淺析公路橋梁設計中的安全性和橋梁耐久性研究

周紅

摘 要：公路橋作為便捷出行和連接各區域經濟交流的重要樞紐，為貨物運輸和出行提供支撐。為了保證國家交通樞紐運營的有效性，公路橋梁設計中應注意耐久性和安全性問題及其相應的解決方法。針對地面設計和橋梁結構存在的問題，探討了結構和其他可能影響安全性和耐久性的因素，為后續研究提供了更準確的施工資料。

關鍵詞：公路橋梁設計;安全性;耐久性

0 引言

隨著社會的不斷發展，我國公路橋梁建設的規模和數量也在增加。此類項目雖然占用空間小，但在城市中承擔了較大的交通流量，尤其是在私家車日益普及的情況下，對路橋項目提出了更高的要求。因此，在路橋設計中，應強調施工耐久性和安全性，必須保證其結構的準確性、科學性和合理性，才能充分發揮路橋工程的功能，滿足人們的出行需求，為人們提供出行保障。

1 公路橋梁設計中安全性和耐久性存在的問題

1.1 預應力損失

管壁與預應力筋之間存在摩擦，支座之間會產生應力松弛，在溫差作用下可能導致應力損失。設計過程中使用的鋼筋和錨具會在溫度和外界條件的作用下發生變形和壓縮。公路橋梁需要使用大量的混凝土，混凝土具有彈性壓縮的特性，在收縮過程中會發生變形。在設計過程中，應加強計算工作，結合外部施工的具體狀態，準確測量張拉順序，根據不同的施工要求，選擇張拉方法控制相應結構之間的張拉作用，并考慮溫度與其他結構相互作用對受力鋼筋混凝土和其他結構的具體影響，避免安全隱患。

1.2 截面抗裂性差

在受彎構件的影響下，預應力混凝土是在全部或部分預應力構件受到不同等級地震特性的影響下使用的。由于短期效應的共同作用，混凝土構件出現正截面拉應力，部分預應力超過極限應力值。在實際設計過程中，橋梁跨度大，整個結構的重力高，應根據結構耐久性的要求設計和實施全應力施工。

1.3 先進技術的使用和管理不足

如今，隨著社會的快速發展，科學技術不斷更新。然而，目前公路橋梁的設計和施工缺乏先進科學、技術和設備的應用，在實際階段仍然存在傳統的保守思想。同時，設計階段監督管理不夠嚴格，容易導致工作疏忽和設計風險，后期施工設計階段可能出現矛盾，最終影響安全性和耐久性。此外，先進技術的引進缺乏專業人才的支持。面對先進的技術，我們選擇培養原始員工。但是，原始員工在設備或技術的應用上有時過于片面，無法深刻理解和掌握設備和技術的原理。所以在使用中很可能會出現一些無意識的問題。當設備難以操作或莫名其妙停機時，問題的根源就找不到了。事實上，如果內部存在隱患，很有可能在后期出現重大問題時直接報廢設備，從而影響公路橋梁施工的安全性和耐久性。

2 提升公路橋梁設計安全性和耐久性的方法

2.1 重視安全性和耐久性研究

目前，一些公路橋梁設計單位在設計橋梁時，更注重公路橋梁的外部美觀，堅持節約施工成本的理念，而不注重安全性和耐久性，忽視了公路橋梁在后續使用過程中的安全問題。在后續的設計過程中，相關人員要轉變設計思路，堅持質量第一的原則。充分考慮公路橋梁承載能力中包含的承載極限，考慮可能影響公路橋梁使用質量和水平的其他因素，明確各項參數和指標，配合后續施工階段的具體工序和工序，實施嚴格的質量監控和管理措施，延長公路橋梁的使用壽命。

