路桥设计中的安全性和耐久性分析

路桥设计中的安全性和耐久性分析

于洋

海南省交通规划勘察设计研究院 海南海口570206

摘要：为提升桥梁设计安全性与耐久性，延长公路桥梁的使用年限,在分析我国公路桥梁设计安全性与耐久性现状的同时，对影响桥梁安全性与耐久性进行分析，最后对提升桥梁设计安全性及耐久性要点进行研究分析可知，在桥梁设计环节，优化设计理念、更新设计方案、通过合理取值能够提高桥梁安全性与耐久性，对公路桥梁事业发展有积极作用。

关键词：路桥设计；安全性；耐久性

1路桥设计中安全性和耐久性差的原因

1.1施工管理水平低

我国基础设施建设中占比最大的是路桥工程，也是我国经济发展中的核心组成部分。在路桥工程施工过程中，必须严格按照施工规范操作，如果在施工过程中有一个或者几个环节未遵守施工规范，会给路桥工程后续使用的耐久性和安全性造成影响。在我国路桥工程建设中，中坚力量为农民工，他们的操作技能水品不高，自身素质有待加强，加之缺少完善的过程管理制度，且整个工程的管理水平普遍不高，严重影响路桥工程后续使用的耐久性和安全性。

1.2缺少完善的设计理论和结构构造体系

在科学技术不断发展的过程中，设计人员要有长远的发展眼光，不能只局限于现行的技术力量和社会环境中，应注重引进新材料和新技术，推动我国路桥工程建设朝着更加先进的方向发展。设计人员要加强路桥专业知识学习，提升路桥工程设计方案的可行性和合理性，使桥梁的耐久性和安全性满足标准。大多数路桥工程在设计过程中基本上能够满足规范标准，但是在投入使用一段时间以后，其耐久性和安全性问题就会暴露出来，给整体结构造成了一定的损害。

1.3忽视安全性、耐久性设计

实施工程的重要依据之一是工程设计方案，施工各个环节需按照方案中所设计的内容执行，如果设计方案本身存在问题，忽视了安全性与耐久性，必然会将其潜在影响延伸到工程施工中，最终将潜在危害体现到路桥质量问题上，甚至引起坍塌、损毁等严重后果。有些设计人员在设计阶段缺乏对工程整体的考察和规划，致使设计方案中缺乏工程安全性、耐久性的相关设计措施。例如，有些大桥在遭受撞击之后出现大面积的损毁，甚至不能继续使用，这种情况往往与路桥工程的结构设计不科学存在很大关系，导致工程损毁、经济损失以及人员伤亡等严重后果。

2提高公路桥梁安全性和耐久性的设计要点

2.1加强对安全性和耐久性设计的重视

当前，在我国路桥工程的设计过程中，对安全性以及耐久性方面进行分析时，所涉及内容主要是施工材料，忽视了整体路桥结构的设计以及施工人员的工作模式，因此，导致在施工过程中可能会存在对安全性和耐久性考虑不足的现象。但实际上，在公路桥梁的设计过程中，关于其安全性和耐久性的设计环节和普通的结构会存在极大的差异性，因此，要求设计人员密切关注其安全性和耐久性的设计情况和需求，摒弃一些传统思想和模式，实现精确设计的要求和目标。目前在开展路桥设计工作时，已经将安全性以及耐久性融入了具体设计的质量因素中，并且对路桥的布局进行了详细的考虑和分析。

2.2充分勘察调研，完善设计方案

相关人员在公路桥梁设计中要做好勘察调研工作，对结构、选材、承载力等方面进行分析。

1）关于结构选材，要求设计人员在设计过程中根据施工现场的地形、地质条件、气候等因素，科学选择桥梁结构与施工材料，有效提高结构材料的安全性和耐久性；完成结构选材之后，设计人员还要实时关注后续施工，必要时予以指导；严格限定施工材料的规格以及质量标准，全方位、全过程地保障公路桥梁的建造品质。

