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浅析公路桥梁设计中的安全性和桥梁耐久性研究

发表时间：2021/6/4 来源：《基层建设》2021年第2期作者：张吕

[导读] 摘要：在如今国内基础建设以及大众生活水准同步持续提升的背景下，大众也更为清晰的认知到交通对于社会发展的重要性，交通越便利，则相关区域的经济发展形势则更为明朗，从而可以更好提升大众的生活品质，保障大众可以更好的开展其日常的生活。

        武汉荣璟工程有限公司湖北武汉 430000
        摘要：在如今国内基础建设以及大众生活水准同步持续提升的背景下，大众也更为清晰的认知到交通对于社会发展的重要性，交通越便利，则相关区域的经济发展形势则更为明朗，从而可以更好提升大众的生活品质，保障大众可以更好的开展其日常的生活。在此情况之下，路桥工程也成为了我国交通基础建设领域的重点所在，不过在现阶段的运作情况来解析，国内绝大部分的区域依然不能有效完成相关的项目建设任务，这也是由于此类工程项目的运作专业性要求相对较高，且涉及的专业领域也极具多样化的特征，同时因为诸多工程建设团队的专业水准有限，最终导致工程建设任务的完成理想往往相对不理想。
        关键词：公路桥梁；安全性；耐久性
        引言
        公路桥梁是交通系统中的重要组成部分，随着近年来城市发展建设速度的加快，公路桥梁建设也取得了显著的成果。但是，就实际情况来看，我国在公路桥梁设计当中，对于安全性及耐久性方面，仍存在着一定的问题和不足。很多公路桥梁建成后，往往需要频繁地进行改建、加固、维修，带来了较大的成本。目前，公路桥梁设计中，对安全性及耐久性提出了更高的要求，在具体设计过程中需要高度重视。
        1公路桥梁安全性和耐久性现状及影响因素
        在经济快速发展的背景下，交通量的增大对桥梁结构提出越来越高的要求。公路桥梁一旦发生安全事故，很可能造成严重的人员伤亡和财产损失，因此必须注重公路桥梁的安全性和耐久性，提升公路桥梁的质量。安全性是指承受损伤的能力，反映了结构的承载力。结构承载力是指桥梁所能承受的外力，一旦桥梁承载力超过其自身设计最大值就会导致桥梁结构发生破坏，危及桥梁安全。耐久性是指抵抗环境影响、维持结构正常使用的能力。在一些桥梁的设计和施工中，仅考虑满足承载力的要求，而较少考虑外部环境对工程使用寿命和耐久性的影响，因此，桥梁受恶劣环境影响较大，使用寿命大大缩短。公路桥梁结构设计与桥梁的安全性和耐久性密切相关。目前，公路桥梁结构设计不合理主要表现为结构承载力不足和使用寿命缩短。公路桥梁设计中，出于安全性和耐久性方面的考虑，应特别注意以下几点：
        （1）公路桥梁的设计必须满足结构强度和承载力的要求，保证使用过程中的安全性；
        （2）公路桥梁的设计应考虑桥梁的使用寿命，重视使用过程中的维护问题，确保其耐久性；
        （3）施工材料的质量对桥梁结构也有直接影响，应在保证原材料质量满足相关规范要求和工程实际的基础上科学设计，一旦发现问题及时调整设计方案，避免出现结构变形或裂缝等缺陷；
        （4）桥梁结构设计需考虑复杂的地质环境和交通流量，结构设计不合理会直接导致事故的发生，严重的甚至造成桥梁倒塌。
        2公路桥梁设计中的安全性和桥梁耐久性优化策略
        2.1加强前期设计勘察工作
        公路桥梁设计中，做好前期准备工作是非常必要的。具体而言，一方面，设计人员需要深入到公路桥梁工程项目具体施工的地理地势环境中，通过借助经纬仪和水准仪等对地理地势环境进行详细的勘测，反馈到勘测报告中，为结构强度和各方面计算提供数据支撑；另一方面，设计人员还需要明确公路桥梁所在地的降水和温度变化也会影响安全性和耐久性。因此，需要综合评估近些年来气温和降水变化状况。如，当地的降水量大，降水周期长，那么为了保证结构的完整性，则需要工程设计人员加强公路桥梁表面的防护性设计，相关防护材料应用到位，提升对雨水冲刷的抗侵蚀力度，在公路桥梁表面质量维护基础上，提升安全性和耐久性。

