市政路桥设计中的安全性和耐久性分析

市政路桥设计中的安全性和耐久性分析

王晓增

临沂市公路勘察设计院有限公司

山东省临沂市

276000

摘要：在道路交通网络中，路桥属于其中非常重要的组成部分，通过加强路桥建设，可以不断实现城市车辆的有效分流，并且还能在很大程度上缓解目前城市所面临的交通压力。从我国路桥工程建设现状来看，路桥项目建设的安全性及耐久性尚有一定提升空间。对此，路桥工程设计工作者需依照实际情况优化设计措施，持续提升路桥安全性及耐久性。

关键词：市政路桥设计；安全性；耐久性

1. 路桥安全性及耐久性设计原则

路桥设计过程中需对工程项目所处环境、地质结构、水文条件等进行深入分析，将环境融入工程设计中，提升路桥工程的安全性及耐久性。目前，我国现代化城市建设水平持续提升，公众生活水平及质量得到大程度改善，城市交通工具持续增加，对路桥工程安全性及耐久性提出更高要求。路桥安全性及耐久性设计原则主要有：

1.1安全性设计原则

在市政路桥设计中，安全性是最基本也是最重要的设计原则。安全性设计原则要求在设计过程中，必须充分考虑路桥工程在使用过程中可能遇到的各种不利因素，如车辆载荷、自然灾害、环境侵蚀等，以确保路桥结构在使用期间能够保持稳定和安全。为了实现这一目标，设计师需要运用先进的结构设计理念和方法，对路桥的受力性能、稳定性、变形能力等进行全面分析和评估，从而制定出科学合理的设计方案。同时，还需要注重材料的选择和施工工艺的控制，确保路桥工程的质量和安全性。

1.2耐久性设计原则

除了安全性之外，耐久性也是市政路桥设计中需要重点考虑的原则。耐久性设计原则要求在设计过程中，必须充分考虑路桥工程在长期使用过程中可能遭受的磨损、老化、腐蚀等问题，以确保路桥结构在使用期限内能够保持其设计功能和使用性能。为了实现这一目标，设计师需要采用耐久性强、抗老化性能好的材料，并合理设计路桥的结构形式和细部构造，以减少在使用过程中可能出现的损伤和破坏。此外，还需要注重路桥的维护和管理，定期检查和维修路桥设施，确保其在使用期限内能够持续发挥其应有的作用。

1.3环保性设计原则

随着社会的不断发展，环保理念已经深入人心，市政路桥设计也需要充分考虑环保因素。环保性设计原则要求在设计过程中，要尽量减少对自然环境的破坏和污染，保护生态环境，实现可持续发展。具体来说，设计师需要优先选择环保材料，减少材料浪费和能源消耗；合理规划路桥线路，减少对自然景观的破坏；采用生态环保的施工工艺和技术，减少施工过程中的噪音、扬尘等污染；同时，还需要注重路桥工程与周围环境的协调性和融合性，实现路桥工程与生态环境的和谐共生。

2. 市政路桥设计中的安全性和耐久性提升措施

2.1抗震结构设计

在桥梁抗震设计中，可通过创建有限元模型检查地震模型横截面最薄弱的部分。在应用过程中，利用SAP2000有限元分析软件构建几何模型，输入桥梁材料属性、截面属性、单元属性、工程进程及反应谱等，通过动力特性分析、时程分析、反应谱分析的计算模式，输出该桥梁设计中的地震响应、滞回曲线等。按照地震要求进行桥梁结构计算，以此对其他部分进行抗震分析，保证其符合抗震要求。通过此种方法可提高建筑抗震特性，改变其结构自然振动周期，以免发生地震后产生共振，且利用地震结构特点，以螺旋标准的扭转尺寸及整体稳定性设计桥梁抗震结构。

2.2疲劳损伤设计

疲劳损伤是路桥工程中常见的耐久性问题之一。在路桥使用过程中，由于车辆载荷的反复作用，路桥结构会产生疲劳应力，长期累积会导致结构损伤和破坏。因此，在市政路桥设计中，需要考虑疲劳损伤的影响，采取相应的措施来提高路桥的耐久性。具体来说，可以通过优化路桥的结构设计、选用高强度材料、加强细部构造的处理等方式来减少疲劳损伤的发生。同时，还需要注重路桥的维护和管理，定期对路桥进行检查和维修，及时发现并处理疲劳损伤问题，确保路桥的安全性和耐久性。

