公路桥梁设计的 安全性和耐久性研究

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年第9期   作者:詹飞 邓博文
[导读] 公路桥梁在投入建设和使用期间,在化学物质、周围环境下会受到不同程度的侵蚀

        摘要:公路桥梁在投入建设和使用期间,在化学物质、周围环境下会受到不同程度的侵蚀,同时,在过往车辆的重压之下,对桥梁的整体结构和桥梁的性能带来了不成程度的损伤,为了避免后期对桥梁进行维修加固投入过多的人力和物力,在设计桥梁工程图的时候就一定要重视桥梁的安全性和耐久性方面的设计,对桥梁的结构细节进行综合考虑,延长桥梁的使用年限,实现社会经济效益最大化.基于桥梁工程在安全性和耐久性方面出现的问题进行了具体分析,并提出了提高公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的方法。
        关键词:公路桥梁设计;安全性;耐久性
引言
        作为公路桥梁工程质量的评价指标,影响安全性与耐久性的因素来自各方面,有来自外界的因素,如人为因素及不可抗力因素,以及内部因素,如桥梁结构自身的材料性能退化等。受到这些因素的影响导致桥梁的安全性以及耐久性不断的降低,就会有各种隐患的存在,甚至导致桥梁发生病害,产生重大的损失。而现阶段在公路桥梁设计工作中针对耐久性与安全性的研究深入程度较浅,对公路桥梁设计安全性及耐久性进行研究是非常有必要的,具有重要的意义。
1、桥梁设计安全性和耐久性的必要性
        在城市建设期间,道路桥梁的安全性往往取决于整体工程的主要承受能力,其中在前期的设计环节以及多种安全因素能够干预着道路桥梁的总体建设效果,只有强化此环节,才会提升道路桥梁的综合性能。其具体的耐久性以及相对应的建设效果较为复杂,所需要的建设材料和工艺环节繁琐,如果工作人员不加强对建设环境耐久性以及安全性的重视力度,就会导致在后期建设过程中,出现严重的安全隐患。因为城市经济发展的速度过快,以至于城市居民的出行数量正在增加,相对应的交通压力正在提升,促使城市桥梁建设总体数量有所增加,建设规模得到延伸,以至于桥梁会在后期使用环节中,出现安全事故,严重影响城市建设质量。因此,针对此类状况,工作人员应当加强对其的管理力度,从安全性以及耐久性的角度做以分析,全面升级道路桥梁建设管理力度,细化多项建设细节,从而保障总体施工质量。
2、高速公路桥梁设计存在的问题
        2.1、要求符合程度不够严格
        公路桥梁项目作为事关国计民生的关键底层基础设施项目,各级政府及行业主管部门出台了非常详细完备的相关制度流程,而该项目类别前期积累的大量成功及失败案例也为公路桥梁项目的有序开展创造了积极条件,然而在公路桥梁的实际设计工作中,对于相关要求的符合程度不够严格,对于优质案例的参考力度也不足,拍脑门决策的情况时有发生,在一定程度上影响到了工程设计工作的科学性。
        2.2、施工问题
        施工方面对公路桥梁的安全性和耐久性的影响主要表现在以下几个方面:(1)施工单位的技术水平不高,无法体现公路桥梁的设计效果,导致实际的桥梁施工情况与桥梁设计存在差异;(2)应用技术不规范,施工人员技术能力普遍偏低,价值现场监管力度不足,在工地上常能看到不规范的操作,如使用材料的配比不恰当等;(3)有些施工单位过于看重眼前利益,偷工减料或是采买不达标的施工材料从中获取利润差价,给桥梁的后期投入使用阶段埋下了安全隐患。
3、公路桥梁设计安全性与耐久性改进措施
        3.1、提高公路桥梁抗震性
        一是从构造细节方面提高抗震性,结合相应的措施,保证结构的安全性;二是从总体方面设计,即从计算分析、结构设计、结构选型上考虑,尽可能采用连续结构,以3~4孔为最佳桥梁联长,设置多个制动墩,提高公路桥梁抗震性,分散地震力,强化制动墩基础,多做中小跨径、控制大跨径,保证山区公路桥梁“大震不倒、中震可修、小震不坏”。在具体布孔与选择下部结构形式时,避免出现同一联桥跨中纵向墩高过大差异及同一桥墩横向墩高过大差异,保证抗震安全性[1]。


