论述路桥设计中的安全性和耐久性

论述路桥设计中的安全性和耐久性

练锦泽

练锦泽

云浮市公路勘察规划设计院527300

摘要：随着建筑行业的发展，人们对路桥设计的要求也越来越高，路桥的安全性和耐久性是对路桥设计的新要求，本文阐述了路桥的设计现状，针对路桥设计和施工中存在的问题提出了改进措施，希望为以后路桥设计工作提供参考[1]。

关键词：路桥设计；安全性；耐久性

国内现行规范对桥梁设计提出的要求是适用、经济安全、美观。这些要求基本上包含人们关心的所有问题。但是设计中考虑的强度多而耐久性少，重视强度极限状态不重视使用极限状态，而机构的整个使用周期中最重要的却是使用时的性能表现，重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没明确提出适用年限的要求，也没有进行专门的耐久设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故的频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果。

1.桥梁安全性、耐久性差的主要原因

1.1施工和管理水平低。

国内外若干座桥梁的突然破坏与倒塌事故，已使工程界对桥梁耐久性、安全性问题倍加关注，施工过程中施工和管理水平欠规范（如野蛮施工和管理不当等）是造成桥梁结构耐久性不足的重要原因，其主要表现在以下几个方面：

施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括原材料质量低劣和施工工艺不合格等；个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题；混凝土保护层厚度的控制不严，有些直接导致露筋；钢筋未作防锈处理，其间距疏密不一，粗、细骨料分布不均匀，混凝土振捣不密实；施工现场严重的构件开裂问题，主要原因包括：水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等；拆摸时间控制不好或支模、拆模方法不当，也会引起早期裂缝。

另外，目前在市政行业的施工队伍中很多由包工头控制，水平普遍较低，加上低价中标，施工质量难以控制。这也是造成桥梁结构耐久性不足的一大原因。

1.2设计理论和结构构造体系不够完善

在承认施工存在问题的同时，也不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。

桥梁工程是一个由许多结构件组成的一个系统结构，各结构件不仅本身要有足够强度和耐久性，而且组合到整个桥梁中也要满足全桥安全性和耐久性，目前一些设计人员设计时考虑片面，结构的整体性、安全和耐久性考虑不够，造成有的结构整体性延性不足，冗余度过小，有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大，强度要求过低，保护层厚度过小及构件截面过薄和过大。这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。不少桥梁虽然满足了设计规范的强度要求，但仅用了5年～10年就因为耐久性出了问题影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。

有些设计人员用静态思维去解决不断进步发展的技术问题，桥梁在不同的环境和使用条件下和不同的设计对象都会对结构体系得出不同的布局和构造要求，规范再详细也不能代替应由设计人员解决的各种问题，规范更新再快也适应不了新技术、新材料、新工艺快速发展对结构设计提出的各种新要求，目前的设计可视为静态设计，过于偏重设计建成时期结构的工作和服务能力而对使用期实际的性能表现随时间的劣化缺乏足够的认识和考虑。从经济性上讲，考虑建造成本多，而忽观了营运的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益，因此，合理可靠的结构设计除了满足规范要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识。丰富的经验和准确的判断。从而在设计时对桥梁整体结构全寿命使用过程进行全面综合分析和计算，提高结构的使用耐久性。

2路桥设计中安全性与耐久性的改进方向

2.1重视结构的耐久性设计

任何工程建设都具有一定的耐久性，也就是建筑的使用寿命。路桥工程的耐久性和国家经济具有十分重要的关系。影响路桥工程使用寿命的因素有很多，例如，施工材料、施工技术、施工环境等。除了这些以外，根据大量的施工实践显示，设计环节也是影响路桥工程的安全性和耐久性的重要方面，必须引起我们的重视。当前有些施工单位只重视路桥工程的整体性是否合理，却忽略了工程细节的质量，也没有考虑到工程后期的保养工作。在进行设计时，作为设计人员必须能够根据工程建设需要进行全方位考虑，使得在设计中能够有更好的效果。路桥工程的设计方面和其他工程的设计有一定的区别，此工程设计必须能够把工程的耐久性作为重点考虑的对象。此外，在设计完成之后还应该对整个工程建设进行检查、维修，使工程结构的危险水平能够控制在规定的范围内，使工程结构的稳定性得到保证。

