路橋設計中的安全性和耐久性分析

李可灝

（中鐵城際規劃建設有限公司，廣東廣州510000）

0 引言

通常情況下，在路橋工程設計工作開展中，只具備理論內容是遠遠不夠的，還需要對路橋工程項目所處環境地質結構、水文條件以及氣候特點等因素進行全面了解，將環境以及經濟等內容融入設計工作中，才能有效提升路橋工程的安全性以及耐久性。但是，隨著我國現代城市發展水平的不斷提升，人們的生活水平與質量也有了很大的改善，這就使得城市交通工具不斷增加，進而對路橋工程安全性與耐久性等性能提出了更高的要求。結合目前的實際情況來看，我國路橋工程設計與國外發達國家相比還存在一定的差距，這就對路橋項目建設的安全性與耐久性產生一定的影響。因此，對于路橋工程設計工作人員而言，一定要根據實際情況采取有效的設計策略，不斷提升路橋安全性與耐久性等性能。

1 加強路橋工程安全性與耐久性設計的重要性

在我國公共基礎設施建設中，路橋工程屬于其中非常重要的組成部分，其建設質量不但影響城市發展水平，同時與人們日常出行安全也有著非常密切的聯系。而對于路橋工程建設施工質量而言，很大程度上是受到前期設計階段的影響，由此可以看出，加強路橋工程設計工作有著非常重要的作用。而在路橋設計環節中，安全性與耐久性一直都是重點話題，對于市政公路橋梁工程發展而言有著非常重要的意義。加強路橋工程設計工作，其重要性主要體現在以下幾個方面：

第一，有利于提升路橋橋梁施工質量，從而最終達到非常好的施工水平。現如今，基于我國現代社會經濟發展背景下，人們對于環境質量以及出行安全等提出了更高的要求，我國大型路橋項目建設數量一直呈現出上升的趨勢，因此，在路橋項目施工過程中，一定要加強質量方面的控制工作，通過在設計環節中對安全性以及耐久性進行控制，可以在一定程度上提升路橋工程使用年限。

第二，可以降低安全事故發生概率，為人們出行安全提供非常重要的基礎保障。結合相關的調查結果可以了解到，隨著車輛數量的不斷增加，也在一定程度上增加了交通安全事故發生的概率，而導致車輛安全事故出現的主要原因，不只是在施工環節中存在一定的安全隱患，也是在前期設計環節中，其設計標準達不到技術規范中的相關要求，從而導致后期容易出現安全事故。因此，在設計階段，加強安全性與耐久性設計工作，能在根本上避免交通安全事故的發生，從而為人們日常出行安全提供非常重要的保障。

第三，有利于促進經濟穩定發展。在我國社會經濟發展中，路橋工程建設發揮著非常重要的推動作用，同時也是非常重要的組成部分。因此，在設計環節中，做好安全性與耐久性設計工作，才能促進我國路橋工程建設在未來實現更加長遠的發展，同時也能為經濟發展提供更加持久的動力[1]。

2 路橋工程設計安全性與耐久性方面存在的問題

2.1 路橋結構設計等級不高

結合目前的實際情況來看，早期建成使用的橋梁，其設計荷載等級比較低，達不到現代路橋設計規范中所提出的要求。另外，隨著我國社會經濟水平的不斷提升，在路橋交通網絡中，所涉及行車數量會一直呈現上升趨勢，這就在一定程度上增加了路橋工程負荷，從而降低了路橋工程的使用安全性與耐久性。

2.2 抗震結構設計不合理

在路橋工程項目設計環節中，對于相關的設計工作人員而言，需要對結構抗震設計引起高度重視。由于受我國整體地勢的影響，很多地區都屬于地震多發區，如果路橋結構抗震設計達不到相應的規范要求，那么一旦發生地震災害，路橋結構就很難承受住地震帶來的破壞，從而引發非常嚴重的安全問題。

2.3 缺少耐久性設計

通常情況下，在路橋工程項目設計中，往往沒有對混凝土碳化、凍融破壞、氯離子侵蝕以及防腐蝕設計等因素進行充分考慮。比如，在凍融破壞環境下，路橋結構會受到一定的影響，進而混凝土結構內部就會發生相應的改變，這也是結構破損以及脫落等問題產生的主要原因。在混凝土結構中，混凝土本身的彈性模量與結構不斷降低，當出現混凝土碳化現象時，其保護層會受到一定的影響，當鋼筋保護層受到破壞之后，隨之就會產生生銹的問題，進而縮小了鋼筋的表面積。因為混凝土絕大部分結構都是直接處于空氣當中的，所以當空氣的氧氣通過混凝土表面孔隙進入到結構中之后，與堿性物質中的孔隙溶液之間會產生酸堿中和反應。

