市政公路橋梁設計中的安全性和耐久設計探討

中石化石油工程設計有限公司 254026

摘要：近些年來，在市場經濟發展的大背景下，我國的公路橋梁建設特別是市政道路的橋梁建設取得了空前的繁榮和發展。但是同時，其也出現了一系列的問題，如橋梁的安全性與耐久性設計。鑒于此，筆者在文中簡要地就市政公路橋梁設計中的現狀，市政公路橋梁設計安全性、耐久性差的主要原因及其解決措施進行了相關探討。

關鍵詞：市政公路橋梁設計；安全性；耐久性

前言

公路橋梁施工技術與管理在國民經濟中占著舉足輕重的地位，它的安全性和耐久性是影響我國經濟發展的重要因素之一，也是保證我國國泰民安的重要問題。然而，在我國當前橋梁建設行業，大多數公路橋梁的設計，往往只追求片面的用途，在設計過程中，缺乏對安全性和耐久性的重視，再加上后期維護工作不到位，對公路橋梁的安全性和耐久性造成很大威脅。因此，加強對市政公路橋梁設計中的安全性和耐久設計已成為城市建設的當務之急。

一、我國市政公路橋梁建筑工程的發展現狀

隨著我國經濟的不斷發展，家庭私有轎車的數量逐年增加。這種現象導致我國公路橋梁的在日常運行過程中所承擔的承載力越來越大，在一定程度上加大了公路橋梁的運行負擔。現如今市政公路橋梁設計本著安全、適用、經濟、美觀的理念不斷發展，而某些企業卻過分的追求市場需求，在設計中過多的重視強度而忽視了對安全性和耐久性的考慮，導致我國大多數的公路橋梁在運行過程中頻繁的發生質量問題，究其原因，是由于在工程實際設計中，只是把耐久性作為一種觀念，而沒有真正的確定其使用年限，沒有明確公路橋梁的使用維護條件，也沒有具體的從材料、結構、設計等程序上保證結構的耐久性措施，這些現狀從一定程度上導致了工程事故不斷發生，大大降低我國公路橋梁的使用壽命。

二、市政公路橋梁建筑安全性、耐久性差的原因

（1）設計原因

①缺乏合理的設計方案。在市政公路橋梁設計中，首要任務是選擇經濟合理的結構方案，這是提高設計質量的基礎，進而采用規范的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。但是從目前公路橋梁設計的實際情況來看，多數設計人員過于注重設計的獨特性和新穎性，忽視了其安全性的設計標準以及結構構造體系，出現了有的結構整體性和延性不足、冗余性小，有的計算圖式和受力路線不明確而造成局部受力過大，有的混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過薄等，這些都嚴重影響了市政路橋的結構耐久性，直接埋下了安全隱患。

②缺乏完善的設計理論。完善的設計理論是公路橋梁工程建設設計的重要組成部分，是提高公路橋梁安全系數的有效途徑。我國的公路橋梁結構設計對于其耐久性的考慮欠少，沒有明確的使用年限要求，也沒有進行專門的耐久性設計，這必將在一定程度上造成建筑結構使用性能差、使用壽命短的后果。

（2）施工原因

公路橋梁質量問題目前是建筑工程中出現的較為頻繁的問題。這主要是因為缺乏完善的施工管理機制。據相關研究表明，市政公路橋梁在投入使用后短期內發生破壞等，往往是由于施工單位內部缺乏完善的施工管理機制，造成工程驗收時質量沒有到達相關標準和設計要求，在施工過程中其材料使用強度不足、施工技術不到、管理手段缺乏、預應力施加不合理等，這些都對橋梁安全性和耐久性造成嚴重威脅。如通常我國對公路橋梁的使用壽命定為50年左右，而實際上，很多的公路橋梁在使用5到10年左右就會出現質量問題，甚至是發生垮塌事故。

三、提高公路橋梁設計中安全性和耐久性的有效措施

公路橋梁的安全性和耐久性能否達標，影響著我國國民經濟的發展和社會主義的建設，同時也在一定程度上促進了我國建筑業和交通業的可持續發展，因此，提高公路橋梁的安全性和耐久性勢在必行。

