定，并進一步明確橋梁工程設(shè)計的可靠性指標，這樣不僅可以為后續(xù)工程施工的順利進行提供參考，而且還可以確保橋梁結(jié)構(gòu)的安全性能。但是，在橋梁工程具體設(shè)計過程中，尤其是對橋梁使用期限及橋梁施工環(huán)節(jié)進行設(shè)計時，缺乏與之相對應(yīng)的設(shè)計規(guī)范和標準，導(dǎo)致橋梁設(shè)計理論與構(gòu)造體系不夠完善，存在很多地方需要對其進行改善。例如，在進行橋梁工程設(shè)計過程中，設(shè)計人員只注重了橋梁結(jié)構(gòu)強度計算方面所存在的安全性，而未對橋梁的修筑材料、橋梁結(jié)構(gòu)體系、橋梁的構(gòu)造、橋梁的后期維護等方面的安全性規(guī)范給予重視。同時，在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，也經(jīng)常會出現(xiàn)一些人為因素引起的錯誤，例如：對橋梁結(jié)構(gòu)的延伸性與系統(tǒng)性缺乏系統(tǒng)的認識，對橋梁設(shè)計各種受力路線的分析及相關(guān)的計算圖示不到位，從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的局部受力失衡。在橋梁工程施工階段，所選擇的混凝土強度未達到設(shè)計標準，橋梁結(jié)構(gòu)所用鋼筋直徑過細、保護層的厚度較低等，這些都有可能導(dǎo)致橋梁工程設(shè)計的安全性降低。

（二）橋梁工程設(shè)計環(huán)節(jié)存在的弊病

目前，我國所進行的橋梁工程設(shè)計各個環(huán)節(jié)仍然存在一些弊病，導(dǎo)致橋梁工程設(shè)計的安全性大大降低，不僅會對橋梁工程的質(zhì)量產(chǎn)生影響，而且還會危及人類的生命安全。例如，重計算，輕構(gòu)造，在橋梁工程設(shè)計階段，設(shè)計人員只重視了橋梁本體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性，而未對橋梁結(jié)構(gòu)模式、服役周期等安全問題給予考慮，極有可能導(dǎo)致所設(shè)計的橋梁工程在后續(xù)使用過程中出現(xiàn)耐久性問題，致使橋梁結(jié)構(gòu)的整體安全性降低。同時，部分設(shè)計人員可能對一些新型施工工藝、新型建造技術(shù)、新型施工裝備、新型工程原料等了解和掌握不全面，仍然在沿用一些陳舊的技術(shù)、設(shè)備、原材料，其同樣會對橋梁工程設(shè)計的安全性產(chǎn)生不利影響，進而影響橋梁工程的后續(xù)施工和使用。

三、提高橋梁工程設(shè)計安全性的應(yīng)對措施

（一）選擇合適的設(shè)計方案

在進行橋梁工程設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要根據(jù)實際情況來選擇一套合適的設(shè)計方案，以確保橋梁工程的耐用性和安全性得到有效提升。通常情況下，橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計方案包括大跨度橋梁和標準跨徑橋兩種。大跨度橋梁能夠更好的展現(xiàn)出橋梁的個性及特點，但是其影響因素較多，設(shè)計比較復(fù)雜，因此在實際工程中很少采用。標準跨徑橋不僅施工方法簡單易行，而且所需成本比較低，在橋梁工程設(shè)計中得到廣泛應(yīng)用。

（二）完整橋梁工程設(shè)計模式

在進行橋梁工程設(shè)計過程中，要想提高其設(shè)計的安全性，就需要構(gòu)建一套系統(tǒng)、完整的橋梁工程設(shè)計模式，其能夠為橋梁工程的安全性設(shè)計提供支持。在橋梁工程設(shè)計階段，不僅要對現(xiàn)有的設(shè)計理念、設(shè)計模式和設(shè)計方法進行改革和創(chuàng)新，而且還需要對市場上所出現(xiàn)的一些新施工工藝技術(shù)、新建設(shè)材料、新作業(yè)工藝等進行全面、系統(tǒng)的了解和掌握，并將其更好的應(yīng)用到橋梁工程設(shè)計的各個環(huán)節(jié)之中，從而為提高橋梁工程的安全性創(chuàng)造堅實有利的條件。在橋梁工程設(shè)計階段，要遵循最全面、最先進的工程設(shè)計標準，對路橋工程建造工藝、建設(shè)材料等內(nèi)容進行全方位地貫徹實施，這樣不僅可以確保橋梁工程的持久性，而且還可以更好的滿足橋梁工程安全性要求。

（三）注重橋梁工程設(shè)計的耐久性

橋梁工程在使用過程中，可能會因為風(fēng)吹日曬、地震等自然因素及有害化學(xué)物質(zhì)的侵入、車輛超載等人為因素的影響，加之橋梁自身材料和性能的退化，從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定程度的破壞，最明顯的就是大跨徑橋梁。造成上述現(xiàn)象的主要原因是進行橋梁工程設(shè)計階段，未采取措施來提升橋梁的耐久性。因此，為了避免上述問題的發(fā)生，橋梁工程設(shè)計人員要對橋梁工程設(shè)計的耐久性給予高度的重視，以更好的提高橋梁使用的安全性，延長橋梁的使用壽命。例如在積雪冰凍地區(qū)，由于除雪劑的使用，防撞護欄的混凝土需要做好防侵蝕措施；在涉水或凍融環(huán)境下，使用抗?jié)B混凝土；又如在蓋梁頂做好排水構(gòu)造，防止雨水積存。

（四）加強橋梁疲勞損傷問題的設(shè)計

在實際使用過程中，橋梁所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都可以引起橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生循環(huán)應(yīng)力變化的荷載，從而導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷積累。長時間下去，將有可能導(dǎo)致橋梁部件結(jié)構(gòu)出現(xiàn)宏觀裂縫，從而引發(fā)橋梁材料、結(jié)構(gòu)的斷裂，危及行人的生命安全。因此，在進行橋梁工程設(shè)計過程中，要注意加材料的連續(xù)性和均勻性，做好關(guān)鍵部位的抗疲勞設(shè)計工作，這樣不僅可以降低橋梁使用階段的疲勞損傷，而且還可以有效提高其安全性。

（五）加強橋梁的抗震設(shè)計

一旦發(fā)生地震，橋梁結(jié)構(gòu)不可避免地會遭受不同程度的破壞，為了將破壞損失降到最低，就需要在橋段和支座設(shè)計過程中，加強橋梁的抗震設(shè)計，最好采用主動防御設(shè)計方法，對橋梁的力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)進行分析，并根據(jù)實際情況來對橋梁結(jié)構(gòu)抗震性能進行科學(xué)、合理的設(shè)計，同時還需要做好橋墩的延性抗震設(shè)計，從而使橋梁結(jié)構(gòu)的安全性得到有效提升。

四、結(jié)束語

綜上所述，橋梁工程是道路工程建設(shè)中比較重要的組成部分，因此要對橋梁工程設(shè)計工作給予高度的重視，尤其是橋梁工程設(shè)計的安全性。在橋梁工程設(shè)計過程中，影響工程設(shè)計安全性的因素比較多，此時就需要從橋梁工程的實際情況出發(fā)，來對其潛在的影響因素進行分析，并制定有效的解決措施，這樣不僅可以確保橋梁工程設(shè)計的安全性水平，而且還可以確保后續(xù)橋梁工程施工的順利進行，更好的提高橋梁工程的施工進度和質(zhì)量。