浅析城市路桥设计中的安全性和耐久性唐国梁

浅析城市路桥设计中的安全性和耐久性唐国梁

唐国梁

深圳华粤城市建设工程设计有限公司中山分公司广东中山528400

【摘要】市政路桥属于交通枢纽工程，其在实际运用过程中，往往会受到自身材料性能、受力荷载以及周边环境因素的影响，从而发生耐久性和安全性的改变，严重的情况下，甚至会引发路桥的坍塌事故。本文简要探讨了市政路桥在设计环节，提高安全性、耐久性的可行措施，以供参考。

【关键词】城市路桥；安全性；耐久性

1.引言

我国当前的交通运输条件，已经在经济发展的推动下，获得了很大的改善，而在此过程中，也会必然出现许多质量和安全方面的隐患。市政路桥的建设在如今的交通运输中，占据重要地位，合理的市政路桥建设能够有效缓解城市的交通压力。对于市政路桥的设计，其安全性、耐久性要求非常重要，进而能够保证交通的顺利运行。

2.市政路桥设计概述

在市政路桥的设计过程中，对于工程安全性、耐久性的要求至关重要，尤其是路桥的使用寿命设计，将会直接与工程安全性挂钩，因此，要求设计阶段重视对于相关方面空间的提升。进行路桥设计时，首要的任务不应当是节约工程的造价成本，而应当以工程经济性为基础，总是路桥结构方案的设计，确保其安全性、耐久性的设计要求，纳入相应的设计考量，从而保证路桥工程的各个构件能够发挥其应有的性能厂设计中需要注意的是，必须严格按照相关规范中对于工程安全系数的规定来进行设计，而工程的可靠性指标的主要依据，就在于当路桥出现安全问题时的负责人。因此，路桥工程的设计与常规建筑工程不同，其设计过程需要更多地考虑到结构组件安装、施工工艺，从而才能够保证道路或桥梁的耐久性。只有从构造设计、材料选择和设计人员水平多个方面，加强对设计细节的追求，完善设计规范，才能够解决道路桥梁设计所面临的实际问题。

3.市政路桥设计中的安全性、耐久性问题

3.1忽视安全性、耐久性设计

实施工程的重要依据之一，就是工程设计方案的编制，施工各个环节需要按照方案中所设计的内容执行，如果设计方案本身就存在问题，忽视了其安全性与耐久性的考虑，就必然会将其潜在影响延伸到工程的施工中，最终将潜在的危害体现到路桥的质量问题上，甚至引起坍塌、损毁等严重后果。有些设计人员在设计阶段，缺乏对于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，有些大桥在遭受一定的撞击之后，就出现了大面积的损毁，甚至废用，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，导致了工程损毁、经济损失以及人员伤亡等严重后果。

3.2设计单位自身问题

当前，许多的路桥设计通常停留在静态的阶段，该阶段的主要表现，在于其数值的计算非常准确、符合相关的设计标准或要求、实际的应用效果存在落差，且耐久性严重不足。如果从经济层面来考虑，工程设计中，往往过分重视对于工程成本的控制，反而忽略了在设计阶段采取适当的预防措施，最终导致工程难以达到预想的质量要求，甚至反而增加了工程后续的维修成本，得不偿失。

4.解决路桥设计中耐久性与安全性相关问题的方法

4.1更新设计理念

设计人员在对工程进行设计时，不能够脱离社会实际，而需要不断更新自身的设计水平和能力，通过对施工现场的调查，明确各个施工的具体影响因素、地质条件以及城市整体规划，深入了解工程适宜采用的工艺、材料等客观问题，从而带入到工程设计之中，激发设计人员的创新和发散思维，充分发挥自己的设计能力，真正意识到路桥工程的安全性、耐久性问题的重要性，实现绿色设计。具体来说，设计人员应当重视的设计因素包括以下方面：

4.1.1高度重视路桥载荷

路桥的超载问题是较为普遍的问题之一，其主要是由于长期遭受行车碾压，甚至出现超载等状况造成的。如果路桥通行量超过了当初的设计预期，加上路桥使用过程中，运行车辆本身的超载行为，或路桥自身使用寿命已经达到预期年限，都将会导致路桥载荷超出的问题，进而严重损害路桥质量，缩短其使用寿命。在设计过程中就可以进行充分的考虑，根据实际的超载情况进行科学性的设计或者是解决方案。

