公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析

公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析

胡维

湖北联富工程设计有限公司，湖北宜昌市， 443000

摘要：国家大力推动基础设施建设背景下，公路桥梁工程建设力度进一步增加，无论是资金投入力度还是优惠政策的颁布，均为公路桥梁建设事业良性发展创造了有利环境。公路桥梁工程质量高低关乎人们交通出行安全以及经济发展，为了打造高质量的公路桥梁工程，应做好公路桥梁工程总体设计工作，编制合理设计方案。但由于公路桥梁设计属于系统工作范畴，其中需要考虑的因素多样，包括设计规范、设计人员、施工现场情况、技术和工艺等因素，任何一个因素考虑不全面，就会产生连锁反应，对工程整体质量带来不良影响。鉴于此，新时期加强公路桥梁设计的耐久性和安全性内容分析，便于积累经验，指导后续工程设计工作开展。

关键词：公路桥梁设计；安全性；耐久性

1保证公路桥梁设计安全性、耐久性的意义

对于公路桥梁来讲，公路桥梁是供公路或市政道路跨越河流、山谷或其它交通线使用的具有承载力的专门的人工构造物，具有连接不同地面交通的功能。在改革开放以后，随着我国交通建设速度的不断提升，使得其规模、数量等方面有了明显的提升。但是因受到社会快速发展的影响，对交通质量、功能等方面的要求有了明显的提升。尤其是对于公路桥梁的安全性与耐久性来讲，直接影响到了后期的使用。公路桥梁安全性是从桥梁的结构、承载能力等方面的评定，而在对桥梁质量进行评定时，则是从结构合理性、结构重要系数等来提出的，在安全模型、采集数据样本等环节中则需要针对应力、应力应变等进行分析。公路桥梁的耐久性则是从正常条件下桥梁在正常使用状态时的时间长度和频率、扰度值。在理论层面中则是针对材料、工艺含量等来说的。可以说公路桥梁的安全性、稳定性属于同一问题中的两个层面，不论是哪一个层面，一旦出现问题都会对群众的生命财产安全产生直接的影响。

2公路桥梁安全性和耐久性设计中存在的问题

2.1缺乏科学设计理念，结构设计不合理

在设计公路桥梁过程中，需要能够从实际情况出发，以此来选择相应的结构和类型，针对结构建设和受力要能够严格规划。当前，我国在设计上对于强度过于重视，而对耐久性重视不够。在设计过程中没有充分考虑到结构是否合理，这样就会影响公路桥梁后续使用的安全。在对桥梁结构整体设计过程中，因为受力和传递方法的不同，这样就会容易导致公路桥梁的结构发生变化。在使用材料上也不符合要求，最终使得公路桥梁埋下一定安全隐患。

2.2设计制度管理体系不完善

部分设计单位针对公路桥梁工程的设计，缺乏一套完善、详细的管理机制，导致设计方案的合理性受到影响。尤其是当前公路桥梁工程规模越来越大，设计工作需要多个设计人员参与，并且要联合现场勘察、工艺技术专家进行综合分析。但是，部分项目的设计环节缺乏科学机制和制度，导致各设计环节的协同性不足，直接影响项目的安全性及耐久性设计质量。

2.3安全性和耐久性设计不到位

一些人员针对工艺流程没有充分了解，这样也会影响公路桥梁的安全和耐久性。设计人员没有迎合时代发展来积极更新自身专业水平，导致设计方法和理念不符合当前实际发展需求，在这种情况下对公路桥梁进行设计就会出现一些问题。而且，在设计完成后也没有与施工人员沟通，明确其中的细节，导致施工与设计不符，影响公路桥梁的安全和耐久性。

2.4工艺设计不合理，材料质量不达标

现代桥梁工程的工艺越来越复杂，各个环节的工艺设计不合理，也会导致整个公路桥梁工程的施工质量达不到要求，直接表现即桥梁安全性和耐久性不足。工程材料质量将直接影响公路桥梁工程的各项参数，如果钢筋、混凝土材料质量不达标，或是选择缺乏科学性，都将对后续实际施工过程造成不良影响。在工程建成投入使用之后，其安全性和耐用性也无法达到设计要求。

