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

迪力夏提·奥斯曼

新疆交通科学研究院有限责任公司  新疆乌鲁木齐市 8300002

摘要：现阶段，我国的公路桥梁工程建设不断增加，其设计工作也越来越受到重视。当前，随着公路建设的不断发展，设计难度也在不断提高，因此必须要重视在规划与施工过程中的安全保障工作，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。本文首先分析了标准化跨径桥梁设计特点，其次探讨了桥梁安全性设计以及耐久性设计要点，以供参考。

关键词：公路桥梁；耐久性；安全性

引言

地势高差较大会增加公路桥梁的规划难度。结合区域内震害频发的特点，需进行桥梁抗震设计，提升公路桥梁整体结构的安全性。在桥梁设计当中对于安全性和耐久性的保障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标准化跨径桥梁设计特点

桥梁建设需要考虑地形和地势的复杂多变性，以及这些条件对后续施工所带来的限制，全面保证工程质量。此外，部分地区的生态环境较为脆弱，在进行桥梁建设时，需考虑到工程周边自然景观与桥梁景观的融合。部分地区的地质条件复杂多样，岩石出现风化，还有的地区出现过滑坡、陡崖和泥石流等问题。进行标准化跨境桥梁设计时，要考虑到这些不良地质所带来的影响。此外，部分地区的地形起伏幅度较大，桥梁面临的自然条件比较苛刻，许多大型设备无法使用，导致桥梁施工面临较大的难度。预制安装桥梁工艺的标准化跨径桥梁具有良好的适应性，也为施工创造更多便利条件。由此可见，设计师需充分考虑到自然环境对工程所带来的影响。

2桥梁安全性设计

2.1支座设计

如果桥梁跨度较小、一个方向支座的水平调整量能够满足主梁水平温度形变量的需求，可在两个墩柱中设置相同的支座。如果是横跨沟谷的简支梁，可结合实际情况，对同联桥墩高度进行统一设计，尽量减少桥墩高度差异。位置相邻、桥梁高度差异较大的桥梁结构，桥墩容易因为水平地震波的作用而失稳，破坏结构整体的抗震能力。因此，需要改变支座设计参数，增强桥墩、支座连接位置的整体强度，以此增强桥梁的抗震性能。在地震工况下，使盖梁、梁体两部分处于暂时分离状态，以此减少桥梁结构受到的震害作用，同时借助稳定销的设计，保持各类连接组件的完整性。地震停止后，各结构可恢复为和震前一样，以此维持桥梁结构的安全性。

2.2选择合理的构造结构型式

在桥梁设计中，上部结构包含的内容比较多，并且，上部结构设计是整个桥梁工程的重点。要选择合适的上部构造结构，这样才能满足车辆和人们的出行需求，保证桥面构造具有良好的承载力。进行桥梁装配时，要考虑到主梁的设置。主梁结构类型较多，连接方式也有所不同，若选择不合适的连接方式，就可能会导致桥梁出现裂缝，甚至会产生更加严重的质量问题。如果桥梁的跨径较小，可选择空心板。现阶段，人们正在进一步降低空心板的使用数量。若桥梁处于平原地区，可根据当地的地势特点选择相应的连接方式。由于这一地区的公路建设规模比较庞大，并形成较为完善的公路网络体系，因此，平原地区的公路拥有较高的线型平面指标。通常，平原地区的桥梁所拥有的跨径不会超过20m，因此，越来越多的施工单位会选择空心板结构。但涉及到高速公路建设，通常不会使用这一结构，更多施工单位会选择小箱梁或T梁。总之，在进行桥梁设计时，除了要考虑到桥梁所在的地理环境、桥梁安全和建设成本之外，还要考虑到车辆的通行需求，使驾驶员能够拥有良好的驾驶体验。

2.3防落梁

在该项目中，为了积极改善桥梁抗震性，还要有效控制梁体结构位置移动问题，从而减少落梁发生的地震损坏。梁体限位措施如下：（1）梁结构的设计长度主要参考盖梁顶层的宽度有效值；（2）对于简支T梁结构，可在伸缩缝的侧边添加防落链；（3）箱梁、桥墩间隔位置，需增加限位设计。

