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桥梁设计中的安全性和耐久性分析

发表时间：2020/12/30 来源：《建筑科技》2020年7月上作者：张文锋涂莹莹夏绪模

[导读] 近年来，我国基础设施建设越来越完善，尤其是道路建设的快速发展最为突出，为我国经济建设的快速发展贡献力量。

重庆市市政设计研究院有限公司张文锋，涂莹莹，夏绪模 400000

摘要：近年来，我国基础设施建设越来越完善，尤其是道路建设的快速发展最为突出，为我国经济建设的快速发展贡献力量。将提高安全性和延长耐久性的目标运用到公路桥梁设计的过程中，能够将公路桥梁的设计标准和质量提升到一个新台阶。因此，科学地分析安全性和耐久性在公路桥梁工程中的作用，有利于提高公路桥梁的使用年限。
关键词：桥梁设计；安全性和耐久性
        引言:我国经济建设的快速发展加快我国各行业的发展速度，推动我国快速进入现代化科学技术发展阶段当前，我国科学技术实现了突飞猛进的发展,由此使得我国的基础设施建设数量和规模日益扩大，特别是各类桥梁工程建设不断兴起，为我国交通事业良性发展奠定基础。然而，在实践中也要充分看到，很多桥梁工程存在着一定的安全隐患，其安全性，耐久性并没有得到充分保障。
        1桥梁设计中的安全性及耐久性问题现状
        在道路交通系统当中，桥梁是一个重要分支，其设计质量将直接影响建成后的使用性能及使用寿命，同时对交通质量也会产生直接的影响。在我国当前桥梁设计当中，仍然存在着一些方面的问题。例如，设计中对于桥梁强度性能考虑比较多，但是对于安全性及耐久性考虑较少。设计中对于桥梁强度极限十分重视，但是对于使用极限缺乏考虑，也没有做出特定设计要求。在桥梁整个生命周期当中，其使用极限具有非常重要的意义，如果设计中对公路桥梁结构建造比较重视，但对于公路桥梁结构维护工作重视不足，也会产生安全性及耐久性的问题。因此，我国很多公路桥梁设计当中，由于对安全性及桥梁耐久性考虑不足，因而可能会经常发生一些安全事故降低了公路桥梁整体使用性能，也缩短了其使用寿命。此外，由于设计中的不足，导致公路桥梁安全性及耐久性下降，不符合公路桥梁结构动态及综合性要求，造成了很多不利的影响。
        2桥梁设计中的安全性及耐久性提升策略
        2.1重视安全性和耐久性和完善设计审核流程
        在桥梁设计过程中，设计人员需要认识到桥梁安全性和耐久性的重要程度，这关系着公路桥梁的工程效益，及其长期使用的性能效果。为此，在进行桥梁设计的时候，应根据实际情况来进行相应的模拟试验对公路桥梁进行测验，预估其使用寿命，确保桥梁的安全性达到规定的级别标准，其耐久性能使其达到目标使用年限。在设计时，不仅要关注桥梁自身的质量情况，还需要考虑环境等外部因素的影响，将安全性、耐久性当作是公路桥梁设计的考核指标，可利用科学的分析方法来研究其设计方案的可行性，为后期桥梁的养护工作奠定扎实基础，保障公路桥梁施工质量。桥梁是交通工程建设中的重要内容，其质量将影响整个城市交通网络系统的运行效益，因此必须加强对公路桥梁施工的管理，维护其施工质量，而提高公路桥梁施工质量，需要优质的设计方案来做支持，因此，要严格审核公路桥梁的设计方案，确保其具有可行性，及时发现设计方案中存在的问题，并予以针对性措施来加以解决，避免设计方案中出现安全漏洞。在审核公路桥梁设计方案的时候，应当重视审核工作，严格按照相关流程来执行，可设立专门的设计审核部门，保障设计审核质量。
        2.2创新桥梁设计理念
        针对桥梁安全性和耐久性问题，我们还应当创新桥梁设计理念，因为致使桥梁工程质量不高，部分原因是由于设计理念不够完善所致，施工单位往往过于重视桥梁构件强度，而忽视桥梁的整体性这极大的降低了桥梁的安全系数，也加那个直接影响人们的生活质量，所以创新设计理念具有现实意义，具体我们从以下几方面加以分析。首先，在前期选择桥梁类型的时候，施工单位应充分考虑施工环境特点，要以一个合理的方式对桥梁的结构加以设置。