2）关于疲劳损伤，公路桥梁经过长年累月的通车营运，会因为疲劳损伤出现裂缝、破损的病害，严重威胁公路桥梁的正常使用，因此，设计人员完成初步设计方案之后，还需应用仿真技术进行设计方案的模拟，以直观地分析公路桥梁运营期间的疲劳损伤情况，并根据模拟结果逐步优化设计方案，进而促使公路桥梁可以最大限度地避免疲劳损伤，确保桥梁通车期间的安全性和耐久性。

3）公路桥梁设计过程中还需要特别注重远景年交通量的计算，以此确保公路桥梁的各项性能能够满足实际需要。设计过程中，设计人员必须根据公路桥梁所在区域的城市规划、经济发展、交通情况以及人口数量做出远景年交通量的计算，合理确定公路桥梁的结构尺寸、荷载吨位以及路面宽度。此外，如果该段公路桥梁需要行驶较多的重载车辆，设计人员还要根据实际情况计算限重、限高，避免长期超载影响公路桥梁的安全性和耐久性。

2.3加强保护层设计

钢筋混凝土构件是公路桥梁保护层设计的重要关注点，应确保钢筋材料与外部环境绝缘，避免钢筋材料发生碳化。一般在设计的过程中，保护层的厚度与保护性能成正比，借助厚实的保护层，最大限度地保证钢筋的防护效果，并为构件的长久应用奠定基础。

在设计过程中需要注意，过厚的保护层不仅会降低保护效果，还会增加构件浇灌的成本。因为保护层厚度过大的情况下，会使钢筋混凝土构件受到更大的外来压力，间接提高发生裂缝的概率，不利于维持钢筋混凝土构件的性能。要高度重视保护层的厚度参数，结合公路桥梁所在区域的基本特征、环境特性以及自身结构，进行厚度的反复试验与修正，使其满足施工的需要。在验证钢筋混凝土性能的过程中，要注意混凝土的强度因素，需要在配比的过程中加强对坍落度、强度的控制，避免使用低强度的水泥。混凝土配比完成之后，需要快速运输到施工现场，避免长时间的运输造成混凝土强度下降。有条件的区域，要开展钢筋混凝土构件的预制工作，简化施工工序，避免由于现场施工不当导致的质量问题。

2.4适当增加储存的厚度

路桥设计工作中，设置混凝土保护层的目的是保护混凝土以及路桥工程钢筋之间的黏结性，以保证钢筋的使用质量达到屏障的目标，防止有害物质进入而导致钢筋混凝土的质量受到相应的影响。另外，相关研究发现，当氯离子扩散到钢筋表面层时，其扩散时间与具体保护层的厚度之间存在明显的关系，并且CO2的扩散速度也会和保护层的厚度之间存在关联性。当表面的保护层比较厚时，钢筋材料所承受的侵蚀时间必然会更长。也就是说，开展路桥工程设计工作时，需要专业的设计人员能够主动转变传统落后的工作理念和思想，坚持可持续发展的原则和要求，达到混凝土结构所具有的耐久性目标，对工程质量提供相应的保障。

结束语

路桥工程建设项目的耐久性和安全性具有较强的系统性和复杂性，其将施工、设计和后期养护融合在一起。在我国路桥工程建设的过程中，往往将施工进度放在了头等重要位置上，而对影响路桥工程耐久性的各种因素放在了次要位置上，设计人员应以整个工程的实际情况为切入点，学习和借鉴先进的经验，总结自身的实践经验，将自身专业知识优势体现出来，使用规范化的管理模式，不断提升施工人员的综合素质，保证和提高路桥工程的耐久性和安全性，延长路桥的使用寿命。

参考文献

[1]张冬冬．路桥设计中的耐久性与安全性问题[J]．交通世界，2020，27(21):122－123．

[2]朱凡.公路桥梁设计的安全性和耐久性分析[J].江苏建材，2022（2）：35-37.