4.1.2重视路桥的疲劳损伤

设计中还需要重视路桥未来使用过程中，可能会出现的疲劳损伤程度，因此，要求不仅在设计阶段，需要全面考虑结构设计的合理性，还应当重视路桥的一些关键结构部位，考虑其实际承受力影响。同时，可以通过提升路桥的承载能力，来降低疲劳损伤可能带来的损害，例如在设计中，预测路桥今后的使用情况，加强相应部分的设计，提升其坚实度与稳固性。

4.2优化路桥工程的安全性、耐久性设计

4.2.1增加混凝土保护层厚度

混凝土保护层的设置，旨在保护路桥工程钢筋与混凝土之间的粘结强度，同时还可以保障钢筋本身的使用质量，发挥保护屏障的作用，预防有害介质的入侵，影响钢筋混凝土的质量。实际研究发现，如果有氯离子扩散于钢筋的表面，其扩散时间和保护层厚度之间，通常呈现平方成正止的关系；而二氧化碳的扩散速度，则也会与保护层厚度呈现密切的关系。通常情况下，混凝土的保护层厚度越厚，则能够保护钢筋免受侵蚀的时间也就越长，可见，增加混凝土保护层的厚度将有助于提高混凝土结构耐久性。

4.2.2优化原材料的选择

采用具备高性能的钢筋结构，可以有效改善工程整体的可焊性与耐腐蚀性能。运用环氧树脂来包裹钢筋与钢绞线，同样可以达到保护钢筋材料，避免腐蚀的作用。而对于工程施工的混凝土材料，建议选用具备高性能的混凝土，同时可以在路面上，设计运用环氧沥青混凝土，该材料能够起到增强路面混凝土强度、提高耐磨性和整体密实度的效果。就当前的市政路桥中，此类材料的实际运用情况，预计在未来工程中，将会采用耐碱玻璃纤维，以增强沥青混凝土的韧性，从而提高工程质量。因为沥青材料在接触水之后，会立刻发生水化反应，其反应的初期会导致混凝土pH值的迅速升高，因此，如果市政路桥工程采用了沥青为原材料，则要求采用具有较强耐碱性能的纤维，用以抵抗碱度环境，加强工程的耐久性能。

4.2.3重视结构、构件的合理选型

在市政路桥的设计中，建议尽可能多地运用箱形截面，这种截面形式能够有效地提高整体结构的刚度，降低路桥的疲劳振动。另外，为了防止路桥出现结构性裂缝问题，可以在主桥结构的垂直、水平构件上，分别施加一定的预应力，形成一个全预应力结构，从而达到控制结构形变，防止裂缝的作用。而对于构件的断面设计，应当适当加强混凝土棱角外观断面的密度与强度，同时控制混凝土骨料粒度的分布、密度以及强度，合理安排钢筋设置间距。另外，针对桥梁结构，还可以通过设置具有防渗透、抗剪切与拉伸作用的防水层来实现。需要注意的是，防水涂层与沥青混凝土的铺装层之间，其附着力应当高于沥青混凝土路面与钢筋混凝土桥之间存在的附着力，在桥面的顶面、连续梁负弯矩界面上，都可以适当设置该防水层，以达到防治水分渗透的作用，从而避免影响工程质量。

5.结语

市政路桥通常需要承担较大的车流量荷载，而随着行人与车辆的急剧增加，对于路桥性能方面的要求也必然提高。路桥的设计，必须重视对于整体工程的安全性、耐久性要求，保证工程的实际使用年限和质量。就当前设计中存在的问题，采取合理的应对措施，让设计人员改变自身的设计态度与理念，结合新时代的技术水平与要求，设计出具有很强耐久性与安全性的工程方案

参考文献：

[1]杨树军，梁换艳.从安全性与耐久性分析城市路桥的设计与施工[J].产业与科技论坛，2015，（14）：54-55

[2]秦呈华.路桥设计中的安全性和耐久性[J].科技展望，2015，（29）：36

[3]自万鹏，杨锋.浅析路桥设计中的安全性和耐久性[J].科技创业家.2014，（03）：21