市政公路橋梁設計中的安全性和耐久性探討

陳永輝

【摘要】公路橋梁長期以來始終屬于市政工程建設中重要組成之一，設計則是橋梁建設的靈魂所在，有著很重要的作用。只有公路橋梁設計符合耐久性以及安全性的要求，方能保障公路橋梁的安全可靠。然而近年來，仍舊存在部分設計者在進行市政公路橋梁設計時考慮不夠周全，過于重視對強度的設計，進而忽略了對橋梁耐久性、安全性方面的設計，長此以往，當設計投入施工后，會致使橋梁長期處于極限狀態，存在較大的安全隱患，甚至產生嚴重后果。鑒于此本文論述了關于提升橋梁設計耐久性和安全性能的相關建議，僅供參考。

【關鍵詞】市政公路;橋梁設計;耐久性;安全性;策略研究

隨著經濟建設的不斷發展，人們開始更加關注市政公路段的交通安全問題，而公路橋梁建設的耐久性以及安全性問題，則成為被人們熱點關注的話題之一。就目前階段來講，仍舊存在部分公路橋梁并未對設計者提出明確使用年限要求的狀況，而耐久性設計更是常常被人們所忽略，如此一來，會致使橋梁存在諸多不利于通行者人生安全的問題，甚至在使用公路橋梁的時間階段內，出現突發性的安全事故，在一定程度上嚴重威脅到了通行者的人身安全，因此耐久性與安全性問題在市政公路橋梁設計中必須要得到足夠的重視。

1、影響公路橋梁耐久性和安全性的客觀原因

1.1方案設計存在缺陷

方案設計存在缺陷時影響我國市政公路橋梁安全性能與耐久性能的重要原因之一。公路橋梁建設相比于其他類型的市政公路工程來說對設計人員以及施工人員的專業素質要求更高。目前來講，我國相關領域的設計人員普遍存在整體專業素質不高、文化水平較低的現象，部分工作人員不僅缺乏扎實、專業化的理論知識，還尚且未具備豐富的實踐設計經驗，無疑對我國部分地區的市政橋梁的建設造成了一定的阻礙。與此同時，部分設計人員并未在設計前詳細了解并接觸地質、氣候等施工環境，存在設計缺陷。除此之外，部分設計者更加關注公路結構強度的設計，并未將實際情況與理論相結合，從而忽略了安全性能和耐久性能方面的設計，方案存在設計缺陷。以上問題，往往會致使市政公路橋梁存在功能缺陷，直接影響到橋梁的正常使用，無法有效保障使用者的人身安全。

1.2缺乏先進的施工技術

公路橋梁建設是一項極具復雜性的施工作業，需要輔以專業化的施工人員、技術人員、設計人員以及大型機械設備作為保障，方可實現高質化建設。但從我國目前的基本國情考慮來看，尚未具備最先進的重型機械設備設計團隊和生產力，且由于各種因素，難以購置到最先進的技術和設備，從根本上對我國橋梁建設領域的發展造成了制約因素。再加上我國市政公路橋梁建設單位普遍存在員工流動性不強、人員冗余的特征，存在大量的進取心不強的員工，難以吸收相關領域的精英人才，導致我國市政公路橋梁建設缺乏先進施工技術[1]。

2、提高市政橋梁耐久性能與安全性能的方法

2.1設計前做好準備工作

為了有效保障公路橋梁的使用壽命和施工質量，設計單位需要預先做好設計準備工作。及時組建勘察隊伍，對設計到橋梁施工的水文條件以及地址條件展開專業、嚴謹、科學、全面的實地勘察，保障勘察報告的可靠性和真實性，為市政公路橋梁施工設計預先準備更有參考價值、實用價值的資料，為該項工程設計出一條安全系數高、施工成本小的施工路線。不僅如此，相關人員在設計時，還需對市政公路橋梁的后期養護、施工材料、具體方案、施工模式進行綜合性、整體性的考量。在橋梁施工技術這一方面的設計尤其需要更加嚴謹，旨在保障公路橋梁基準線、剪力、線性弧度的合理性、科學性以及實效性，合理設定公路橋梁的承載力，將結構設計的性能最大化[2]。

