公路桥梁设计的安全性和耐久性分析

公路桥梁设计的安全性和耐久性分析

顿霞

湖北博诚公路工程有限公司，434000

摘要：随着我国公路工程的发展，工程的设计越来越复杂，在规划和施工中应加强对工程的安全管理；避免在长时间应用出现超负荷现象。公路桥梁建设原材料主要以钢筋混凝土为主，其耐磨性在材料更新发展过程中有较好的提升，应引起行业人员的关注并不断优化其设计使用年限，促进公路事业现代化发展。全面分析国内公路桥梁设计现状和强化安全耐久性的意义，结合影响桥梁设计的主要因素，详细讨论提升其安全耐久性的有效对策。

关键词：公路桥梁；设计安全；耐久性

0引言

在公路规划设计当中对于桥梁结构的灵活运用能够更好地适应于不同的建设环境，特别是一些大跨境的河流需要通过连续桥的建设实现两岸接通。在桥梁设计当中对于安全性和耐久性的保障和其使用寿命与道路运营之间有十分密切的联系，必须要引起设计人员的关注，同时平衡好建设施工的质量和成本，优化公路桥梁的建设水平。

1国内公路桥梁设计的安全耐久现状分析

公路桥梁的建设和其应用负载之间有十分密切的联系，一些桥梁的设计、施工存在隐患问题，长时间的使用会出现耐久度下降的情况，给公路的养护成本、安全保障等都带来了负面影响，也不利于公路交通网络的大规模发展。桥梁在对近年来国内公路安全耐久事故分析的过程中发现，各类隐患事故频发的背后是桥梁设计不到位、工程施工不足等问题必须要引起行业重视，分别从设计、施工、养护等多方面展开安全耐久保障工作，动态化的跟踪当前的桥梁使用情况，在保证对经济效益追求的同时，维护好人民群众的生命安全。

2重视公路桥梁设计安全耐久性的重要意义

在公路桥梁的应用过程当中对其安全性和耐久性提出了较高的要求：必须要能够满足不同类型、载重车辆的反复碾压；抵抗地下水系和河流对梁体结构的冲刷；符合公路桥梁建设的相关标准。在公路

桥梁的应用过程当中，其整体结构和内部零件都会存在着实际荷载不断上升的情况，其结构稳定性会随着环境和使用年限而发生老化，一旦超出桥梁结构的极限形变状态就会产生开裂现象，这不仅会影响桥梁本身的使用寿命，还会对其行驶的车辆造成较大的安全威胁，必须要引起行业重视，并从设计、施工与养护等不同的阶段予以关注，更好地提升我国公路桥梁的建设水平和使用寿命。在公路桥梁的设计优化过程中，能够更好地明确风力、压力等方面的荷载参数，提前做好桥梁使用中的潜在风险。

3影响公路桥梁设计安全耐久性的主要因素

3.1缺乏理论支撑

在进行公路桥梁的设计工作过程中，对于专业知识的需求量极大，给设计人员的工作也带来了一定的挑战。由于桥梁施工的环境条件差异很大，因此在设计和规划时，需要充分考虑岩溶、黄土、渗漏等因素，确保桥梁的结构安全耐用，一些设计人员在施工中还存在着专业知识储备不足，无法依据现有的地质和水文数据对桥梁施工的重点进行科学的梳理；过于依靠自身的工作经验，仅仅照搬以前的设计方案，对施工质量造成不利的影响。我国的一些设计者在工作的理论体系方面还存在一些问题，不能很好地构建一个完善的工作过程系统，与设计期望有一些偏离。

3.2施工管理不足

在落实公路桥梁设计方案的过程中，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。

3.3结构设计不当

在公路桥梁的设计过程中，结构部分对于安全耐久性的影响程度较大，必须要经历科学完善的规划计算后才能够确定设计方案，确保与地质环境之间具有更强的适配性。部分设计人员在工作过程中未关注到桥梁结构的重要性，在拉索、伸缩装置、涵洞结构等部分的建设细节性要求偏低，不能较好地满足桥梁建设的目标寿命要求。

4提升公路桥梁设计耐久性的有效对策

4.1优化设计流程

在公路桥梁的结构设计过程当中必须要明确工作流程和规范要求，防止因工艺过程中出现的一些结构力学参数不匹配而造成的问题。在了解了桥梁的使用需求和周围环境特点的基础上，进行前期的实地考察，为下一步的工程可行性论证提供了依据。现场调查的主要内容是获取地质构造纵剖面信息、地质水文条件、桥梁平面布置的施工区域、结构参数等，并从必要性、经济性、可行性等方面进行了全面的论述。

4.2提升专业认知

设计人员需充分认识到公路桥梁安全耐久对于整个项目工程的重要意义，明晰在设计与施工过程当中对其安全耐久性可能产生影响的主要因素并予以有针对性的预防处理，不断提升在公路桥梁设计工作方面的专业认知。一些发达国家在公路桥梁的规划设计方案当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。

4.3完善设计体系

对于不同的公路桥梁设计项目，在具体的规划实操过程当中会存在一定的差异性，要求设计人员要积极建立成熟科学的工作体系，为设计规划工作提供一定的专业参考。如在处理不同地质状况下的公路桥梁建设需求时，对梁体的实际荷载能力、施工技术选择会产生很大的影响，特别是对于一些岩溶地区和地下水系分布较为丰富的区域，需要在地基建设的过程当中做好防水抗渗和基坑支护建设，确保桥梁应用的安全性和耐久性。

4.4疲劳损伤研究

在公路桥梁受到外力作用的情况之下，会产生内应力的作用，特别是累计振动产生的疲劳损伤情况对于桥梁的使用寿命威胁性较大，容易造成一些可见的梁体裂缝，严重的还会引发断裂坍塌，必须要在设计的过程中提前做好方案疲劳损伤的测试工作，确保实际寿命和设计预测更具适配性。由于桥梁的疲劳损伤是在逐步累积而形成的，在实际应用过程中很难及时予以探测发现，且具有一定的不可逆特点，实际养护工作开展的难度较大。

4.5优化荷载设计

在对公路桥梁的荷载设计进行优化的过程中，需要明确不同的荷载类型和影响因素，确保设计方案更具综合性、全面性，充分满足安全耐久的应用需求。首先，桥梁的恒载是指梁体本身的重力作用，包括了梁体、栏杆和其中的管线等；活载是指桥梁在使用过程中产生的外界压力；材料荷载是指构成梁体结构的混凝土材料在长时间应用过程中出现的收缩徐变、老化情况；另外还包含了环境因素带来的影响，如风荷载、沉降荷载等。

4.6结构加固处理

优化桥梁钢筋混凝土结构的配筋和选材可以实现对公路桥梁的耐久性的有效提升，其在使用的过程中能够形成一个较为稳定的包裹状态，通过提升结构抗力的方式来保证桥梁的实际使用寿命。桥梁模型的耐久度与钢筋混凝土材料的碳化水平、结构安全系数、使用年限之间存在着一定的数量关系，在进行计算的过程中能够帮助设计人员掌握参数的范围限定，确保应力计算的精确度。

5结语

在公路桥梁的设计过程当中，设计人员必须要结合建设环境和应用需求明确设计的要点，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，必须利用BIM设计模型反复进行优化和验证，遵从科学的桥梁结构设计流程推进工作，确保桥梁荷载与安全耐久要求之间的适配性。在施工单位参照设计图纸进行建设的过程当中要做好桥梁梁体的防水防裂工作，所使用的建材和零件必须要满足设计方案的要求，避免因管理不当而留存质量隐患。

参考文献：

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