2.5现场勘察不到位，环境分析不合理

如果设计单位在设计环节没有做好工程拟建现场的勘察分析工作，或是没有对桥梁建成后在特定环境及气候条件下的状态进行模拟分析，都会导致结构、形式及工艺设计存在偏差，影响桥梁建造质量。

3保障公路桥梁耐久性和安全性的设计方法

3.1上部结构设计

公路桥梁上部结构设计，要求设计人员在充分实地勘察结果基础上，进一步分析桥梁整体结构受力与技术可行性等因素优化设计。一些地形平缓区域的中小型公路桥梁工程，选择筒支空心板结构，跨度小、操作便捷，在保证桥梁功能的同时，减少总体施工成本。但是此种方式不适合山区建设环境，跨径无法满足施工要求。对于此类情况，可以选择预制T梁结构，设计中适当增加跨径，便于预制T梁结构优势，优化工程结构同时，减少总体成本支出。另外，T梁属于曲线梁，结构受力平衡性与抗扭能力有所不足，可能对下部结构稳定性产生不良影响。所以，小弯矩曲线桥工程适合采用直梁结构，在可控范围内适当地调整翼缘板宽度，曲面桥平面线形得到优化改进同时，显著改善T梁桥弯矩不足的问题。

3.2下部结构设计

下部结构设计至关重要，其功能在于支撑，这就需要做好桥墩选型设计，结合区域施工地质条件和上部结构特点综合考量。双薄壁墩和柱式墩是较为常见的桥墩，其中柱式墩施工期间操作便捷，并且整体的外观美感良好。在具体设计中为了保证桥墩稳定性，可以通过增加横截面，钢管外包以及碳纤维材料加固等方式进行加固处理。如果钢管外包加固可以选择椭圆形钢管，碳纤维材料加固就要结合施工环境合理安排工序，加强施工过程控制。增加墩底接触面积方式也可以起到加固处理作用，促使桥墩整体支撑力大大提升，尽可能规避桥梁结构变形。

3.3加强工程隔震设计

工程隔震设计，主要是将隔震装置设置在各结构之间，可以增加结构整体阻尼，减少能量输出的装置，可以起到提升工程结构稳定性的作用。受行车荷载和地质环境因素影响，会导致桥梁结构稳定性受到不良影响，这就需要做好工程结构的隔震设计，按照特定公式来计算等效刚度和等效阻尼等隔震装置性能。另外，桥梁附属结构的设计需要保持高度重视，类型多样，如限位装置、伸缩缝等，通过时程分析法进行分析，细部构造对附属结构整体性能影响较大，应在设计时注重附属结构细部优化，提升设计合理性。

3.4合理选择和配置施工材料

公路桥梁工程建设规模大，需要大量的混凝土材料，混凝土施工质量一定程度上决定了工程总体性能。所以，应加强混凝土配合比设计，选择高质量的原材料，严格控制水泥、添加剂和水等各种材料用量。施工前进行工艺性试验，分析实际结构和设计标准的差异，基于实际情况适当地优化调整，确定最佳配合比设计。混凝土耐久性设计，保护钢筋，避免钢筋与氧气充分接触发生大面积锈蚀；做好混凝土养护和支模工作，避免混凝土出现裂缝或表面受损。另外，为了确保设计工作高质量进行，还要建立相较于完善的路桥设计体系，积极吸收和借鉴西方发达国家路桥设计体系建立经验，契合我国公路桥梁工程建设实际情况形成更具特色的设计体系，为公路桥梁工程的耐久性和安全性提供坚实保障。

4结束语

总之，公路桥梁施工要达到理想的效果，科学合理的设计是灵魂，是基础，是保障，重点在公路桥梁的安全性和耐久性设计。在公路桥梁设计中，需要设计人员重点考虑耐久性和安全性因素，积极吸收和借鉴先进设计理念，在充分进行实地勘察结果的基础上优化设计，有侧重性地把控耐久性和安全性设计内容，提升设计合理性，为后续工程建设质量提供支持和保障。

参考文献

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