探讨如何提高桥梁设计的安全性和耐久性

探讨如何提高桥梁设计的安全性和耐久性

程晓军刘春斌

江西华杰工程咨询有限公司江西省南昌市330000

摘要：经济快速发展促进了城市化的发展，道路和桥梁设计的重要性越发凸显，交通体系作为城市发展的命脉，越发重要。如今，在新形势下如何提高桥梁设计的安全性和耐久性已经成为设计工作的重点。本文主要分析了提高桥梁设计的安全性和耐久性，以供参考。

关键词：桥梁；设计；安全性；耐久性

引言

随着社会发展的不断进步，我国的桥梁设计项目也开始逐渐增多，尤其是在近几年来，在各个地区都开始兴建高水平的桥梁，所以桥梁的设计工作尤为重要。而且桥梁设计技术不断发展，特别是桥梁设计的安全性和耐久性与人们的切身利益相关联，引发了重视。对于设计人员来说只有按照国家相关现行技术标准，对桥梁工程耐久性与安全性进行有效设计，才能确保我国公路工程的整体发展状况可以满足各地区经济发展要求。

1.桥梁安全性和耐久性现状分析

近年来，虽然桥梁工程的建设规模不断扩大，但是随之而来的安全事故也越来越多，威胁到了人们的生命财产安全，造成巨大的损失，例如坍塌事故等。通过相关调查显示，桥梁工程之所以在施工以及使用过程中出现坍塌现象，主要是由于桥梁设计不合理或者施工中没有严格按照规定要求施工而导致的。其中主要体现在以下几个方面：首先，在桥梁工程设计过程中，由于设计者态度不端正，没有综合考虑各项因素，在实际计算过程中出现数据错误等，这些都对桥梁工程的设计以及后期施工产生严重的影响，缩短了桥梁工程的使用寿命，甚至出现坍塌事故，威胁到人们的生命财产安全。其次，在桥梁工程实际施工过程中，部分施工单位为了获取更多经济利益而选用劣质、低价的施工材料，这就导致工程在施工中出现各种质量问题，影响到路桥工程使用功能的正常发挥。目前，随着路桥工程安全事故的多发，桥梁结构的设计受到了人们的高度重视，其中安全性与耐久性已成为设计者设计过程中不容忽视的部分。

2.提高桥梁设计的安全性和耐久性

2.1加强对桥梁耐久性的重视

在桥梁设计之初，我们必须要将桥梁的耐久性因素考虑到桥梁的整体设计中去，从设计过程中就充分引起重视。当我们在进行桥梁建设时，不能仅仅以满足以往承载量作为桥梁设计是否合理的标准，还应深究如何在满足负荷要求的前提下，提高桥梁的使用寿命。在实际操作中，我们应进行多次模拟实验，通过对模拟实验产生的数据进一步改进桥梁的结构设计，确保桥梁的耐久性满足要求。在桥梁的建设周期中，我们需要考虑以下几个因素：桥梁设计是否合理；桥梁施工是否达到标准；桥梁使用是否满足要求；桥梁维护是否及时到位等等，只有将这些因素都考虑进去，我们才能保证桥梁的使用寿命更长久。

2.2注重结构和构件选型

尽可能的使用箱形截面，提高结构的整体刚度，减少疲劳振动。尝试一个全预应力结构，对主桥结构的垂直和水平构件施加预应力，防止结构性裂缝。构件断面设计中，钢筋间距应适当加强振动的混凝土骨料粒度分布、密度和强度，混凝土棱角的外观断面也应适当增加密度和强度。在桥梁结构上应设置一个防渗透、抗剪切和拉伸的防水层。防水涂层与沥青混凝土铺装层两者之间的附着力不应小于沥青混凝土路面和钢筋混凝土桥之间的附着力。此外，在桥面铺装的顶面，尤其是连续梁的负弯矩截面，应该设置防水层。为了避免梁内的水渗透，排水设计应在伸缩缝的设计细节进行加强。

