公路桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析

公路桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析

李聂 苏宁

云南远舟工程设计有限公司 昆明 650000

摘要：公路桥梁设计在公路桥梁项目实施中占据着十分重要的地位，并直接关系到项目能否顺利实施和保证最终施工质量，特别是近几年公路桥梁发生安全事故概率不断上升，公路桥梁安全性和耐久性也引发社会各界广泛关注，加强公路桥梁设计研究与分析也显得十分有必要。本文联系公路桥梁设计常见问题，尝试从做好结构设计准备工作、充分考虑路桥疲劳损伤、关注桥梁频繁超载问题、研究设计关键性技术等方面入手，提出几点可以提升公路桥梁安全性和耐久性的策略，以供参考。

关键词：公路桥梁设计；安全性；耐久性；相关问题；分析

在社会经济不断发展背景下，我国也加大了公路、桥梁等基础设施建设完善力度，在方便人们生活出行的同时，对公路桥梁建设质量也提出更高要求，尤其是在公路桥梁安全性和耐久性方面，受到设计理念更新不及时、设计方案缺乏科学性等因素影响，导致路桥施工质量不达标，其使用安全性和耐久性也无法得到有力保障。急需要对这些问题展开深入分析，并从提升公路桥梁安全性和耐久性层面入手，对公路桥梁项目进行优化设计，确保公路桥梁质量和交通运行安全^[1]。鉴于此，对公路桥梁设计中的安全性和耐久性问题进行分析和讨论。

1公路桥梁设计中安全性和耐久性问题分析

引发公路桥梁安全性和耐久性问题的原因有：（1）设计理论和构造体系不完善，现目前我国在公路桥梁构造方面尚未形成健全完善的体系，并且设计理念也不够健全，使得在对公路桥梁结构进行设计时，将更多注意力投放到怎样提高路桥强度上，针对路桥的耐久性能较为忽略，而公路桥梁实际强度和耐久性没有达到平衡状态，最终使用性能也会大打折扣，并且在公路桥梁设计环节出现这一问题，整体设计水平也会明显降低。此外，在公路桥梁设计中，所出现的缺少严格的安全系数标准情况，也会降低路桥安全性，尽管很多公路桥梁项目在开展设计工作之前会对其使用年限做出明确规定，但是受到设计工作不够科学规范影响，实际使用性能也无法得到有力保障，甚至在投入使用以后频频出现安全事故^[2]。（2）整体设计方案不够严谨，路桥设计需要考虑的问题比较多，实际操作也要将之看作成一个整体，经过系统分析和科学研究以后，选择最为适合的设计方案加以执行，确保路桥各部位和环节均能得到可靠连接，但是实际工作中，路桥设计人员往往会出现不对材料、结构、设计、施工、维护等进行全面综合考虑情况，最终也会对路桥整体性带来极大影响。同时，部分路桥设计对混凝土厚度、横截面等考虑不足， 导致工程竣工后出现混凝土厚度不一、横截面过于狭小等情况，实际运行也会受到局部压力过大影响，而出现断裂、塌陷等故障，公路桥梁安全性和耐久性也会遭受极大挑战。（3）施工管理水平有待提升，在完成公路桥梁设计工作以后，开展公路桥梁工程建设活动，在材料选择、设备使用、工艺操作、安全质量管理等方面，都还存在诸多问题，这不仅对路桥整体质量带来极大影响，还很难达到路桥实际设计标准，再加上路桥建设人员没有对先进施工技术进行有效掌握，实际作业就会出现违规建设、不按照设计流程施工等状况，路桥安全性和耐久性也无法得到保障^[3]。

2公路桥梁设计中提高安全性和耐久性的策略探讨

2.1做好结构设计准备工作

在开展公路桥梁设计工作之前，最好可以委派专业人员深入到实地，对所在地区水文、地质等情况进行细致勘察，并根据所掌握的区域水文、地质、环境气候变化情况等信息，对公路桥梁结构进行优化设计。与此同时，对路桥结构形式加强研究，通常情况下会对大跨度桥梁和标准跨径桥两种形式进行选择运用，前者由于控制因素各不相同，因此在选择方案上也有所差异，后者则有许多共性特点，实际施工也较为方便，两相对比大跨径桥梁设计方案很少采用，不过在实际选择时最好可以根据现实情况，选择最佳设计方案进行使用。除此之外，公路桥梁设计还要对该项目实施和可能遇到问题进行全面系统研究与分析，并将重点放在材料科学使用、后续维修保养面临风险等上面，其中公路桥梁建设运用到的主要材料有钢筋和混凝土，并且所选择材料质量高低，也会直接影响到路桥使用性能，为提高路桥安全性和耐久性，就要注意对所使用材料进行科学选择，使其达到工程设计标准要求，而加强后续维修保养可能面临风险分析，就可以对各项风险发生机率进行科学预测和提前制定好防范预案，并以此为基础对路桥结构设计进行最大程度优化改善，提高路桥设计安全性和耐久性^[4]。