        3.2、 重视疲劳损伤设计
        在运营期间,桥梁所承受的荷载会呈现出循环变化的应力,这种应力会触发桥梁结构的振动,长时间的作用下就会导致桥梁结构出现疲劳损伤,而这种损伤累积到一定程度之后,就会导致桥梁结构出现裂缝。桥梁结构的早期疲劳对结构具有极强的破坏能力,一旦造成损害就会出现很严重的后果,桥梁坍塌事故的一个重要起因就是由于结构发生疲劳损伤导致的。因此在进行桥梁设计时要对结构的疲劳损伤问题格外注意,防止出现疲劳损伤。
        3.3、优化提升荷载承受压力
        随着我国市场经济的日益深入,作为公路桥梁主要使用单位的物流企业面临非常大的经营效益压力,其运输车辆超载行驶的问题越来越突出,尤其是对于处在关键要道位置的公路桥梁,其磨损消耗程度相比于一般位置公路桥梁更为严重恶劣,针对该类普遍问题,一方面需要协调各级政府进行政策宣贯,同时加强相关执法部门的检查纠正;另一方面要考虑在公路桥梁的设计阶段对超载问题进行预先控制,采取多种措施深度优化提升公路桥梁的荷载承受压力水平,进而在最大程度上提升公路桥梁的使用寿命及运营效率,为社会化大生产的有条不紊贡献力量。从具体操作层面来看,需要采用限载举措,在公路桥梁关键区域设置警示性标志板,唯有如此才能尽量从源头上降低公路桥梁荷载承受压力,同时可以通过增加其他设施设备的方式进行强化公路桥梁荷载阈值[2]。
        3.4、桥梁耐久性设计
        完善的桥梁设计可以说是保证安全性和耐久性最关键的一步,因此在实际道路桥梁设计过程中,应该全面考虑各种影响因素,保证每一个设计环节都符合实际情况的同时还能够确保道路安全性。在道路桥梁设计环节中,最应该提高重视的就是结构变形与材料性能降低的因素。随着时代的进步,用于桥梁建设的材料选择越来越丰富多样,但是应用于实际桥梁建设中的材料不可避免都会出现变形或者性能降低的问题,尤其是行车压力与日俱增,桥梁耐久性逐渐降低的现象是不可避免的,因此为了能够更好地降低出现概率,保证道路使用寿命可以延长,在设计过程中应该重视使用材料耐久性,根据使用材料的自身特性设计合理的桥梁结构,例如日常建设桥梁过程中使用最多的混凝土结构,为了避免其变形而导致的桥梁结构出现问题,应该在设计初期对该材料进行全面的测试,选择合理有效的施工材料才能够从根本上保证桥梁的安全性和耐久性[3]。
        3.5、桩基设计
        桩基设计是否合理直接影响公路桥梁的施工工期和质量。这就要求设计人员要充分考虑桥梁的各个结构细节,确保桥梁桩基的稳定性和安全性。相对来说,公路桥梁的荷载比较大,除了要仔细比对施工地区的地质参数外,也要确定单桩的具体承载力的数值,根据桩基的实际承载力设计施工。另外,桩基建设完成后要随机进行静载荷实验,确保施工质量[4]。
结束语
        作为公路的重要组成部分,桥梁在交通运输中发挥着至关重要的作用,对其安全性和耐久性问题进行研究具有重要的意义。本文以公路桥梁设计的安全性及耐久性为研究对象,针对其设计工作的现状进行了研究,并从不同的两个方面对影响其安全性和耐久性的因素进行了分析,并提出了一些改进的措施。能够对公路桥梁设计工作中安全性和耐久性问题提供一些建议和参考,可对公路桥梁的设计工作提供一些指导意见[5]。
参考文献:
[1]张实.公路桥梁设计的安全性和耐久性分析[J].林业科技情报,2019,51(04):126-127+132.
[2]徐乐惠.公路桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析[J].科学技术创新,2019(31):128-129.
[3]辛峰.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究[J].门窗,2019(20):229.
[4]靳海燕.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].黑龙江交通科技,2019,42(09):133-134.
[5]王忠渝.高速公路桥梁设计的安全因素分析[J].城市建设理论研究(电子版),2019(26):45.
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