公路桥梁设计的安全性和耐久性分析

公路桥梁设计的安全性和耐久性分析

速建永

云南畅通工程勘察设计有限公司，云南昭通657000

摘要：在现代化城市建设发展过程中，公路桥梁工程项目施工数量与日俱增，大大便利了人们的出行。随着人们整体生活水平的提高，对于公路桥梁工程的要求不断提高。公路桥梁工程作为城市发展脉搏，不仅发挥着推动城市经济发展的作用，还承担着城市与城市之间沟通往来的重要作用。就目前来看，我国公路桥梁设计水平不断提升，但是在实际施工当中却存在路面平整度不足、断裂，桥梁使用寿命短，强度不达标等诸多问题。因此，对公路桥梁设计问题与改善措施的研究非常有必要。

关键词：公路桥梁设计；安全性；耐久性

引言

交通运输行业的高速发展推动了公路桥梁工程建设的发展，在发展过程中也暴露出了一些缺陷和不足，如混凝土开裂、桥梁结构钢筋腐蚀、混凝土碳化等，都对桥梁的使用寿命有明显影响。因此，研究公路桥梁安全性、耐久性设计具有重要意义。

1公路桥梁设计现状

1.1设计方案不符合实际需求

在公路桥梁设计中，为确保设计方案的合理性，相关设计人员会参考以往成功的设计方案，以提高公路桥梁设计质量。但是在实际设计中，一些公路桥梁设计人员并不是参考成功案例的经验，而是完全照搬照抄，要知道公路桥梁工程建设会受到地理位置、环境等因素影响，不同案例都有着各自特定的建设条件，如果只是按照之前的案例进行生搬硬套，只会导致公路桥梁设计不符合实际要求。并且，社会在快速发展，对于公路桥梁工程的要求和需求也发生了巨大变化，过去的案例难以很好地适应当前时代发展需要，和当代人审美标准也存在很大差异。不仅如此，相关设计人员还需要在公路桥梁设计中考虑工程实际情况，结合技术要求和现代化设计理念来开展设计工作，这样才可以确保公路桥梁设计方案满足实际设计标准。然而就目前来看，很多设计人员并没有完全做到这些，从而对后续公路桥梁施工顺利开展带来不良影响。

1.2设计安全问题突出

公路桥梁工程中，最重要的就是安全性，如果安全性无法得到保证，不仅无法充分发挥公路桥梁的作用，还会引发安全事故，造成巨大的生命财产损失。但是在公路桥梁设计时，一些设计人员却没有将安全性放在首要位置，而是过于关注公路桥梁设计是否美观，是否可以帮助城市树立良好形象，这种本末倒置的行为导致公路桥梁工程的安全性能被削弱，公路桥梁设计建设标准没有得到严格落实。这些问题的存在导致公路桥梁空有其表，质量不过关、安全隐患多，进而增加公路桥梁坍塌事故问题的出现，造成了严重的不良社会影响。

2公路桥梁设计的安全性和耐久性优化措施

2.1提高混凝土保护层质量

桥梁结构处于湿润的大气环境中，空气中的CO2渗入混凝土与混凝土中的碱性物质发生反应形成碳酸盐，随着时间的增加混凝土碳化的程度会逐渐加深，破坏钢筋表面的钝化膜，减弱混凝土对钢筋的保护作用，引起桥梁结构内钢筋锈蚀，降低桥梁结构的承载能力，影响桥梁的使用年限。因此，提高混凝土保护层质量对保证桥梁寿命至关重要。根据桥梁所处环境类别及桥梁部位，选择合适的混凝土强度等级及适当的混凝土保护层厚度。优化混凝土配合比设计，选择合适的原材料、适当的水灰比，施工应加强混凝土振捣质量，提高混凝土的密实度，适当增加保护层厚度，防止桥梁钢筋锈蚀。对重要结构及易腐蚀部位增加混凝土防腐涂层，保证桥梁结构的使用寿命，确保结构在设计使用年限内稳定工作。

