浅析安全性与耐久性在市政路桥设计中的重要性

浅析安全性与耐久性在市政路桥设计中的重要性

朱猛 

  江苏龙腾工程设计股份有限公司   江苏南京  210000

摘要：现如今，城市建设的脚步不断加快，路桥工程数量随之增加。在市政路桥设计的过程中，应该从安全性能和耐久性两个方面出发，提升路桥工程的整体效益，满足路桥使用需求。在实际设计的过程中，要从多个角度出发，综合分析影响路桥工程安全性与耐久性的各项因素，探究有效的设计方案，解决工程设计中常见的各类问题，本文就此进行了相关的阐述和分析。

关键词：安全性；耐久性；市政路桥

    现代社会不断发展和进步，市政路桥工程的规模也随之扩大。在城市交通流量不断加大的背景下，人们对路桥工程的需求日益提升。为确保路桥工程的安全性与耐久性，必须从路桥设计入手，制定科学的施工方案，确保路桥设计的合理性。在实际设计的过程中，要从结构、荷载等多个方面入手，采取技术综合评定措施，明确单个部件的应用标准，确定各项设计参数，保障设计的合理性，进而提升路桥安全性与稳定性，延长路桥工程使用寿命，提升工程整体效益。

一、基于安全性与耐久性的市政路桥设计原则及思路

（一）原则

    在市政路桥设计的过程中，应该与城市需求结合，基于城市地形、环境、水文、交通量等条件进行核实。为确保路桥设计的安全性和耐久性，应该坚持以下原则：第一，坚持安全性原则。在实际设计的过程中，应该分析市政化工程特点，确保设计方案符合市政化工程需求。坚持“安全第一”的原则，确保路桥功能性，并且合理控制工程规模，同时确保工程美观协调、经济合理；第二，坚持标志性原则，合理设计桥梁景观，确保外形简洁美观，与周围环境保持协调，彰显建筑美学和人文特色；第三，坚持先进性原则。积极引入新工艺、新技术、新材料，结合先进的经验、技术成果，分析工程可行性、结构耐久性、维护便捷性，使工程设计更加合理；第四，坚持保通性原则[1]。在路桥设计的过程中，采用借道绕行的方式，左右幅同时施工，有效提升施工效率，确保工程顺利建成，同时保持交通顺畅，尽可能减少工程建设对交通出行的影响。

（二）思路

    为确保路桥设计的安全性与耐久性，应该综合各项条件，不断完善设计思路。设计的过程中，及时调整不规范、不合理的内容，要选择经验丰富、专业能力强的设计人员，设计多套工程方案，综合经济、安全、功能等多项要素进行比对分析，选择最恰当的设计方案。审查委员会负责施工方案的审查、分析与对比，在初选结束后，通过图片与模型展示工程方案，由专业技术人员、桥梁专家进一步分析和评选；健全规章制度，构建完善的制度体系，结合实际情况，将设计思路、技术手段、施工模式等多项内容结合在一起，合理提升设计标准，规范施工操作行为，使路桥工程可以严格按照设计方案施工；培训专业的设计人员，不断提升设计人员的专业水平，深化设计人员对路桥工程的了解，同时也要强化设计人员的安全意识与沟通能力。确保设计人员可以从全局出发，不断优化各个设计环节，切实保障工程的安全与耐久。

二、安全性与耐久性在市政路桥设计中的应用

（一）提升路桥性能

在市政路桥设计的过程中，为确保安全性与耐久性，应该从优化工程性能入手。重点提升工程的抗震性、抗疲劳损伤能力与载荷能力。在抗震设计的过程中，可以创建有限元模型，对地震模型横截面进行检查，确认最薄弱的部分。实际设计的过程中，运用SAP 2000有限元分析软件构建模型，将材料、界面、单元等属性信息输入，同时输入反应谱，利用模型分析动力特性，同时也要对时程、反应谱进行分析，最终输出地震响应、滞回曲线等信息，为抗震结构设计提供依据[2]。将地震要求作为基础，计算桥梁结构抗震参数，分析各部分抗震能力，确保设计方案符合抗震要求。采用这种方式，有效提升路桥整体抗震性能，使其结构自然振动周期改变。如果出现地震灾害，此类路桥基本不会产生共振，基于地震结构特点，采用罗算标准的扭转尺寸，结合结构稳定性，对其抗震结构进行设计，使抗震能力全面提升。