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        2.2重视路桥建筑疲劳损伤状况规划探究
        所有路桥建筑的负荷承载度是较为有限的，其所承载负荷的目标更具多样化的特征，除了日常行驶车辆的负荷影响之外，风力以及人力负荷都会传输到路桥建筑的内部架构之中，从而形成循环且较为多变的压力，而此种压力也会被调配到路桥建筑的诸多部位，通过长时间的积累，路桥建筑的整体架构也往往会受到一定程度上的磨损，倘若磨损的程度较为严重，则会造成路桥建筑出现不定程度上的裂缝情况，倘若对裂缝产生问题不进行第一时间的处理，裂缝的问题会进一步的扩张，甚至会引发桥梁坍塌、桥身断裂等状况，不过，当路桥建筑产生疲劳损伤初期征兆的阶段，也往往较为容易被忽视，而此种损伤通过长时间的积累便会严重影响着桥梁的运作，甚至会带来难以估量的损失。通常而言，相关的规划工作人员都会将疲劳性磨损集合到钢架桥梁的整体规划范畴之中，并且给予了全面的关注。近些年来，国内借助深入性的探究，将路桥建筑的疲劳性磨损探究转变成为混凝土桥梁的架构性探究。不只是如此，针对于疲劳性磨损探究的视角，也需要从桥梁扩张到路桥建筑整体架构环节的探究。
        2.3更新设计理念，优化设计方案
        以往桥梁结构设计主要着眼于结构的安全性，往往注重保证强度和承载力满足规范要求，却忽视耐久性，导致桥梁使用寿命不足。合理的桥梁结构设计将大大提高桥梁的安全性和耐久性。目前，桥梁主要分为大跨度桥梁和标准跨度桥梁。大跨度桥梁施工难度大、造价高，在实际工程中应用较少。而标准跨度桥梁施工方便，工程造价相对较低，可预制拼装，在目前的桥梁工程中更为常见。通过研究国内外桥梁设计方案和工程实例，不断改进和创新设计思路，延长桥梁的使用寿命，。公路桥梁设计标准不成熟也会影响桥梁的安全性和耐久性。设计人员对规范的理解不全面，设计中缺乏耐心、不负责任等主观因素都可能导致设计方案不满足安全性和耐久性的要求。因此，可通过完善设计规范，提高设计人员的专业知识和素养，加强监督和审计，确保结构设计的各个阶段不出现错误，避免因设计人员的失误造成不必要的损失。桥型设计可根据当地地质条件、交通量等因素综合考虑确定，例如：拱桥呈圆拱形，延性好，车辆行驶时产生的向心力保证了车辆与桥面紧密接触，发生自然灾害时，拱桥的韧性和延性可避免桥梁倒塌和断裂，安全性高。
        2.4做好钢筋混凝土加套加固
        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。对于公路桥梁运行而言，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，以此提升公路桥梁运行的安全性和耐久性。
        结语
        综上所述，桥梁设计中的安全性和耐久性问题非常重要。施工前应对设计方案进行全面调查分析。合理的设计方案不仅可以保证桥梁的安全性和稳定性，而且可以节省大量的成本。设计人员应通过对国内外设计案例的研究和学习，打破只注重安全性而忽视耐久性的固化思维，在设计中充分考虑如何增强结构的耐久性，进而延长桥梁的使用寿命。
        参考文献：
        [1]姜会玲.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J].工程建设与设计，2020（7）：124-125，128.
        [2]马静静.基于安全性与耐久性的桥梁设计研究[J].交通世界，2018（22）：168-169.
        [3]叶大伟.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].工程技术研究，2018（9）：64-65.