關于路橋設計中的安全性和耐久性研究

田 浩

(山西通暢工程勘察設計咨詢有限公司，山西 太原 030006)

路橋工程建設隨著交通工程的快速發展而日益崛起，無論是工程規模還是要求都在不斷提高，對路橋設計無疑提出了更高的要求，尤其是在保證路橋安全性與耐久性方面，亟需通過相關措施的采用來解決所有可能對安全性與耐久性造成的因素、問題。

1 路橋安全性與耐久性主要影響因素

1.1 方案欠合理

路橋設計中，保證其安全性與耐久性為基本要求，而決定路橋安全性與耐久性的關鍵是設計是否合理。在路橋工程建設中，設計是十分重要的環節，對工程建設質量有直接影響。部分人員在工程建設過程中，沒有充分考慮施工和需求之間的結合，對工程建設施工造成影響，降低工程經濟效益，并產生安全性與耐久性方面的問題。

1.2 施工能力不足

路橋一旦發生坍塌事故，將對人們生命財產安全造成極大威脅，調查與統計結果表明，近五年一共發生了30起橋梁坍塌事故，由此造成的傷亡與經濟損失均無法挽回。路橋坍塌的主要原因為安全性與耐久性較差，而導致安全性與耐久性較差的主要原因是施工能力不足。

1.3 未對路橋養護引起足夠的重視

路橋養護可以有效延長路橋使用壽命，提高路橋耐久性，所以路橋養護至關重要，必須引起足夠的重視。然而，從當前的實際情況看，很多路橋建設參與單位都沒有重視路橋養護，養護意識嚴重缺乏，工程建設完成后未能及時開展各項養護工作，導致路橋處于不利狀態。

2 路橋設計中保證安全性與耐久性的措施

2.1 嚴格控制混凝土保護層的厚度

根據相關文件資料可知，鋼筋施工作為路橋建設重要環節，其合格率不能低于95%。在實際工作中，要根據相關驗收規范，對路橋工程特征進行深入考察，同時按照偏差的允許范圍，對不滿足要求的部分及時予以整改。對于梁板和拱橋保護層厚度實際偏差，應控制在±7 mm以內，對于路橋的墩臺，為保證其堅固性，需將保護層厚度實際偏差控制在±8 mm以內。

2.2 做好混凝土材料的應用

鋼筋如果和空氣長期接觸，并受到雨水的浸泡或沖刷作用后，將產生銹蝕，鋼筋一旦銹蝕，不僅抗壓及抗拉能力會大幅下降，直接對橋梁結構承載能力造成影響，對鋼筋結構整體堅固性造成很大的影響，產生安全隱患或問題。對此，為防止鋼筋銹蝕，對設計人員而言，應做好相關設計，保證混凝土保護層厚度合理性，滿足規范和施工要求。除此之外，設計人員還需不斷加強技術創新與新材料的應用，從而提高混凝土結構穩定性。以某沿海地區的路橋工程為例，在設計中應充分考慮潮濕條件下鋼筋與混凝土容易產生銹蝕的特性，以此提高整個路橋結構的性能與質量。在條件允許的情況下，可使用高性能混凝土來取代傳統混凝土，利用高性能混凝土具有的高密實度、高耐久性、高工作性和穩定性來防止鋼筋受潮銹蝕從而保證鋼筋混凝土結構的安全性延長其使用的耐久性。

