吴李乐
武汉山海桥梁设计咨询有限公司 湖北武汉 430200
摘要：随着经济的增长和科学技术的日新月异，社会的进步也越来越快，我国城市化进程的推进也不断加速，公路桥梁的建设随着城市化进程的不断推进也逐渐增多。设计人员应重视公路桥梁设计工作，针对设计中存在的耐久性、安全性问题，基于准确的分析结果，结合设计与建设质量的相关要求，提出可提升安全性、耐久性能的必要措施，以延长路面的使用寿命，保证公路桥梁运行的安全性。分析其安全性与耐久性设计原则及思路，并提出全面优化设计措施，希望为相关工作者提供借鉴。
关键词：公路；桥梁；设计；安全性；耐久性
中图分类号： U412 文献标识码：A
1公路桥梁安全性与耐久性的影响因素
1.1预应力的损失
公路桥梁安全性与耐久性的关键影响因素之一就是预应力，而造成预应力损失的原因诸多的主要因素如下：（1）预应力钢筋与管道之间的摩擦问题；（2）不同台座之间的温度差、应力松弛度的影响；（3）建造使用锚具的变形、接缝压缩或者钢筋的回缩影响；（4）所使用的混凝土弹性压缩问题与收缩徐变等。这些是公路桥梁安全性与耐久性设计所需要重点考虑的问题，预应力的整体良好性是确保安全性与耐久性的重点。
1.2截面的抗裂能力
确定结构的抗裂性是公路桥梁施工设计阶段的内容，具体的实施需要根据不同等级的结构开展，主要是预应力混凝土受弯构件有部分和全预应力两种构件。截面的抗裂能力影响有以下两点内容：一是全预应力的混凝土构件在短期效应组合中不能有正截面拉应力出现；二是部分预应力有正截面拉应力产生时必须限制应力值。一般来说施工跨度较大、结构复杂的桥梁，要想有效保障耐久性，可按照全应力构件进行设计[1]。
1.3 结构挠度与各项安全指标
承载的负荷是预应力混凝土结构挠度产生的原因，主要是在设计内部预应力时要考虑两种作用综合。公路桥梁的设计有时需要考虑整体呈现方式的美观性，而这就会对公路桥梁最终的安全性与耐久性带来限制，尤其是在施工建设时期，预应力混凝土本身就会出现多数向上反拱的情况，但为了后期美观会选择进行美化处理，从而造成了厚度的降低，最终影响公路桥梁的安全性和耐久性。
2公路桥梁设计安全性和耐久性的基本要求
在桥梁及公路设计的过程中，项目施工环节受地形及其他环境影响，无法保证设计的结构准确应用于实际地形中。为提升公路桥梁设计的精准度，应充分考量设计环节中涉及的材料及结构方面的问题，制定科学合理的方案，提升公路桥梁的安全性和耐久性[1]。在桥梁建设过程中应考虑跨度、梁体结构及城市分布等方面，保障整体设计图纸的作用效果，考量周边居民或其他生活环境对桥梁建设的影响。在公路桥梁的设计过程中，须做好地基处理工作，地基采取的方案应准确配合实际地形结构，确定使用基础结构的方式，选择节省人力、物力资源的施工具体方案，保证基本结构建设的完整性、可利用程度对应后续工程的建设，保证附属设施铺设安装的具体效用。由于施工过程部分工作需要在野外完成，外界环境具有不可控的特点，要求施工作人员选用先进的技术，在保证自身防护工作的完备性的基础上，有效应对恶劣环境带来的不利影响，同时配合使用便于运输的设备，提升公路桥梁建设的质量和设计的科学性。
3提升公路桥梁设计安全性和耐久性的方法
3.1 重视安全性和耐久性研究
目前某些设计单位在进行桥梁设计时，仅注重公路桥梁外在的美观性和坚持节约施工成本的理念，未着重考量安全性、耐久性，忽视了公路桥梁在后续使用过程中安全问题。在后续的设计环节，相关人员应转变设计思想理念，秉持以质量为先的原则。充分考量公路桥梁承载力中包含的承载极限，考虑其他可能影响公路桥梁使用质量和水平的要素，明确各项参数指标，配合后续施工阶段的具体工序和流程，实施严格的质量监控和管理措施，延长公路桥梁的使用寿命。