3耐久性设计要点

3.1优化设计流程

在公路桥梁结构设计过程中一定要明确工作流和规范要求，以避免由于工艺错误而导致的设计时间结构的一些力学参数不匹配。要求设计师工作人员提前在施工现场进行现场调查和分析，做到尽善尽美在掌握桥梁应用要求和环境特性的基础上设计工作为后续方案的可行性论证提供了重要依据信息优势。野外调查包括地质构造的横剖面和纵剖面信息采集、地质水文条件、桥梁布置施工范围和结构参数分别从工程必要性、经济性出发并对这三个方面的可行性进行了充分论证。

3.2抗震设计

耐久性设计中，抗震设计尤为关键。桥梁下部位置的抗震设计，以增加配筋量为主要措施。桥墩、墩柱各处可增设保护构件，达到抗震效果。在发生强烈地震时，依据相关规范的内容进行抗震设计。桥梁的抗震设计，可充分利用桥梁结构的初期强度，提高桥梁结构的延性。此种抗震设计，与强度设计法具有一定差别。延性抗震是选择特定的塑性形变位置来抵消地震作用，延长结构的使用时间，削弱地震作用。在抗震设计期间，使用塑性形变抵消地震的惯性作用，防止桥梁结构受损，维持桥梁结构的承载能力，是耐久性设计的有效措施。

3.3桥梁改扩建拼接设计

桥梁改扩建拼接设计要点主要包括：（1）拼接空心板桥梁结构、板式桥梁通道时，设计人员应在新建桥梁结构的翼缘处设计钢筋结构，并将其和旧桥结构焊接。对于连续箱梁桥结构的拼接方式，可采用混凝土弱刚性连接。（2）拼接加宽管涵时，设计人员可直接将桥梁结构中的管涵、箱涵接长，同时加强拼接区域的防水设计。拼接板涵、箱涵、箱式通道时，设计人员应按照涵接涵、箱接箱的设计思路，在板涵、箱涵、箱式通道接口设计宽度为2cm的沉降缝。（3）正式拼接桥梁结构时，设计人员应计算既有桥梁结构的高程、坐标，复核改建桥梁设计图纸中的标高、结构位置，然后通过平面控制计算桥梁结构拼接时的纵向误差、横向误差，确定各关键节点的设计值、设计参数，以及桥梁结构的分布情况。

3.4选择合理的构造结构型式

在桥梁设计中，上部结构包含的内容比较多，并且，上部结构设计是整个桥梁工程的重点。要选择合适的上部构造结构，这样才能满足车辆和人们的出行需求，保证桥面构造具有良好的承载力。进行桥梁装配时，要考虑到主梁的设置。主梁结构类型较多，连接方式也有所不同，若选择不合适的连接方式，就可能会导致桥梁出现裂缝，甚至会产生更加严重的质量问题。如果桥梁的跨径较小，可选择空心板。现阶段，人们正在进一步降低空心板的使用数量。若桥梁处于平原地区，可根据当地的地势特点选择相应的连接方式。由于这一地区的公路建设规模比较庞大，并形成较为完善的公路网络体系，因此，平原地区的公路拥有较高的线型平面指标。通常，平原地区的桥梁所拥有的跨径不会超过20m，因此，越来越多的施工单位会选择空心板结构。但涉及到高速公路建设，通常不会使用这一结构，更多施工单位会选择小箱梁或T梁。

结语

综上所述，项目所在地域表现出地震频率高、地势高差大等特点，需给出合理的公路桥梁规划，结合结构安全、耐久性等设计要求，逐一给出设计方案，提升工程整体的质量，发挥公路桥梁设计的科学性与合理性。

参考文献

[1]华鋆炜.浅议公路桥梁设计和施工的注意事项[J].中国设备工程,2022(5):249-250.

[2]尤佳,陈晓羽.大跨度公路桥梁结构设计要点探讨[J].工程技术研究,2022,7(4):188-190.

[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.