2.4 施工質量把控方面存在的問題

在路橋工程項目施工中，對于管理工作人員而言，應該始終將工程質量放在核心位置。但是，在實際的路橋工程管理工作中，其質量管理方面仍然存在一定的缺陷，這就造成路橋工程在投入使用之后，經常會面臨安全事故問題的產生，同樣，如果不能將質量管理工作進行全面落實，不但會對各項工作開展造成阻礙，嚴重時還會直接威脅到施工人員的生命財產安全。另外，在路橋工程項目施工中，部分項目缺少完善的監管機制，主要是因為部分工作人員沒有工程質量引起高度重視，這就導致很多監督管理工作沒有得到全面落實，在對各項施工管理機制進行應用的過程中，往往只體現在形式方面，從而無法對問題進行實際解決，這就導致路橋工程使用過程中各種質量問題不斷產生[2]。

3 路橋設計中提升安全性與耐久性的相關策略

3.1 加強路橋結構抗震設計優化工作

在路橋工程結構抗震設計中，對于相關的設計工作人員而言，在面對抗震模型受力比較薄弱的位置時，需要開展嚴格的截面驗算工作，同時對大型路橋結構選擇合適的隔震設計方法，具體主要體現在以下幾個方面：

第一，構建有限元模型。在面對規模較大的路橋工程項目時，需要選擇使用SAP2000 有限元分析軟件建立模型，在對有限元模型進行構建的過程中，首先一定要保證柱梁結構以及墩柱結構等按照實際尺寸進行建模。其次，在面對附屬設施時，需要相應增加有限元模型，保證有限元模型與實際結構之間相貼合。一般涉及附屬設備，主要體現在支座、橋面鋪裝以及橫隔板等幾個方面。基于有限元的抗震進行分析，其中，梁、墩及其他關鍵部位，通過正截面強度驗算軟件進行計算，保證最終路橋工程抗震性可以達到相應的標準要求，進而也就能保證達到結構抗震設計規范中的相關要求。

第二，應用隔震設計。在面對一些比較重要的橋梁結構開展相應的抗震設計工作時，為了有效降低橋墩的地震響應，可以在樁頂安裝相應的隔震支座，或在梁端與橋塔位置安裝粘滯流阻尼器，通過這種方式有利于提升路橋結構的縱橫向抗震性能，進而路橋結構的自振周期也會相應提升，避免與地震災害產生共振現象，這對于提升路橋結構抗震性能有著非常重要的作用。

第三，采用地震結構類型。在路橋工程結構抗震設計環節中，為了在更大程度上提升結構的抗震性能，應該在合適的結構形式下，基于整體角度來提升結構穩定性，進而也就能提升結構抗扭性能的抗震能力[3]。

3.2 加強路橋耐久性設計

首先需要對水灰比進行嚴格控制，提升混凝土本身強度。通常情況下，混凝土水灰比與混凝土強度之間有著非常密切的聯系，比如，在混凝土水灰比越小的情況下，混凝土本身的抗壓強度等級就越大。對于混凝土碳化機理而言，主要是指外部環境二氧化碳與二氧化硫氣體通過裂縫進入到混凝土內部，從而發生一系列的化學反應。因此，為了能在更大程度上提升路橋結構的密實度，就必須防止腐蝕氣體進入到外界，以提升路橋工程耐久性。

3.3 加強路橋工程安全性設計

在路橋工程安全性設計方面，首先需要對目前設計規范中存在的缺陷進行不斷完善，進一步提升公路橋梁設計標準，從而為后期路橋工程設計以及施工工作開展提供重要的參考依據。其次，對于路橋設計單位而言，需要在一定的時間內針對設計人員開展嚴格的培訓工作，通過這種方式不斷提升設計人員綜合素質水平，在實際的施工過程中，才能對施工材料以及機械設備使用等進行合理掌握。另外，長期超載會導致路橋工程受到非常嚴重的疲勞損傷，進而導致路橋結構受到一定的損壞。因此，需要高度重視路橋的荷載范圍，并將各項檢查工作進行全面落實，才能提升路橋工程后期使用效果。

4 結語

綜上所述，在路橋工程設計中，需要對安全性以及耐久性設計工作引起高度重視，對目前設計環節中存在的問題進行合理解決。在施工過程中，應該加強安全管理工作，對混凝土材料質量進行嚴格控制，這樣在路橋工程投入使用后，才能避免各類安全問題的產生。