2.2充分重视路桥的超载问题

道路桥梁出现超载主要有三种情况：（1）车辆出现违规超载现象；（2）路桥通行的车流量超过了原来的设计；（3）早期的路桥时间太长，负载运营。后两者出现的原因是设计荷载与交通量的变化。超载现象会使桥梁的损伤程度加重，甚至会出现一系列的破坏事故。由于超载而引起的桥梁内部的损伤是不容易恢复的，这就严重影响了路桥的使用，使其安全性与耐久性受到影响。

3路桥结构安全性与耐久性设计

路桥使用过程中会受到环境以及某些化学物质的侵蚀，还要承受车辆、地震、超载等因素的影响。此外，路桥所使用的材料性能也会因时间逐渐退化，从而使结构各部分受到损伤。对于路桥结构的设计，可以从以下几个方面进行。首先就是要改善路桥表面铺装的抗疲劳性，要将路桥的铺装与主梁相结合，可以在设计时在路桥表面铺装混凝土中掺入钢纤维，这样可以有效的提高混凝土的抗疲劳性，减少路面的开裂。在预制板顶处增设钢筋，可以保证桥面铺装混凝土与预制板顶之间紧密结合。其次，是路桥的防水层。在桥面铺装与主梁之间设置防水层可以防止桥面的水渗入主梁，使设计只利用防水混凝土进行防水。由于其属于刚性防水层，一旦出现开裂，防水性能就会大大降低。因此，最好采用防水混凝土与防水层相结合的方式进行双层防水，保证其安全性与耐久性。最后，是主梁的设计。路桥的主要承力构建就是主梁，在设计时要对整体和局部进行综合分析，在理论角度可以满足相关规范要求。但在实际运营过程中，主梁内部会出现大量积水现象，甚至会出现积水灌满箱体的情况。这样就会使主梁的预应力受到损伤，主梁的安全性也会大大降低。发生这种现象的主要原因是对主梁细节的设计不到位，主梁的排水构造设计不完善。如果桥面的积水长时间得不到排出，就会通过梁顶的缝隙进入到箱体内。在箱体内积累，最终形成了箱体内的积水现象。在设计时，要在箱内设置排气孔，这样可以保证箱内外的气温相近，减少温差引起的局部应力。在设计时要根据应力的具体情况，统筹考虑钢筋空间的位置。所以，在设计时要综合考虑各种因素，才能保证设计的经济、合理、安全、耐久。要做到这些，不仅要借鉴外国成功经验的，还要认真总结我国国情，总结出适合的设计方法。从路桥的设计以及结构方面考虑，保证路桥工程的安全性与耐久性。

结语

综合上述，公路桥梁安全性和耐久性已成为迫切需要解决的问题，不仅要积极借鉴国外成功的经验和做法，还必须认真的总结找出更适合国情的一套设计方法和管理经验，除加强施工管理外，还要从公路桥梁设计以及结构体系和构造的角度等做好耐久性和安全性的设计。

参考文献：

[1]曲志严.市政路桥设计中的安全性和耐久性研究[J].黑龙江科学，2015，23（1）：51-52，53.

[2]董壮壮.关于路桥设计中的安全性和耐久性研究[J].科技致富向导，2014，10（20）：211-212.

[3]卢林林.城市路桥设计中的安全性及耐久性研究[J].城市建设理论研究（电子版），2013，8（23）：102-103.

[4]林前丰，张红凤.刍议路桥设计中的安全性和耐久性[J].建筑工程技术与设计，2013，21（7）：93-94.

[5]张卫民.试谈路桥设计中的安全性与耐久性[J].城市建设理论研究（电子版），2012，37（25）：23-24.