在抗疲劳损伤方面，由于路桥在使用的过程中，通常会吸收大量动态负载，难免会产生疲劳损伤。当前我国路桥工程普遍采用混凝土、钢筋等材料，如果没有采取科学的设计方案，受到材料不规则连续性特征的影响，很容易出现裂缝病害，影响路桥整体质量，甚至出现坍塌、断裂等重大问题，进而导致严重的安全事故。所以，在工程设计的过程中，一定要详细计算疲劳参数，并且进行多次盐酸，对混凝土抗压性、抗侵蚀性进行多方位模拟，从不同的角度对混凝土质量进行试验和考察。可以采用冲击试验的方式，了解常温条件下的钢材脆性。根据安全性要求，尽可能选择系数低、韧性低的材料，使结构更加稳定。在实际选择的过程中，优选高性能钢材，确保其具有耐蚀性、可焊性的优势，同时采用环氧树脂包覆钢筋与钢绞线，达到良好的防腐效果。混凝土方面，要选择性能高、质量好的混凝土，使用环氧沥青增强混凝土路面耐磨性，同时也能提升路面强度，使路面更加密实稳定，保障行车的安全性与舒适度。

在载荷能力方面，应该了解市政路桥车辆通行量，分析使用过程中的外部压力，避免出现超载的情况。在实际设计的过程中，尽可能提升桥梁承载力，同时采用限高、限重的方式控制交通量，避免出现超载的情况，从而减少损伤。为分散路面压力，可以根据车型设计专用车道。

（二）严格筛选材料

在实际设计的过程中，材料筛选也是十分重要的设计环节。包括混凝土保护层设计、结构与构件选型两个方面。混凝土是路桥工程中的常用材料，其质量会直接影响工程质量。要严格按照规范确定各部位混凝土设计强度，通常情况下，桩基混凝土选择C25水下砼；立柱、盖梁的混凝土选用C30砼；支座垫石混凝土选用C40砼；梁板预制混凝土选择C50-60砼；伸缩缝混凝土选择C50钢纤维砼，等等。混凝土强度等级根据立方体试件抗压强度标准值进行划分。在实际设计的过程中，做好混凝土配比设计，既要保障混凝土强度，也要确保其耐久性与经济性。设计应该符合抗渗等级、强度、抗冻等级、工作性等标准要求。

在结构与构件选型方面，将提升结构强度作为核心，尽可能减少疲劳振动。可以选择全预应力结构，基于主桥结构构件，从水平和垂直两个方向添加预应力，避免结构性裂缝问题[3]。在构件断面设计的过程中，合理控制钢筋间距，确保混凝土骨料强度、粒度符合要求，同时棱角外观断面也要合理设计，以此提升混凝土密度、强度。

（三）加强设计管理

    为保障设计合理性，加强工艺管理也十分重要，确保设计的超前性与合理性。路桥工程建设周期较长，项目普遍具有时间滞后性，所以要从超前的角度分析，合理设计工程使用功能，确保路桥可以适应所在区域环境的变化。确保路桥平面、纵面的合理布置，根据道路功能、技术标准进行设计，对周边路网、土地规划、生产经营等活动需求进行分析，尽可能减少征地拆迁等行为，避免对周围环境产生过度影响。坚持因地制宜的理念，减少大填大挖的施工行为，控制工程成本，并保障工程效益。

结语：

  综上所述，在市政路桥设计的过程中，为保障工程的安全性与耐久性，要从多个角度出发，综合分析各项施工条件，不断提升设计水平。首先，提升路桥性能，做好抗震结构、抗疲劳损伤与载荷能力的设计；其次，严格筛选材料，做好结构设计；最后，加强设计管理，规范设计行为。

参考文献：

[1]黎婧.安全性与耐久性在市政路桥设计中的重要性分析[J].中华建设,2022(12):89-91.

[2]陈惠水.市政路桥设计中的安全性和耐久性分析[J].四川建材,2022,48(11):225-227.

[3]尹常青.探究市政路桥设计中的安全性和耐久性[J].工程建设与设计,2021(06):74-76.