2.2關注防腐材料的合理化應用

在設計市政公路橋梁的過程中，作為新時代產物，環氧樹脂涂層鋼筋的應用可有效降低周圍環境對市政公路橋梁的腐蝕性影響，若能夠將其合理運用，則可有效提升橋梁的使用年限，保障其耐久性。與此同時，錨頭區極易出現被腐蝕的狀況，嚴重時，甚至會導致橋梁坍塌，鑒于此，橋梁設計者可在設計環節，合理采用耐腐蝕的環氧樹脂材料將錨頭區域密封，以此來降低橋梁被環境侵蝕的概率。但需要注意，公路橋梁所使用的建筑材料無法完全保證其均勻性和連續性，在復雜且不斷變化的環境下極易發生擴散，產生損傷。鑒于此，為提高市政公路橋梁的安全性，改善這類問題，設計者在設計環節需要對橋梁結構以及在疲勞荷載的情況下橋梁的反應深入展開研究和分析，并積極尋找相關的解決措施，此外，在有充裕時間及實踐機會的情況下，還需要認真分析并考慮風力荷載和交通荷載對橋梁結構造成的影響[3]。

2.3加強防護措施

一般來講，當公路橋梁投入應時，會有一些不可抗力對橋梁產生損傷，甚至還會存在部分破壞力超于橋梁承受范圍的現象，再加上有些損壞力會直接留有明顯痕跡且難以恢復，會直接影響到橋梁的使用期限。為了最大限度規避此類現象的產生，在設計公路橋梁的環節，可積極引進先進的設計原理，最大程度的加強橋梁堅固性，亦或是設計環節中適當加入斜拉橋索錨，以此來降低由于橋梁疲勞而引發的損傷。此外，為了加強防護，需要嚴格強化車輛通行管理的力度，嚴謹超載車輛通行。相關部分需做好安全知識普及措施，以此來降低超載現象的出現。

2.4優化設計抗震結構

在抗震設計環節，需要對受力較薄弱的抗震模型部位展開“截面驗算”針對部分大型橋梁結構，采取合理的隔震設計，具體措施如下：第一，有限元模型的建立。針對大型橋梁結構，利用SAP2000軟件建立相關橋梁模型，以實際尺寸對墩柱結構主梁結構進行建模，并將橫隔板、橋面鋪裝、支座等一些附屬設施結構轉換為質量，融入有限元模型之中，以此來確保實際結構與模型結構的吻合度。針對有限元結構中的其他關鍵部件，使用專業驗算軟件對其正截面強度進行計算。第二，應用合理的隔震設計。可以通過在橋塔、梁端位置增設黏滯流體阻尼器，在樁頂位置設計隔震支座來優化橋梁結構的抗震性能。

結語：

總而言之，在新時代背景下，為滿足經濟發展的需求，國內市政橋梁建設工程的規模漸漸在不斷擴大，人們開始逐漸意識到公路橋梁耐久性、安全性的重要意義，對橋梁設計和工程質量提出了更高的要求，鑒于此，設計者需充分了解并積極研究增加橋梁耐久性和安全性的設計方案和相關措施，進而全面提升公路橋梁工程的建設水準。

參考文獻：

[1]李旺.探討市政橋梁設計中的安全性及耐久性[J].城市建設理論研究（電子版），2017（30）：167.

[2]劉勇.市政公路橋梁設計中的安全性和耐久設計探討[J].城市建設理論研究（電子版），2017（03）：231-232.

[3]賴丙娣.市政公路橋梁設計中的安全性和耐久設計探討[J].城市建設理論研究（電子版），2017（06）：257-258.