2.2 引進先進技術和相應的人才

經濟增長和科學技術的快速發展為國家發展和工程建設創造了良好的基礎條件，因此可以通過引進先進的科學技術和設備來提高公路橋梁設計的安全性和耐久性。同時要引進先進的技術人才，保證技術的綜合應用和設備的積極作用，注意學習國內外成功的施工案例，并加以借鑒。技術和設備的更新必須及時，硬件和軟件的改進可以保證設計中安全性和耐久性的提高和維護。不斷引進先進的硬件和機械設備，更新相關的技術和軟件，軟硬件的雙向推進可以促進施工技術的高效應用。同時，技術人員專業技能和專業素質的提高是保證工作質量和效率的關鍵。與人力和智力同步，可以有效保證施工的高質量，穩步提高公路橋梁的安全性和耐久性。

2.3 抗震結構設計

在橋梁的抗震設計中，可以通過創建有限元模型來檢查地震模型橫截面的最薄弱部分。在應用過程中，利用SAP 2000有限元分析軟件構建幾何模型，輸入橋梁材料特性、截面特性、單元特性、工程過程和反應譜。橋梁設計中的地震響應和滯回曲線通過動力特性分析、時程分析和反應譜分析的計算模式輸出。根據抗震要求，對橋梁結構進行計算，對其他部分進行抗震分析，確保滿足抗震要求。通過這種方法，可以改善建筑物的抗震特性，改變結構的自振周期，從而避免地震后的共振，利用標準扭轉尺寸和螺旋整體穩定性的抗震結構特點，設計橋梁的抗震結構。

2.4 抗疲勞損傷設計

路橋施工后，要吸收的動荷載過大，必然導致疲勞破壞。目前橋梁工程大多采用混凝土、鋼材等材料，連續性不規則，容易出現裂縫。如果項目未能及時處理和測試，其安全性將受到影響。因此，本工程要求設計人員仔細計算和驗證工程的疲勞參數，模擬混凝土在多個方向的抗壓和抗侵蝕能力，調查多角度試驗得到的混凝土質量比，通過沖擊試驗確定常溫下鋼材的脆性。因此，為了保證橋梁的安全，選擇低系數、低韌性的材料為結構安全提供支撐。在選材上，選用高性能鋼材，其結構具有良好的耐腐蝕性和焊接性。環氧樹脂用于涂覆鋼筋和鋼絞線，以避免鋼筋腐蝕;混凝土選用高性能混凝土，路面選用環氧瀝青混凝土，以提高本工程路面的耐磨性、強度和密實度。在此過程中，應嚴格按照國家標準進行設計，以避免成本控制與設計要求不一致。

2.5 增加混凝土保護層

保護層作為保護混凝土與鋼筋粘結強度的屏障，還可以保護鋼筋免受腐蝕，防止有害介質侵入內部。從研究中可以看出，氯離子向鋼筋表面擴散的時間與保護層厚度成正比，二氧化碳的擴散速度也與保護層厚度密切相關。一般保護層越厚，鋼材表面的無腐蝕時間越長，可以降低鋼筋的腐蝕速率，提高耐久性。因此，工程中可以適當增加混凝土保護層的厚度，以提高其結構耐久性。本工程選材采用高性能混凝土，路面采用環氧瀝青混凝土，以增強其密實性和耐磨性。

2.6 重點控制公路橋梁超載

第一，公路橋繼續使用超過使用年限;二是交通量超過設計要求;第三，駕駛車輛的自重嚴重違章。基于上述三種情況，要求相關部門和車輛管理單位共同努力，注意防止超載造成的結構損壞，定期檢查公路橋梁內部損壞情況，提供相應的修復方法，減少公路橋梁損壞的影響，通過對周圍影響因素的管理和控制，充分回收和檢測橋梁外部有裂縫的材料，及時處理和修復橋梁損壞部位，確保公路橋梁的安全和耐久性。

3 結束語

總之，安全性和耐久性是公路橋梁設計的重中之重，必須嚴格規范和限制，以先進技術和設備的引進為支撐，在設計和施工的各個方面充分考慮，以確保公路橋梁的整體安全性和耐久性得到提高，從而保證公路橋梁的高質量施工水平。“想富先修路”，只要保證連接富國和強國的公路橋梁暢通，就能有效保證人民生活質量，提高國家綜合實力。

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