公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨

富盛

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摘要：中国桥梁设计在近年来已经取得了明显的进展，特别是高科技因子的深入，使得所涉及的桥梁无论是耐久性，还是安全性都有所提升。在进行桥梁设计的过程中，设计人员通常对桥梁的承载极限能力极为重视，却没有对可能产生的

极限状态充分考虑，这就必然会使得桥梁缺乏耐久性。在桥梁投入使用的过程中，各种断裂事故时有发生，使得桥梁设计问题备受社会高度重视。

关键词：公路桥梁；设计；安全性；耐久性

公路桥梁是公路交通的一个“节点”，它发挥着连接不同地面交通组成部分的重要功能，客观上，公路桥梁建设的环境是为了应对地面建设无法企及的目标，如河流、峡谷、沼泽等，简单地说，采取常规地面公路建设的方式成本远高于公路桥梁。因此，公路桥梁所面临的建设和运行环境更为恶劣，要保障其较长的无故障周期使用，就需要在设计层面加强关注。

1我国公路桥梁设计安全性及耐久性现状分析

目前，在公路桥梁设计中存在一系列问题，影响公路桥梁建设的发展。例如，对于桥梁的强度设计，人们较为重视，考虑得也较为全面，然而在桥梁的耐久性方面给予的重视却不够。强度极限是影响桥梁安全性和可靠性的重要参数，但是在满足强度极限的条件下，使用极限也同样是必须考虑的内容，这同桥梁的整体生命周期有着密切的联系。

此外，对于公路桥梁的建设，在设计和建设阶段都给予了高度的重视，但是对于公路桥梁建成后的维修和养护阶段却较为忽视。公路桥梁的使用寿命，除了同公路桥梁的自身设计、建设质量有关外，在很大程度上还受到后期维修养护工作的影响，如果维修养护工作没有做到位，不仅使公路桥梁的使用寿命大大缩短，更容易导致安全事故的发生。因此，为有效解决这些问题，必须从设计阶段入手，优化设计，充分考虑公路桥梁的安全性和耐久性，从而促进公路桥梁建设的顺利进行。

2影响公路桥梁安全性及耐久性的原因分析

2.1设计结构不完善

相关设计人员对于公路桥梁设计的重要性缺乏认识，缺乏最新的相关专业知识体系，对设计规范缺乏关注，只追求工期的尽快完成，造成了其设计的理念无法适应时代发展的需要，例如，对于新的公路桥梁设计规范不了解，只为迎合施工方的要求，相应的设计理念落后，造成了一些不切实际的设计，安全性和耐久性在设计中被忽略，导致设计最后无法满足社会的需求。

2.2施工管理水平普遍较低

当前，我国公路桥梁施工管理水平普遍不高。好的设计需要质量优良的建筑材料作为物质基础，然而选材不科学、不规范的问题较为严重，难以达到预期的设计标准。偷工减料的现象也是屡见不鲜，在很大程度上影响了公路桥梁的整体质量。在施工中，不按照规范流程施工、盲目施工的问题经常出现，技术水平不高，施工人员的施工水平、综合素质较差，影响施工质量。

2.3设计方案缺乏科学性

在进行桥梁工程设计时，先要确定一种在经济方面、技术方面都可行的设计方案，并选择相关规范和标准要求的安全系数来保障桥梁工程的安全性。但是，我国在桥梁工程的设计方案选择方面仍存在需要改进的地方。在进行桥梁结构设计时，桥梁工程师一般仅考虑桥梁结构保证安全所需要的强度大小，而对桥梁工程的结构体系、结构材料、结构耐久性以及桥梁工程运营使用期间可能发生的人为因素和不可抗力因素对公路桥梁安全性、耐久性的影响重视程度不够。比如，在设计桥梁工程施工方案时，桥梁工程师未对桥梁结构表面混凝土材料的厚度做统一规定，可能导致桥梁工程在施工完成后，桥梁结构表面的混凝土出现厚度差异性较大的现象，在桥梁投入运营后可能会因压力过大而出现混凝土板断裂或桥梁坍塌等病害，这样就会在很大程度上降低公路桥梁安全性和耐久性。