2.2疲劳损伤研究

在公路桥梁受到外力作用的情况之下，会产生内应力的作用，特别是累计振动产生的疲劳损伤情况对于桥梁的使用寿命威胁性较大，容易造成一些可见的梁体裂缝，严重的还会引发断裂坍塌，必须要在设计的过程中提前做好方案疲劳损伤的测试工作，确保实际寿命和设计预测更具适配性。由于桥梁的疲劳损伤是在逐步累积而形成的，在实际应用过程中很难及时予以探测发现，且具有一定的不可逆特点，实际养护工作开展的难度较大。

2.3提高防水功能

钢筋发生锈蚀的主要原因之一就是雨水的下渗，因此需要充分提高桥梁的防排水功能。桥梁后期养护情况表明，桥梁在使用过程中由于泄水管设置不足和泄水管堵塞造成桥面的排水不畅，伸缩缝橡胶密封条破损使雨水渗透至梁板、盖梁、墩台等结构部位，造成混凝土腐蚀、开裂、脱落和钢筋锈蚀。因此，在桥梁耐久度设计中，需要合理铺设防水层，利用柔性防水与刚性防水相结合的方式，保证桥面防水性能。同时提高混凝土的密实性和抗渗能力，强化梁端锚头封锚混凝土控制，防止梁头等构件渗水。桥梁防水层应横桥向闭合铺设，加强对排水口、转角、伸缩缝等部位的质量控制。根据降雨量大小、桥梁宽度、桥梁纵横坡度合理设置泄水管。泄水管采用铸铁管、钢管、PE管等，不得通过混凝土构件表面排水。泄水孔顶面应低于混凝土调平层，四周边缘设排水盲沟，泄水管出口应与混凝土构件表面保持一定距离，防止排水过程中污染梁体，泄水口不得冲刷墩台基础。加强伸缩缝处排水设计，为适应伸缩缝变形，伸缩缝处纵向排水管采用柔性伸缩套管，伸缩缝两侧混凝土采用微膨胀抗渗混凝土，控制伸缩缝处橡胶密封条质量，避免雨水下渗影响梁板等结构，严格把控施工质量。

2.4优化荷载设计

在对公路桥梁的荷载设计进行优化过程中，需要明确不同的荷载类型和影响因素，确保设计方案更具综合性、全面性，充分满足安全耐久的应用需求。首先，桥梁的恒载是指梁体本身的重力作用，包括了梁体、栏杆和其中的管线等；活载是指桥梁在使用过程中产生的外界压力；材料荷载是指构成梁体结构的混凝土材料在长时间应用过程中出现的收缩徐变、老化情况；另外还包含了环境因素带来的影响，如风荷载、沉降荷载等。

2.5引入现代化施工技术

公路桥梁设计人员应当转变设计理念，在开展设计工作时要避免照搬式参考，而是要有选择性地学习，结合当前施工需求和标准进行综合考虑，积极引进现代化施工技术，但也不能过于追求高标准和先进技术，导致设计方案难以实现，脱离实际的公路桥梁设计方案没有任何价值。因此，设计人员在选择施工技术时，应当在引入现代化施工技术时考虑该技术是否超越当前施工水平。同时，在设计中，还应当重视公路桥梁加固工作，尤其是项目地基加固。设计人员要在设计前到项目所在地开展详细的勘探，了解当地地形和地质，详细记录勘探数据，使设计方案避免地基沉降问题，保证项目质量。

结语

在公路桥梁设计过程当中，设计人员必须要结合建设环境和应用需求明确设计的要点，特别是桥梁的结构参数数值的确定会直接影响其疲劳损伤和应用超载的情况，必须利用BIM设计模型反复进行优化和验证，遵从科学的桥梁结构设计流程推进工作，确保桥梁荷载与安全耐久要求之间的适配性。在施工单位参照设计图纸进行建设的过程当中要做好桥梁梁体的防水防裂工作，所使用的建材和零件必须要满足设计方案的要求，避免因管理不当而留存质量隐患。

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