2.3防腐设计

腐蚀是威胁路桥耐久性的关键因素，其存在不仅缩短了路桥的使用寿命，还增加了维护和修复的成本。在市政路桥设计中，必须给予防腐措施足够的重视，以确保路桥结构的安全和持久。

首先，选择耐腐蚀性能好的材料是防治腐蚀的关键。例如，镀锌钢筋由于表面覆盖了一层锌层，能够有效隔绝氧气和水分，从而减少了钢筋的腐蚀风险。此外，喷涂防腐涂料也是一种常见的防腐措施。这些涂料能够在路桥表面形成一层保护膜，防止水分、氧气等腐蚀介质与路桥结构直接接触，从而延长了路桥的使用寿命。除了选择耐腐蚀材料外，路桥设计中还需要充分考虑排水问题。积水是路桥腐蚀的重要诱因之一，因此，在设计中应合理布置排水系统，确保路桥表面和结构的良好排水。此外，对于易积水区域，可以采用防水材料、排水沟等措施进行改善，以减少积水对路桥的腐蚀影响。当然，即使采取了有效的防腐措施，路桥在使用过程中仍可能出现腐蚀问题。对于已经发生腐蚀的路桥结构，需要及时进行维修和加固。

2.4智能化监控与维护

随着科技的不断进步，智能化监控与维护技术已经成为提高路桥安全性和耐久性的重要手段。在市政路桥设计中，可以引入智能化监控系统，实时监测路桥的使用状态和结构性能，及时发现并处理安全隐患。同时，通过智能化维护系统，可以实现对路桥的精准维修和保养，提高路桥的使用寿命和性能稳定性。这些技术的应用不仅可以提高路桥的安全性和耐久性，还可以降低维护成本，提高市政路桥的经济效益和社会效益。

2.5结构与构件选型

选用箱型截面，以提高整体结构刚度，减少疲劳振动。选用全预应力结构，在主桥结构的水平及垂直构件上添加预应力，以避免出现结构性裂缝。在设计构件断面中，选择恰当的钢筋间距，以适应混凝土骨料粒度、强度及密度分布，棱角外观断面也应当增强混凝土密度强度。桥梁结构设置抗剪切、防渗透与拉伸的防水层，沥青混凝土与防水涂层两者之间的附着力需大于钢筋混凝土与沥青混凝土路面之间的附着力。伸缩缝作为桥面设计的重要部分，对桥梁灵活性具有直接影响，工程中选用横向且两端有翘头的伸缩缝，整体结构构成闭合良好的U形槽，以避免桥梁伸缩缝排水泄露至墩盖梁上。并且，在铺装桥面顶面时，特别是连续梁负弯矩截面，需做好防水层设置，以免梁内渗水，设计排水需在伸缩缝环节加强。

2.6综合性能评估与维护

市政路桥工程在使用过程中，除了需要承受交通载荷、自然环境等因素的影响外，还需要应对突发事件、意外情况等不可预测的因素。因此，对市政路桥工程的综合性能进行定期评估和维护至关重要。在设计中，应该注重建立科学完善的评估体系和维护机制，对路桥的安全性、耐久性、使用性能等方面进行定期检测和评估，及时发现并处理存在的问题和隐患。同时，还需要加强对路桥的日常维护和管理，确保路桥工程在使用期限内能够保持其设计功能和使用性能，为城市的交通发展和社会经济的繁荣做出积极的贡献。

结语：

市政路桥设计是城市交通建设的重要组成部分，其安全性和耐久性的提升对于保障城市交通的顺畅和安全具有重要意义。通过采用抗震结构设计、疲劳损伤设计、防腐设计、智能化监控与维护、结构与构件选型以及综合性能评估与维护等措施，可以有效地提高市政路桥的安全性和耐久性，为城市的可持续发展提供有力支撑。在未来的城市建设中，我们应继续加强市政路桥设计的研究和实践，不断创新设计理念和技术手段，推动城市交通建设的持续发展和进步。

参考文献：

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