3安全性和耐久性的具体关键环节

3.1设计理论体系和构造构造体系的完善

在目前的设计工作中，缺乏完善的结构构造体系和设计理论，设计问题也就因为良好的理论依据的缺乏而时常发生。因此，为了使其设计工作有可靠的依据，必须对其结构构造体系以及设计理论体系予以不断地完善。主要可以从几个方面开始：对相关的理论体系进行评估，对理论体系中所存在的问题进行不断地改善，其中所运用的安全系数、强度计算公式以及失效应力等等在设计中加强正确的应用，使计算工作在设计中更加的准确有效；在设计过程中，要对公路桥梁的整体性、延展性以及冗余性进行充分的考虑，以设计中适当地保留一定的余量，可以有效地就应对应力过大以及变形的防治等问题。

3.2做好施工管理的强化工作

针对目前我国公路桥梁建设过程中，普遍存在施工管理水平低的现象，需要做好施工管理的强化工作。对施工流程进行严格控制，在施工管理过程中，需要做好选材方面的合理性及科学性，避免出现偷工减料的行为，如果发生管理人员偷工减料的情况，需要采取有针对性的处罚措施，以此提高施工管理人员的警惕性。

努力提升施工人员综合素质，对施工人员进行知识、技术方面的培训，使施工人员认识到施工质量及施工安全的重要性，从而避免盲目施工，实现按相关规范流程展开施工，进一步使公路桥梁的整体质量得到有效提升。积极借鉴国外丰富的经验与成熟的技术，将其充分融入到公路桥梁设计过程中，使我国公路桥梁的设计水平得到进一步提升。

3.3关注桥梁频繁超载问题

公路桥梁实际设计过程中需要了解该工程中的超载原因，以便选择最优化的处理措施。一般情况下，公路桥梁的超载分为3种情况：公路桥梁运营时间久、超出设计车流量、车辆频繁违规超载等。公路桥梁内部结构会由于较为频繁从超

载问题积累出较为严重的结构性损伤，最终甚至无法进行修复。即使桥梁后续运营通车总量满足设计车流量标准，且车辆都能合理控制载重量，不存在超载问题，随外部因素变化，桥梁结构内部的应力分布也会出现各种类型的变化，最终对公路桥梁的安全性、耐久性产生影响。桥梁结构在外部荷载作用下，可能出现面层开裂等问题，即使后续外在荷载卸除，表面的开裂问题已经形成，内部结构出现损坏，无法自行恢复，桥梁构件开裂的弯矩也在减小、强度也在下降，最终出现较大的形变或缝隙，严重影响公路桥梁的安全性、耐久性。因此，必须充分关注公路桥梁频繁出现的超载问题，合理控制车流量，做好车辆违规超载情况的管控。

3.4将疲劳损伤放到桥梁设计中

当桥梁通行后，车辆运行势必会带来移动荷载，从而让桥梁发生震动，而长时间的荷载积累也会对桥梁带来疲劳损伤。对此设计人员在设计过程中，必须做好桥梁疲劳损伤研究。因为桥梁由很多结构拼接在一起，所以结构在连接时不可避免会发生缺陷，缺陷积累就会出现疲劳损伤，若不能及时控制，很可能酿成安全事故。从每年的事故调查来看，由疲劳损伤酿成的事故占比很大。所以工作人员必须做好疲劳结构损伤研究。

结语：

总之，对于任何一个公路桥梁项目而言，安全性和耐久性是相辅相成、不可分割的，两者互为依存和目的。从设计角度分析，公路桥梁设计由于存在设计较多的质量影响因素，而安全性和耐久性又分别关系到建筑工程项目成本和进度问题，因此需要相关部门提高关注程度。

参考文献：

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