公路桥梁设计中的安全性及耐久性研究

柳冬生

湖北交投智能检测股份有限公司， 湖北 武汉 430100

摘要：安全性和耐久性是公路桥梁设计中的重要内容。公路桥梁作为重要的交通设施，其质量关乎人们的出行安全性和便利性，提高公路桥梁的安全性及耐久性可有效降低发生交通事故的概率。为了保证公路桥梁设计的安全性和耐久性，相关设计人员需要提高专业素养，积累理论知识与实践经验，确保设计方案的科学性、合理性和可行性。

关键词：公路桥梁工程；安全性；耐久性；设计要点

中图分类号：U442

文献标识码：A

引言

公路桥梁工程建设直接关系到国民民生问题。近年来，公路桥梁建设工程取得一定的发展与进步，但是仍然需要不断去加以改进与完善。在公路桥梁设计环节，重点需要把控整个工程建设的安全性。对于公路桥梁的工程设计与施工，首要目的就是保证后期使用过程中的安全性，而影响工程安全的重要因素就在于公路桥梁自身的质量。公路桥梁作为我国交通枢纽工程中的重要道路交通形式，其质量安全方面存在一定隐患就会不可避免地造成交通安全事故的发生。这种安全质量问题是需要从根本上杜绝的。公路桥梁安全性的好坏也直接关系到该工程自身的耐久性，因此，抓好公路桥梁的质量安全尤为重要。

1影响公路桥梁安全性及耐久性的因素

1.1理念有待更新

影响公路桥梁安全性及耐久性的因素主要在于设计理念有待更新。近年来，随着我国工程领域各项技术的不断发展，公路桥梁建造技术已经有了很大的进步，但是一些先进的公路桥梁建造技术尚未得到广泛应用。例如，在一些偏远地区，公路桥梁在设计、建造方面仍然存在诸多局限。由于理念与技术的制约，致使部分设计人员在设计过程中盲目加大主体结构，钢筋用量、材料标号过于保守，不仅会造成成本叠加，还会因为自重过大影响公路桥梁的安全性和耐久性。

1.2方案笼统

公路桥梁设计过程中必须遵循因地制宜原则。但是，随着公路桥梁项目数量的与日俱增，部分建筑设计人员疏于勘察调研，选择条件相似的设计方案进行批量化设计。这种套用笼统方案的设计与建造方式会使公路桥梁在材料和结构选择方面存在误差，最终影响公路桥梁的安全性和耐久性，并且使公路桥梁在后期营运中耗费大量人力、财力、物力进行施工维修与养护。

2公路桥梁设计中的安全性及耐久性研究

2.1充分勘察调研，完善设计方案

相关人员在公路桥梁设计中要做好勘察调研工作，对结构、选材、承载力等方面进行分析。1）关于结构选材，要求设计人员在设计过程中根据施工现场的地形、地质条件、气候等因素，科学选择桥梁结构与施工材料，有效提高结构材料的安全性和耐久性；完成结构选材之后，设计人员还要实时关注后续施工，必要时予以指导；严格限定施工材料的产地、规格以及质量标准，全方位、全过程地保障公路桥梁的建造品质。2）关于疲劳损伤，公路桥梁经过长年累月的通车营运，会因为疲劳损伤出现裂缝、倾斜甚至坍塌，严重威胁公路桥梁的正常使用，因此，设计人员完成初步设计方案之后，还需应用仿真技术进行设计方案的模拟，以直观地分析公路桥梁运营期间的疲劳损伤情况，并根据模拟结果逐步优化设计方案，进而促使公路桥梁可以最大限度地避免疲劳损伤，确保桥梁通车期间的安全性和耐久性。3）公路桥梁设计过程中还需要特别注重远景年交通量的计算，以此确保公路桥梁的各项性能能够满足实际需要。设计过程中，设计人员必须根据公路桥梁所在区域的城市规划、经济发展、交通情况以及人口数量做出远景年交通量的计算，合理确定公路桥梁的结构尺寸、荷载吨位以及路面宽度。此外，如果该段公路桥梁需要行驶较多的重载车辆，设计人员还要根据实际情况计算限重、限高，避免长期超载影响公路桥梁的安全性和耐久性。