3.2抗震结构设计
在桥梁抗震设计中，可通过创建有限元模型检查地震模型横截面最薄弱的部分。在应用过程中，利用 SAP 2000 有限元分析软件构建几何模型，输入桥梁材料属性、截面属性、单元属性、工程进程及反应谱等，通过动力特性分析、时程分析、反应谱分析的计算模式，输出该桥梁设计中的地震响应、滞回曲线等[2]。按照地震要求进行桥梁结构计算，以此对其他部分进行抗震分析，保证其符合抗震要求。通过此种方法可提高建筑抗震特性，改变其结构自然振动周期，以免发生地震后产生共振，且利用地震结构特点，以螺旋标准的扭转尺寸及整体稳定性设计桥梁抗震结构。
3.3适当增加混凝土保护层
保护层作为保护混凝土与钢筋之间黏结强度的屏障，同样可保护钢筋免受腐蚀，避免有害介质入侵至内部。经研究可知，扩散氯离子至钢筋表面时间与保护层厚度成正比，扩散二氧化碳速度也与保护层厚度有密切联系。通常，保护层越厚，则钢铁表面免侵蚀时间越长，可降低钢筋腐蚀率，提高耐久性[3]。因此，工程中可适当增加混凝土保护层厚度，以提高其结构耐久性。
3.4注重超载与其他外在因素
公路桥梁使用过程中客货车超载运输的情况并不少见，因此对于车辆的超载问题必须更加重视。客车的超载情况相对来说少一些，这主要在于客运公司对司机以及售票人员的监管。货车的超载情况比较严重，一般来说车辆自身超载行驶是公路桥梁负载超负荷的主要原因，有关部门在车辆上路运输前必须加强检查与称重。就目前情况来看，很多货车司机都会选择在盘查较为放松的凌晨超载上路，还有一些情况属于老板规定了重量与运输时间，司机师傅被迫超载上路运输。因此，相关部门务必加强检查，对有关人员进行批评教育和严格检查，确保公路桥梁安全性的稳定与耐久性的保持[4]。其他需要设计人员重点考虑的外在因素还有如地震、洪水、空气有害物质等，尤其是空气中存在的有害物质和自然环境的影响也会造成公路桥梁被腐蚀或者金属材料生锈，进而产生裂痕降低安全性与耐久性，因而就需要设计者通过一定的技术手段介入或者安排养护工作，以进一步保障公路桥梁安全性与耐久性的保持与提高。
3.5强化疲劳损伤的研究力度
疲劳损伤会导致钢筋开裂，出现道路桥梁坍塌的情况，为解决以上问题，研究人员提供了新型的解决办法，积极应用多种技术，保障钢筋结构的稳定性。由于选用的强化混凝土的技术未有效解决人为损害和材料腐蚀等问题，出现了疲劳损伤加剧的情况。相关技术人员和单位应强化现阶段使用的具体技术，提供技术革新及优化问题解决方法的具体措施，有效应对钢筋疲劳损伤问题。
结束语
总之，安全性与耐久性是公路桥梁设计的重中之重，务必要对其严格规范与制约，并通过引进先进的技术和设备作支撑，在设计、建造等各环节中充分地统筹兼顾、全面考虑，以确保路面桥梁整体的安全性与耐久性提升，从而保障公路桥梁的高质量建造水平。“要想富，先修路”，只要确保国家连接富裕与强国的公路、桥梁的顺利建设，才能有效保障人们生活的质量和国家综合实力的提升。
参考文献
[1]张丹.桥梁设计中的安全性和耐久性问题[J].城市建筑,2019,16(35):170-171.
[2]庞凡,陈维田.公路桥梁设计中的安全性及耐久性研究[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(12):274-276.
[3]李万德.探究桥梁设计中的安全性和耐久性[J].科学技术创新,2019(34):137-138.
[4]赵须.桥梁设计中的安全性和耐久性探究[J].住宅与房地产,2019(34):77.
[5]徐伟,崔德昌.道路桥梁设计与施工中的安全性与耐久性[J].门窗,2019(22):138.