2.2充分考虑路桥疲劳损伤

在公路桥梁运营过程中，通常会受到有害物质侵蚀、气候温度变化、承载车辆行驶、自然灾害事故等因素影响，导致公路桥梁内部出现循环应力，进而引发路桥结构内部出现疲劳损伤问题，随着结构振动和疲劳损伤不断累积，路桥整体也会遭受到极大破坏，具体表现为路桥表层出现裂缝、这时候若能对路桥疲劳损伤进行及时监测，就能够对表面裂缝进行合理控制，随之引发的结构、材料断裂问题也能有效避免。要妥善解决这一问题，就要在开展公路桥梁设计工作时，对路桥结构疲劳损伤问题加以注意，并时刻关注整体结构有无发生变化情况，执行时也要将注意力放在个别构件可能出现失效问题上面，如：混凝土结构发生疲劳损伤、相应钢筋构件发生腐蚀情况等，在准确把握这些情况以后，就可以在设计阶段采用极具针对性措施进行优化，有效规避这些问题发生。

2.3关注路桥频繁超载问题

公路桥梁频繁出现超载情况，也会对路桥安全性和耐久性产生极大影响，要防止这一情况发生，就要对公路桥梁出现过度超载的真实原因进行细致分析，然后采用相对应措施加强设计。而公路桥梁出现超载主要有公路桥梁运营时间过长、超出了设计车流量和车辆频繁违规超载三种情况，也正是受到这些因素影响，使得公路桥梁出现较为严重的结构性损伤，甚至达到了无法进行修复的状态。针对路桥运营通车，即便是通车总量符合设计车流量标准，经过车辆也能达到控制载重量要求，但是随着外部因素不断变化，路桥结构内部应力也会发生极大改变，并对路桥安全性和耐久性构成极大威胁，当路桥结构遭受较大外部荷载作用以后，就容易发生面层开裂问题，即便是将外载荷进行有效卸除，然而内部结构和表面开裂问题已经形成，无法进行自我修复^[5]。因此在开展公路桥梁设计工作时，还要对公路桥梁频繁出现的超载问题加以关注，并通过在设计中加强车流量和车辆违规超载情况考虑和控制，避免路桥内部结构遭受到极大破坏，路桥通行安全性和使用寿命也能得到保障和延长。

2.4研究路桥设计关键技术

在公路桥梁设计中，要确保路桥安全性和耐久性，还要对涉及安全性和耐久性的路桥关键性技术进行研究与分析，实际操作也要从根据相关规范和标准要求确定路桥耐久性参数和施工技术、对路桥结构进行全面系统分析、科学合理控制路桥混凝土结构质量等方面展开，其中遵照相关标准要求明确路桥耐久性参数以后，可以为实际施工提供有力指导，并在完成路桥结构整体性分析以后，将路桥安全性和耐久性控制重点放在材料选择、保护层设计、混凝土施工质量等上面，其中材料选择，除了要保证选择材料质量以外，还要注意对防腐材料加以使用，不仅可以降低周围环境对公路桥梁造成的腐蚀性影响，还能提升路桥实际使用年限；对路桥钢筋混凝土构件加强保护层设计，就可以保证路桥结构内部稳定性，钢筋混凝土构件耐久性也能得到明显提升；而对混凝土施工质量加以控制，就要对混凝土拌制、浇筑振捣、养护作业等技术要点进行准确把握，并严格按照工艺技术规范进行标准化操作，可以保证路桥通行安全^[5-6]。

结语：本文是对公路桥梁设计中安全性和耐久性问题的分析，随着路桥基础设施不断完善，路桥安全性和耐久性问题也引发人们密切探讨，特别是在公路桥梁设计方面，一旦出现路桥结构整体考虑不足、工程设计不够科学等问题，就会对项目实施和最终质量带来极大影响。为防止这些问题出现，就要加强公路桥梁设计安全性和耐久性研究与分析，并在准确把握引发路桥安全性和耐久性问题原因以后，通过做好结构设计前期准备、充分考虑路桥疲劳损伤、关注路桥频繁超载问题等工作，提高公路桥梁设计科学性水平，并确保公路桥梁项目投入使用安全性和耐久性。

参考文献：

[1]毛诗魁.公路桥梁设计中的安全性和耐久性分析[J].科技与创新,2021,(13):4-5.

[2]韩新.公路桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析[J].运输经理世界,2020,(16):85-86.

[3]杨超.公路桥梁设计中的安全性及耐久性分析[J].住宅与房地产,2021,(16):91-92.

[4]纳小刚.公路桥梁设计中的安全性和耐久性探讨[J].四川水泥,2021,(07):312-313.

[5]高世茂.公路桥梁设计中的安全性与耐久性研究[J].工程技术研究,2021,6(06):212-213.