2.2抗震设计

对于公路桥梁的抗震设计，不仅需要严格按照相关设计标准规范来执行，还需要对工程所在区域的实际抗震等级需求重点关注，以确保公路桥梁的抗震设计满足实际需求。公路桥梁抗震设计需要针对不同结构形式的公路桥梁进行针对性的受力分析，并在此基础上对地震荷载进行科学有效的计算，以确保公路桥梁的结构形式满足实际工程的抗震需求，最大程度上规避因地震的发生对公路桥梁造成损害。

2.3防撞设计

防撞设计是公路桥梁安全性设计的重要设计内容，加强防撞设计也是有效提升公路桥梁安全性能的重要方式。防撞设计主要包含两部分内容，一是主动防撞设计，二是被动防撞设计。对于主动防撞设计，主要就是在公路桥梁设计中合理增加防撞警醒设施，其中比较常见的有红外测距声光报警、雨雾警示灯等。而被防撞设计主要是通过工程构造的合理构建来提升公路桥梁自身的防撞性能。对于工程构造的设计包括直接构造设计和间接构造设计，直接构造设计主要是在工程结构中增设缓冲设施以减小外界对桥墩等结构主体的撞击力，间接构造设计则是通过增设墩外墩的方式来实现对撞击动能的吸收，以减小对公路桥梁的撞击冲击力度。被动防撞设计是公路桥梁防撞设计的重要设计内容，其在公路桥梁防撞性能效果方面占有很大的影响。

2.4防共振设计

共振现象是实际生活中常见的一种物理性现象，主要是指自然界中的物体在外力作用下，物体之间形成一种一致性的自然震动。这种共振现象在某种程度上是不利于公路桥梁运行的。因此，对于公路桥梁的防共振设计，需要积极采取设置减震器等方式来有效减少共振波对公路桥梁自身结构的干扰，以有效降低振动波，从根本上减少共振时间，以降低共振效应对公路桥梁自身所造成的负面影响。

2.5优选防腐材料，注重后期养护

要提高桥梁工程的安全性和耐久性，还要在设计中优选防腐材料，优化保护层设计。

通常情况下，可以选择环氧树脂涂层钢筋作为公路桥梁的主要选材。合理运用环氧树脂涂层钢筋，可有效提高公路桥梁的抗腐蚀能力；可有效降低公路桥梁的后期养护成本；还可以更好地保障公路桥梁的耐久性，延长其使用年限。尤其是公路桥梁的锚头区域，相比其他位置更易受到周边环境的腐蚀，实际设计过程中，设计人员应有意识地将环氧树脂材料运用于抗腐蚀能力较弱的锚头区域，以此确保锚头区域可有效抵抗腐蚀。

除优选防腐材料之外，提升公路桥梁的抗腐蚀能力还需加强保护层设计[5]。所谓保护层，就是通过混凝土浇筑的隔离层，可以阻绝大气与钢筋接触，减少钢筋构件碳化现象。通常情况下，为提高公路桥梁的安全性和耐久性，应该适当加大保护层厚度，有效保护公路桥梁的内部钢筋。需要注意的是，加大保护层的厚度应恰当适宜，实际设计过程中，相关设计人员必须针对公路桥梁的不同构件、不同环境、不同区域科学设计保护层厚度。

另外，混凝土的强度也是保护层设计的关键，例如，设计过程中选用的水泥为低强度，但实际配置却选用了高强度水泥，那么混凝土浇筑过程中不仅会耗费大量的水泥，而且所浇筑的保护层也会因为水化热大而出现裂缝，严重威胁公路桥梁的耐久性。因此，设计人员在做公路桥梁保护层的设计时，必须从保护层的厚度和混凝土强度等多方面进行综合考量。

结束语

公路桥梁的设计是整体性和全面性的，在设计工作开展过程中，需要从安全性、耐久性、美观性等多方面实现对公路桥梁的科学设计，以提升公路桥梁的设计质量，这样公路桥梁才能够最大程度上发挥自身的应用价值，提升自身的社会效益。同时，设计人员还需要积极创新，不断提升公路桥梁的设计水平。

参考文献

[1]贺志勇,张浩然,杨程,等.某高速公路匝道桥非对称堆载下的安全性分析研究[J].中外公路,2021,41(6):107-113.

[2]黄侨,关健,梁程亮,等.中美欧公路桥梁设计规范汽车荷载及作用效应对比研究[J].公路交通科技,2020,37(7):62-71.

[3]韩新.公路桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析[J].运输经理世界,2020(16):85-86.