公路桥梁安全性和耐久性设计中的问题及对策

公路桥梁安全性和耐久性设计中的问题及对策

傅岳隆

身份证号：330782198810180011

摘要：设计是工程建设的灵魂，是工程安全性和耐久性的基础和保障，公路桥梁工程的设计概莫能外。在设计过程中，需要从多个方面来深入分析，减少设计失误，为后续施工提供依据。在公路桥梁安全性和耐久性的设计上，必须要能够充分了解影响因素，并在设计时加以重视，减少问题的发生，提高公路桥梁设计水平。基于此，本文详细分析了公路桥梁安全性和耐久性设计中的问题及对策。

关键词：公路桥梁；安全性；耐久性设计；问题；对策

1重视公路桥梁设计安全性和耐久性的重要意义

桥梁安全性和耐久性直接影响桥梁使用寿命，并与公路运营有十分密切的联系。因此在桥梁设计中，须同时考虑桥梁安全性和耐久性，优化公路桥梁的建设水平。

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

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不同，容易导致公路桥梁的结构体系发生变化，最终使得公路桥梁埋下一定安全隐患[1]。此外，随着经济的发展，超载车辆过多，在原设计中对超载荷载考虑较少，导致桥梁裂缝宽度不能满足桥梁设计要求，严重影响桥梁耐久性，桥梁裂缝如下图。

图1  桥梁裂缝

2.2施工管理不足

在落实公路桥梁施工过程中，需要严格把握施工技术运用、建材质量等方面的情况，避免因为施工建设不当而产生的安全耐久性下降问题。由于公路桥梁的建设周期偏长、突发情况较多，在进行工程管理时的难度明显加大，较容易造成纰漏和疏忽。部分施工单位在建设的过程中，没有严格参考设计规划的要求开展工作，存在着工序不当、质检标准偏低等问题，在项目的交付、使用过程中存在较大的安全隐患。

2.3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。

3提高公路桥梁安全性和耐久性的对策

3.1明确设计原则和措施

桥梁设计与建设的过程中要秉持基本设计原则的相关要求，从耐久、安全、适用、环保等多个角度出发，做好综合化的设计统筹，确保公路桥梁的建设项目能够更好地服务于民众。特大、大跨度的桥梁由于建设难度大、投入成本高，各级公路的设计年限须按照表1所示：

                    表1 桥涵设计使用年限

在明确了桥梁的设计要求后开展对应的工作更具参考性和方向性，有效促进设计方案的桥梁质量保障性。在桥梁结构设计与分析的过程中，还需要考虑到建材和气候的影响性，如对于一些气候潮湿的区域，在选择混凝土材料时要具有更强的防水抗渗能力，确保能够和桥梁的结构稳定性之间形成更好地适配，满足50、100年的寿命要求[2]。

严格执行《混凝土结构耐久性设计标准》（GB/T50476-2019）及《公路工程混凝土耐久性规范》（JTG/T 3310-2019）中关于耐久性的基本要求以及钢筋最小混凝土保护层和裂缝宽度的要求。

在桥梁主体结构受力安全性设计的基础上，对桥梁结构耐久性设计可采取以下措施：

（1）按《混凝土耐久性设计规范》要求，选用合适的混凝土强度等级和配合比，提高混凝土材料本身的耐久性。

（2）为避免预应力构件锚头钢束锈蚀，应采用环氧砂浆封堵；对于封锚混凝土，采取混凝土表面涂层措施防止锚垫板的锈蚀，混凝土表面涂层依据《公路工程混凝土耐久性规范》（JTG/T3310-2019）及《水运工程结构耐久性设计标准》（JTS 153-2015），采用的涂层为：底层喷涂15μm厚丙烯酸树脂封闭漆，面层喷涂450μm厚丙烯酸树脂漆。

（3）预应力构件严格按照规范要求进行应力控制，钢筋混凝土构件严格控制裂缝宽度。

（4）控制钢筋的混凝土保护层厚度，满足最小保护层厚度的基础上还应考虑施工允许误差。

（5）桥梁两侧采用滴水檐，阻断桥面水沿混凝土表面流淌侵蚀箱梁侧面及底面混凝土。

（6）保证桥面铺装耐久性，在桥面现浇混凝土和沥青混凝土之间设置防水层，同时排出桥面下渗水。

（7）伸缩缝在两侧护栏处可各伸入50mm，伸缩装置预埋钢筋位置应准确，预埋钢筋与伸缩缝锚固钢筋或伸缩装置预埋组件位置基本对应、并焊接牢靠，确保伸缩装置锚固系统的耐久性。

（8）合理增加支座支撑总高度，方便支座的检修、更换。

3.2优化设计理念，提升结构设计科学性

在对承载力进行设计过程中，就需要严格控制承载力的范围，还应该注重在承载力增加后，是否能够适当的延长公路桥梁的使用寿命，并更好的保证其使用质量。设计时全方面了解设计过程中的各个环节，严格对质量进行控制，更好的提高设计水平和标准。此外，要充分结合各方面因素，对公路桥梁形式和结构进行科学设计，确保其结构能够很好适应环境特征和应用需求。

一些发达国家在公路桥梁的规划设计方案中将耐久性作为了检验标准之一，其适用性能表现更优，可以为设计人员的工作提供更多的思路参考，积极吸纳和借鉴成功的经验，不断优化个人设计方案水平[3]。

3.3完善规章制度，强化协同设计

为能够更好的达到公路桥梁设计上的要求，就应该有具体的规则制度来为其提供帮助，推动公路桥梁建设的更好向前发展。在具体设计过程中，应强化协同设计，要能够重视整体结构，通过对公路桥梁细节的重视，才能够延长公路桥梁使用寿命。设计人员在设计时应能够充分考虑后期维护的可行性，并充分研究不同工程结构周围情况和可能受到的影响，从而提高公路桥梁耐久性。

结语

在公路桥梁的设计中，设计人员须要结合建设环境和应用需求明确设计要点，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，可利用BIM设计模型反复进行优化和验证，完善桥梁设计流程，确保桥梁荷载与安全耐久要求之间的适配性。

参考文献

[1]庞凡,陈维田.公路桥梁设计中的安全性及耐久性研究[J].公路交通科技(应用技术版),2019,15(12):274-276.

[2]王勇.公路桥梁设计中的耐久性分析[J].中国建材科技,2019,28(02):90-91.

[3]马运朝,杨国民.公路桥梁设计的安全性和耐久性研究[J].四川水泥,2018(10):59.