公路橋梁設計中的安全性及橋梁耐久性的分析探討

劉博

摘 要 自20世紀末開始，我國公路橋梁工程進入快速發展時期，各類路橋工程的建設規模不斷擴大。隨著公路橋梁工程的運營，使用過程中需要面對各類復雜情況，橋梁耐久性會逐漸降低。而且，隨著各類車輛的增加，橋梁承載能力面臨越來越大的考驗，各部構件的老化速度也在加快。為提升公路橋梁的安全性、耐久性，需要在設計過程中加以重視，采取有效措施解決可能面臨的問題，從而保證公路橋梁工程建設質量。

關鍵詞 公路橋梁設計;安全性;耐久性

引言

現如今，在人們生活中，確保道路暢通以及道路建設的安全性是根本要求，隨著科學技術水平的不斷發展與進步，我國城市流動人口數量不斷增加，機動車數量也有了明顯的增加，無形中增加了公路的負擔，在進行公路橋梁建設的時候，為了能夠適應目前的現代化需求，讓經濟能夠長遠的得以進行發展，就必須要能夠對公路橋梁的安全性以及耐久性的問題提高更多的重視，使人們的出行能更加便捷舒適。

1影響公路橋梁安全性和耐久性的主要問題

（1）設計方案不合理。決定橋梁整體建設質量的關鍵因素是安全性和耐久性，因此要保證橋梁建設的安全性和耐久性，必須要保證橋梁建設設計的合理性。設計作為橋梁建設的關鍵一步，不僅具有一定難度，而且對整體橋梁建設的質量影響極大。部分施工人員在橋梁施工時，過于注重橋梁結構安全，忽略了實際施工現狀與需求相結合，這不僅會影響整體施工質量，而且不利于橋梁建設的正常使用，不僅對整體工程建設無益，還會使橋梁的安全性和耐久性降低。

（2）施工單位能力不足。橋梁坍塌事件頻發，對人們的生命安全和財產安全無疑造成了極大的損失。據調查顯示，在2014-2019年，眾多橋梁事故中有30座橋梁發生坍塌現象，坍塌事故造成嚴重傷亡的同時，也導致了經濟損失。調查研究這些事故發現，事故頻發的最關鍵因素就是施工單位的能力不足[1]。

2公路橋梁設計中安全性及耐久性優化策略

2.1 減少公路橋梁結構疲勞與損傷

隨著汽車保有量的不斷提升，公路橋梁所承載的汽車流量越來越大，由于汽車荷載不斷遞增，如果不能對橋梁結構進行科學有效的設計，就會導致其結構變形，產生一定的安全隱患。因此在進行公路橋梁設計時，必須要結合當地的實際情況和交通現狀，使公路橋梁設計符合當地的產業發展，有效應對車流量所帶來的影響。公路橋梁所面臨的工作環境十分苛刻，還有許多不利因素會影響到橋梁的安全性和耐久性。除了汽車荷載對公路橋梁造成的影響之外，風荷載與人群荷載同樣會影響到公路橋梁結構的穩定性。由于這些荷載所產生的大量應力會導致公路橋梁出現頻繁的震動，導致公路橋梁出現損傷和過度疲勞。如果不重視這一問題，任由其頻繁的影響，就會擴大損傷范圍，甚至會產生較大的裂縫，不僅影響到橋梁的美觀程度，還會出現比較嚴重的安全問題。疲勞和損傷問題屬于細節問題，如果不仔細觀察，難以發現，一旦未及時發現后果不堪設想。因此，必須要合理進行公路橋梁的設計，有效減少其所面臨的疲勞與損傷，提高公路橋梁的耐用性與安全性。從構件、連接件、鋼筋部分、混凝土應力極限入手，小范圍的檢驗循環應力性能，對微觀技術指標進行仔細的檢查，避免出現疲勞和損傷問題。

2.2 頻繁超載問題處理

公路橋梁實際設計過程中需要了解該工程中的超載原因，以便選擇最優化的處理措施。一般情況下，公路橋梁的超載分為3種情況：公路橋梁運營時間久、超出設計車流量、車輛頻繁違規超載等。公路橋梁內部結構會由于較為頻繁從超載問題積累出較為嚴重的結構性損傷，最終甚至無法進行修復。即使橋梁后續運營通車總量滿足設計車流量標準，且車輛都能合理控制載重量，不存在超載問題，隨外部因素變化，橋梁結構內部的應力分布也會出現各種類型的變化，最終對公路橋梁的安全性、耐久性產生影響[2]。橋梁結構在外部荷載作用下，可能出現面層開裂等問題，即使后續外在荷載卸除，表面的開裂問題已經形成，內部結構出現損壞，無法自行恢復，橋梁構件開裂的彎矩也在減小、強度也在下降，最終出現較大的形變或縫隙，嚴重影響公路橋梁的安全性、耐久性。因此，必須充分關注公路橋梁頻繁出現的超載問題，合理控制車流量，做好車輛違規超載情況的管控。

2.3 重視截面抗震抗裂

截面抗震抗壓設計是結構控制過程中的重要組成部分。在抗震抗壓方面，對道路橋梁的使用壽命和結構安全有著直接影響。在具體施工設計的過程中一定要注意合理地進行測量取值，保證抗壓抗震系數的有效性和客觀性。在公路橋梁抗震方面需要依照混凝土結構裂痕的三個等級有效展開，具體如下：三級主要指的是可以產生裂縫的應力混凝土結構，二級主要指的是可以產生非標準組和標準組合兩種工程的標準，一級是不能產生裂縫的混凝土結構。在直接進行檢測的過程中一定要合理的模擬運算受壓、受彎曲的界面，并且對設計過程中整體的抗震性能進行分析。

2.4 重視細節設計

進行公路橋梁結構設計時，要重視細節，要結合實際情況選擇相應的結構類型。制定簡易的結構模型，明確橋梁的受力結構，要重視結構的冗余設計，全面保障橋梁結構的耐久性與安全性。要結合施工的環境，提高橋梁的耐用性，避免風沙和流水對橋體造成的腐蝕影響。合理選擇設計材料，全面保障混凝土的質量，必要時可設置保護層，利用抗腐蝕性能良好的材料，減少環境對橋梁造成的破壞[3]。

3結束語

綜上所述，為了能夠有效地讓公路橋梁的安全性與耐久性獲得全面提升，就必須要能夠對施工的原材料以及相關的工作設計方案還有疲勞方面的探索與超載問題進行全面的討論，要不斷引入一些國外的先進方案，確保橋梁設計能夠擁有更加嚴格的執行標準，從而使我國的公共橋梁能夠獲得更高的耐久性和安全性，促進公路橋梁建設可以獲得全面提高。

參考文獻

[1] 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，（3）：231-232.

[2] 陳艾榮，馮師蓉，馬如進.基于分項安全系數的混凝土橋梁耐久性設計方法研究[J].公路交通科技，2014，31（9）：64-70.

[3] 胡娜.公路橋梁設計中的安全性及橋梁耐久性的分析[J].城市建設理論研究（電子版），2017，（6）：243-244.