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同时也要充分分析桥梁的实际结构承受力，进一步将整体桥梁构造确定下来，这不仅可以提高桥梁安全系数，也可以提升桥梁质量。除此之外，施工单位在重视桥梁构件强度的同时，也要重视桥梁整体结构性能，这是解决桥梁设计安全性和耐久性问题的关键，也要确保桥梁承载方面设计的合理性，相应的结构力传递也要进行精细化计算，这样才可以提高桥梁安全性和耐久性，最后，促进我国社会经济得以快速发展。
        2.3强化疲劳损伤的设计
        桥梁建成之后，需要承受很多的荷载，例如车辆荷载，甚至风荷载等，这些荷载都会在桥梁内部产生循环变化应力。桥梁在各种应力作用下，可能发生结构振动的现象，进而出现结构累积疲劳损伤。当这些累积损伤逐渐扩大，就容易引起公路桥梁宏观性裂缝。如果不能有效控制这些宏观性裂缝的发展，公路桥梁结构将会遭到进一步的破坏，从而发生断裂、坍塌等安全事故。一般来说，桥梁早期疲劳损伤，难以直观地发现，但是其对于桥梁结构造成的影响是不容忽视的，也是难以挽回的。所以在公路桥梁设计过程中，就要对这方面问题加以考虑。通常在钢结构桥梁设计当中，疲劳损伤是更为关键的一个问题，这是因为疲劳损伤比较容易造成钢结构开裂，进而引起公路桥梁坍塌事故。而近年来，随着混凝土桥梁结构的发展，关于此类结构的疲劳损伤问题研究也更为深入。因此，强化对疲劳损伤的设计研究，在设计中就充分考虑这一问题，提升桥梁结构抗疲劳损伤性能，从而强化桥梁安全性及耐久性。
        2.4做好钢筋混凝土加套加固
        桥梁设计中，提升桥梁设计的安全性和耐久性，钢筋混凝土加套加固方法的应用也有着一定的贡献作用。钢筋混凝土作为当前公路桥梁施工建设的重要组成部分，针对钢筋混凝土本身做好相应的加固操作能够实现“锦上添花”。具体操作中，针对桥梁的墩台在周围设置三条钢带进行包围，实际围绕数量也可根据墩台的体积适当合理地确定。而实际应用钢带的厚度结合结构的加固要求确定。这样，在后期运行中，墩台受到损害，周围的钢带可以发挥有效的加固作用。同样，能够促使预应力筋和混凝土砂浆之间有效结合，在结构共同有效形成基础上，提升钢筋混凝土的受力水平。对于桥梁运行而言，墩台的运行质量直接关系到公路桥梁运行是否安全，这也是当前许多桥梁由于墩台受到损害导致桥梁倾斜问题应对的有效方法，以此提升桥梁运行的安全性和耐久性。
        2.5在设计理念中强调对桥梁全寿命进行风险评估
        第一，可行性研究阶段极有可能面临着比较严重的投资成本风险。第二，设计阶段在整体的施工建设全过程中，往往是技术含量最高，难度最大且最为关键的环节，其设计质量、设计方法和设计理论的选择，对于整体工程的施工质量和建设质量所体现出的安全性和耐久性等都有着至关重要的直接影响。特别是针对大跨径桥梁来说，要充分考虑到一般性工程经验建立的桥梁设计规范是否仍然适用。第三，在桥梁工程的整体施工阶段存在很多方面的不可确定因素，而此类因素也需要在设计过程中着重考虑。同时要结合实际情况，选择相对应的施工方法，设计好相对应的施工工艺和流程，对于可能存在的技术风险展开全面深入的分析，针对施工过程中可能出现的人工失误，发展规律和对策等进行全面的研究，并提出切实可行的对策。
        结语
        总之，桥梁工程项目作为推动我国经济稳定发展的重要部分，为了能够延长桥梁的使用周期，提高其安全性以及耐久性，那么对于设计人员来说，从自身上就必须加强对设计工作的重视程度做好桥梁超载与疲劳损失方面的研究。
参考文献
[1]胡启荣，孙建国.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].城市建设理论研究(电子版)，2018(13).
[2]闻珂.公路桥梁设计施工中的安全性思考[J].绿色环保建材，2018(05).
[3]曾应祝.浅析公路桥梁设计中的安全性和耐久性[J].中国高新技术企业，2007(03).