2.3充分考虑桥梁的荷载强度

现如今，在桥梁上超载现象是极为普遍的，究其原因可能是由于桥梁的使用年限比较久，自身的荷载强度也开始下降，同时也就影响了桥梁的承载能力；或是由于设计者在设计桥梁的过程中，低估了当地车辆通行环境，这样就使桥梁在投入到使用后严重超载，就与原来所设计的荷载强度相差甚远。桥梁发生超载使用后，就会造成内部中难以修复的损伤，即便是有效地控制了公路的承载能力，但是在内部的变化上也是很难自行恢复。且如果在桥梁建设施工的过程中采用混凝土建造，经过一定时间的超载运行后，就会发生开裂的现象，即便是控制了车流量、对产生裂缝的地方进行了修复、在桥梁的内部所造成的损害也已经减小了弯矩，但是在实际上桥梁的强度已经发生了降低，是无法弥补的.

2.4重视桥梁疲劳损伤问题

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果是灾难性的。对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言，事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效，例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。

2.5做好桥梁隔震设计

为了更好的避免，桥梁设计中隔震设计出现严重的问题，协调基础隔震桥梁的基部体积非常重要。在建设有隔震桥梁的过程中，相关人员应注意保持桥梁结构和隔震层平移一致，使之设计可以达到成水平缝的目的，并使该项设计不会对桥梁的美观度产生重要的影响。在进行桥梁的隔震设备的过程中，应重点考虑桥梁隔震层的水平刚度是否适应水平方向地面震动的问题。考虑这一问题，主要出于桥梁长期在室外使用，在自然环境下极有可能会遭遇风暴、剧烈地面震动等自然天气状况。只有保证桥梁的隔震层具有一定的刚度，在特殊情况下才能通过发生的柔软性变形，保护桥梁重要结构不受到严重的损坏。其次，严格按照施工要求，检查桥梁水平刚度中心位置与隔震层上部结构应保持重心一致。此外，还需安排专业的技术人员对隔震装置的竖向刚度以及装置的自动复位功能进行检查，确保隔震装置可以正常的进行工作。

2.6加强设计人员的专业培训

随着经济的不断发展，人们对桥梁的要求也越来越高，桥梁工程是关乎百姓的大工程，因而设计人员的专业水平和责任意识至关重要。设计单位应切实加强设计人员的专业培训，根据时代发展的需求，不断提高专业人员的技术水平。对于新来的员工，设计单位还应建立健全的新人培训机制，加强对新人的培训，不仅让新人专业技术水平得到提高，而且要切实树立新人的责任意识，让新人明白设计工作肩负的重大责任，从而促进新人更好的工作和学习，严格约束自己。企业的老员工也应该与时俱进，紧跟时代发展的步伐，加强对新知识的掌握和学习，不能仅凭经验进行设计，深刻认识到原有设计方案存在的缺陷，对设计方案不断做出调整，从而有利于安全隐患的防范。通过专业的培训和学习，设计人员在实际进行方案设计时，应该着眼于整体进行设计，统筹兼顾，并充分与项目的实际进行结合，同时还应在原有的设计基础上大胆创新，从工程施工人员的角度考虑，切实减少施工过程中产生的风险。在设计的过程中，应切实本着负责任的态度和实事求是的原则，对设计过程中的计算和画图等工作都要认真对待，从根本上避免隐患的发生。

3.结语

综上所述，桥梁工程设计中的安全性与耐久性会对工程质量、使用性能以及综合效益产生极大影响，工程人员必须对桥梁的安全性与耐久性给予足够的重视，设计单位要对现行设计体系中存在的问题进行具体分析，以便于其可以在国内外相关领域成熟经验的指导下来进一步提高安全性与耐久性设计。

参考文献：

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[2]杨敏波.市政桥梁设计中的安全性和耐久设计探讨[J].科技创新与应用，2012（21）.

[3]再努拉•库尔班.桥梁设计中的安全性和耐久性探讨[J].交通标准化，2012（24）.

[4]石少国.探讨市政桥梁设计中的安全性及耐久性[J].科技展望，2014（19）.