2.3 加強對涂裝設計的控制

在當前的路橋工程建設中，處于海洋、江河浸泡環境下的大型混凝土結構工程除了提高混凝土自身的耐久性外，還需采用附加防腐蝕措施。附加防腐蝕措施包括:阻誘劑、涂層鋼筋、電化學保護、有機硅憎水劑、混凝土表面涂料等。其中有機硅憎水劑和混凝土表面涂料屬于混凝土表面保護措施，阻止以水為載體的氯離子等有害物質滲透進入混凝土，以達到保護鋼筋的目的。近年來經常有不同類型新興技術與產品的實際應用，這和涂裝技術不斷增強有著密切的關系。首先，在材料選擇時，為保證工程質量，浸鍍鋅厚度需按照90 μg控制，涂鋁和鍍鋅的厚度都按照100～300 μg的范圍控制，環氧富鋅厚度按照小于8 μg控制，無機富鋅厚度按照小于等于80 μg控制，水性富鋅厚度按照小于80 μg的要求控制。熱噴鍍鋅過程中，鋼筋和鍍鋅層之間要有足夠結合力，一般要保持在6～8 KPa范圍內；熱噴涂鋁過程中，鋼筋和鍍鋅層之間也要有足夠結合力，一般要保持在10～17 KPa范圍內。除此之外，環氧富鋅和鋼筋之間的結合力要達到2.3～2.7 KPa，無機富鋅和鋼筋之間的結合力要達到4～5 KPa，水性富鋅和鋼筋之間的結合力要達到2～3 KPa。為防止和空氣當中含有的物質發生化學反應，使鋼筋或鋼板產生銹蝕，在設計中就要充分考慮涂層材料選擇，通過選擇適宜的涂層材料來延長鋼筋及鋼板實際使用壽命。從而提高混凝土結構自身的耐久性。

2.4 引入先進的技術手段與管理方法

如今，電子信息技術正快速發展，這對設計和管理人員而言，除了能采用這些先進技術進行日常監督，還能提高信息處理水平，保證信息傳輸效率和質量。路橋工程建設過程中，應高度重視和先進技術之間的結合，最大限度發揮各項先進技術的作用功能，通過對先進技術的合理應用使路橋的設計方案得以全面優化。比如，為提高路橋工程建設質量，除了要對工程設計引起足夠的重視，還應加強實際的管理力度。在預應力管道的設計與施工過程中，應對其預拱度設置與調整引起足夠重視，同時以此為基礎確定適宜的張拉強度，加強對拱度的有效控制。在此環節當中，可利用計算機軟件進行，根據實際情況進行必要的模擬實驗，采用實驗的方式除了能保證生動性，而且效果相比于傳統的方式更加顯著。另外，對路橋的下部結構進行施工的過程中，應嚴格按照規范的路程進行，和施工實際情況應做到完全相符，防止設計和人為方面的因素對工程建設造成影響，需對施工中包含不同結構坐標實施反復的確認，以保證實際工程質量和路橋結構的安全性及耐久性。

2.5 充分吸取國內外相關成功經驗

盡管在路橋工程的建設方面我國在最近幾年得到了突飛猛進的發展，但在實際情況下，依然存在一些不足和問題，對路橋工程建設質量及設計成果的安全性及耐久性造成影響。對于此，可充分參考借鑒國內外相關成功經驗，通過對這些成功經驗和案例的學習掌握，除了能延長路橋結構使用壽命，還能幫助相關技術人員準確且全面的樹立起觀念意識，從設計中的不同方面入手保證路橋設計的安全性及耐久性，在實際工作中應和相關部門之間做好聯系溝通，無論相關規章制度或管理水平，都需要得到不斷的提高與完善，借鑒和學習先進的做法及技術方法，為國內路橋工程建設和設計提供參考借鑒，起到促進工程建設與設計不斷發展的作用，保證路橋設計成果的安全性及耐久性。

3 結束語

綜上所述，在路橋工程建設發展進程中，路橋施工工藝和技術都取得了很大的進步和提高，也創造了一個又一個的大國工程，工程質量的進步也提高了設計單位的設計水平和能力，作為一名設計人員也在不斷的進步與成長。而路橋結構的安全性及耐久性作為關鍵性的控制要點。作為設計人員首先需要分析可能對路橋建設質量及安全性、耐久性造成影響的因素，然后采取多元化的措施加以改進。另外，由于路橋建設是一項復雜性與系統性都很強的綜合工程，所以需要不同部門之間做好溝通和配合，設計單位在精心設計施工單位按規范化施工的同時，加大社會監理和政府監督力度，各部門協同工作，以此保證工程建設得以順利完成，并達到預期的安全性與耐久性。