公路桥梁设计的安全性和耐久性研究 林志铭

发表时间:2021/2/19   来源:《基层建设》2020年第27期   作者:林志铭
[导读] 摘要:通过对当前公路桥梁设计中的耐久性与安全性进行基础分析,列举影响桥梁安全稳定的重要因素,并对如何提升公路桥梁耐久性及安全性提出了一些对策,主要包含应对公路桥梁的超载问题、减轻公路桥梁老化折损,提高公路桥梁的耐久性和稳定性等,望本次分析结果可以为后续研究提供一定的参考借鉴。
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        摘要:通过对当前公路桥梁设计中的耐久性与安全性进行基础分析,列举影响桥梁安全稳定的重要因素,并对如何提升公路桥梁耐久性及安全性提出了一些对策,主要包含应对公路桥梁的超载问题、减轻公路桥梁老化折损,提高公路桥梁的耐久性和稳定性等,望本次分析结果可以为后续研究提供一定的参考借鉴。
        关键词:公路桥梁;耐久性;安全性
        引言
        公路桥梁在交通系统中占据着重要地位,伴随着城镇化进程的飞速加快,公路桥梁的建筑水平也获得了巨大提升。但是,当前公路桥梁的设计仍存在部分不足,很多桥梁在建成后仍需进行频繁的维修、加固和建筑改造,需要耗费巨大的后续成本,且在安全性和耐久性这两个方面,仍然存在着较大的提升空间。
        一、公路桥梁的设计现状
        在我国庞大的交通系统中,公路桥梁是一个重要的分支类型,其设计标准能够直接影响建造完成后的道路质量和安全性能,与人民的生命财产安全息息相关。当前我国的桥梁设计仍然存在着一些问题,第一,设计人员态度不端正,对于各种设计细节以及周边环境因素考虑不够完善,在实际计算时出现数据错误或者信息衔接不顺畅等问题,进而严重影响施工进度和设计要求,致使公路桥梁建筑质量不高,使用寿命不长,更严重的甚至会在建造不久就出现断裂、崩塌等重大事故,影响人们的生命财产及出行安全。第二,我国当前在公路桥梁的设计中十分重视强度极限,对于使用极限方面缺少涉及,但公路桥梁的使用极限正是其耐久性的关键,因此在桥梁设计中要逐步提高对使用极限的重视,提高公路桥梁的安全性能,延长其使用寿命。
        二、公路桥梁设计中影响安全性和耐久性的因素
        1.施工管理水平有待提升
        随着科技水平的不断提升,公路桥梁工程的各个方面都发展几近成熟,但公路桥梁损坏坍塌的事故依旧层出不穷,引起了社会各方面的高度关注。通过对最近发生的几起坍塌事故进行分析得出,施工管理水平低下与施工过程中存在的违规操作是事故频发的重要原因。并且在施工过程中存在明显的偷工减料、滥竽充数等不良行为,严重影响了公路桥梁的建筑质量。当前,我国许多公路桥梁工程的实际使用寿命与设计寿命存在较大误差,甚至一些工程在施工结束不久后就出现了极为严重的质量问题。这些情况的出现主要是由于施工时不注重施工质量,如施工使用的水泥混凝土配比不科学、钢筋保护层缺乏韧性、缺少振捣养护等,这些问题严重影响了公路桥梁的安全性及耐久性。
        2.设计理念落后
        公路桥梁设计上仍存在理念落后的情况,一般层面上讲,公路的桥梁结构设计不但要分析公路桥梁的基本结构及其连接构件,保障安全系数及可靠性指标达到正常标准,还要对结构的经济性进行合理考量,保证公路桥梁结构的安全稳定。然而在实际设计时,部分设计人员只注重结构的强度极限,忽视了桥梁设计中的构建体系、建筑结构、材料运用以及施工中存在的人为因素等情况。并且在桥梁设计过程中对于结构的整体性、设计的延展性也存在不足,尤其在设计受力情况时缺乏明确的计算图式支撑,可能致使公路桥梁表面出现受力不均匀的情况,严重影响公路桥梁的耐久性及安全性。


        三、提升设计中安全性及耐久性的相关对策
        1.重视耐久性问题
        在对公路桥梁进行设计时,要对耐久性给予高度重视。在以往的设计中,主要是对施工材料和数据统计上进行分析考虑,但在结构设计方面仍存在不足。公路桥梁的普通设计与耐久性设计存在明显差异,所以对传统公路桥梁耐久性的定性分析应转变为定量分析。在一些交通系统较为发达的国家中,对于公路桥梁的耐久性设计极为重视,并且在具体设计时也有相当多的考虑要素值得借鉴。我国在今后的设计过程中也要提高对这一问题的重视,综合考虑公路桥梁的结构布局和建造细节,提高其耐久性与安全性,确保其性能符合人民需求。
        2.减少公路桥梁的超载问题
        超载是影响公路桥梁安全稳定的重要因素之一,在对公路桥梁的设计中要减少超载事故。通常情况下,超载现象主要包括车辆超载行驶、通行流量过大超过设计标准以及使用年限过长超出设计年限等情况。车辆自身超载属于违法运营,设计时可以酌情考虑,其余情况大都是因交通流量过大或者桥梁使用到达极限而导致的。道路超载问题极容易加剧道路劳损,使道路结构遭到破坏,并且超载造成的破坏属于内结构损伤,难以进行修复,之后即便正常荷载,内部状态也无法改善,桥梁的安全性严重降低。由于超载导致的疲劳损伤得不到重视,检修人员可能无法发现问题,从而认为道路耐久性足够,但在之后行车过程中,道路构件极容易发生断裂,导致弯矩和和刚度下降。因此在后续的道路设计的分析及管理上,应该设置道路限载标准,明确最大车流量,避免超载现象出现,延长公路桥梁使用年限。
        3.降低使用过程中的折损老化
        道路工程在施工结束并正式投入使用后,需要承担巨大的流量,如车辆荷载及风荷载等情况,公路桥梁在承载这些流量的过程中,其内部会产生循环变化应力,在各种应力作用下,道路甚至会出现结构震动,从而导致疲劳损伤,疲劳损伤不断累加最后就会出现宏观裂缝。有效控制宏观裂缝发展,可以避免公路桥梁受到进一步损坏,减少坍塌、断裂等事故的发生。一般情况上来讲,公路桥梁的早期折损问题,难以得到有效的查验处理,等到真正出现问题时可能已经难以挽回。在公路桥梁设计时要考虑疲劳损伤的问题,一般钢结构桥梁中,疲劳损伤容易给钢结构造成不可逆的断裂影响,进而引发坍塌事故,近年来比较流行的混凝土结构桥梁在整体构架上不容易出现裂缝,但是在连接构件处容易出现问题,使其失去原有效力,从而引起桥梁坍塌,像是斜拉桥的拉索锚固定处就是问题比较频发的部位。因此在对公路桥梁进行设计时要充分考虑疲劳折损的问题,提升道路的安全性和耐久性。
        四、结语
        公路桥梁在我国的交通系统中占据着重要的地位,对道路交通的发展具有重大影响。从当前公路桥梁的设计理念来看,其在耐久性及安全性上仍存在一些问题,在多方面都有限制。因此在未来的设计理念上,要注意加强高新技术的应用,完善当前建筑方法,解决公路桥梁在耐久性及安全性上存在的问题。
        参考文献:
        [1] 汪罗英.公路桥梁设计中的安全性及耐久性探析[J]. 交通世界,2020(06):122-123.
        [2] 涂琳.公路桥梁设计的安全性和耐久性研究[J].建筑设计,2020(02):56-57.
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