（1）做好設計前的準備工作

為了確保公路橋梁工程的質量和使用壽命，設計單位在開工之前，需要及時組織隊伍對公路橋梁建筑工程施工范圍相關的地質條件和水文條件進行實地的勘察，確保資源真實可靠，為公路橋梁建筑設計施工提供有價值的參考資料，使其成本減小，安全性能提高。在設計過程中，設計人員還應該對公路橋梁施工的形態、原材料、具體方案、后期維護等進行全方面的思考，對公路橋梁的負荷承載能力進行科學、合理的設定，尤其是對施工技術方面的設計，要比其他項目更為嚴謹，以求確保公路橋梁結構性能的最大化、最高化，同時，設計人員還要考慮到“預防為主，防治結合”的政策，對公路橋梁施工過程中可能出現的問題進行預想并制定相應的措施，確保一旦在施工過程中發生突發事故，能夠及時的應對并采取有效的補救措施，為公路橋梁建筑工程的順利施工提供保障。

（2）加大施工階段的質量管理

①提高工程的構造配筋率

混凝土裂縫問題是影響工程安全性和耐久性的重要因素，混凝土裂縫過大或過小都會帶來一定的不安全因素。因此，加大鋼筋的混凝土保護層厚度，加強構造配筋，是保護鋼筋免于侵蝕，提高混凝土結構耐久性的重要措施之一。防止和控制混凝土裂縫，是指按規定要求將混凝土裂縫控制在一定范圍之內，防止混凝土施工及使用過程中出現大量非工作裂縫，從而有效提高公路橋梁建設的安全性和耐久性。

②加強公路橋梁表面鋪裝層的防水設計

在實際施工過程中，對于公路橋梁表面的鋪裝層的混凝土等級要求較高，需采用密實性較強的C30以上等級的混凝土，混凝土鋪裝層內應設置鋼筋網，以防長期下來混凝土開裂。加強其防水層設計，一方面，加強對公路橋梁鋪裝層頂面的防水設計，尤其是連續梁的負彎矩段；另一方面，加強泄水管設計，特別注意泄水管周邊的構造細節處，加強伸縮縫處的排水設計，防止水分從伸縮縫處滲入渠內。采用復合纖維混凝土或在混凝土中滲入水泥基滲透結晶材料，可以實現較好的防水效果。

（3）提高公路橋梁壽命意識

我國公路橋梁設計理念，應轉變過去單一滿足荷載強度的觀念，逐漸向滿足使用壽命和承載能力相結合的觀念過渡，通過樹立橋梁壽命觀念，早日完成與國際工程設計理論接軌。要想延長公路橋梁的使用壽命就要從結構設計出發，就得在提高公路橋梁設計人員職業道德素質和設計水平的同時，還應提高公路橋梁壽命意識。實際上，這些壽命參數并不具備絕對性，雖然我國大多數公路橋梁設計使用年限要求是五十年，但這些都只是一個基準，還是得通過大量的模擬實驗來驗證，當確定公路橋梁的建設周期之后，一定要綜合考慮設計、施工、使用、維護等各種因素，做到公路橋梁質量事前控制，確保公路橋梁的壽命順利實現。

（4）重視公路橋梁的超載問題，提高后期養護力度

公路橋梁在投入使用之后，要承受車輛、地震、超載等人為因素影響，同時還會受到環境的影響，致使其內部結構出現變化，造成結構疲勞損傷，同時在一定程度上加快了橋梁的損壞速度，最終減少了橋梁的使用壽命，導致安全事故發生。所以，國家和政府相關管理部門一定要加大對超載問題的管理和控制，加強對公路橋梁的裂紋控制，及時檢測疲勞損傷程度，加大對公路橋梁后期養護力度，對已經存在的問題和后期可能存在問題及時采取措施進行維護和管理，積極借鑒國外成功的經驗和做法，從根本上降低不安全事故的發生率。

（5）積極借鑒國外的經驗和成果

當前，與發達國家相比，我國在公路橋梁的施工和管理上還存在著一定的差距，其從一定程度上造成了國內橋梁耐久性和安全性較差。因此，想要在短期內解決這些問題，工程設計人員就應該積極借鑒國外成功的經驗和做法，結合我國現有的設計理念和結構體系，做好公路橋梁安全性和耐久性設計。

結束語

總之，市政公路橋梁建設作為衡量城市化進程的重要指標，在經濟發展中扮演著重要角色。因此，為盡快地提高我國市政公路橋梁設計中的安全性和耐久性，技術人員在今后的發展過程中，應當積極轉變設計理念，不斷總結經驗教訓，并借鑒國外新型技術，及時發現并解決公路橋梁的安全性和耐久性問題，為促進公路橋梁工程的可持續發展而努力。

參考文獻：

[1]黃紹輝.小議路橋設計中的安全性和耐久性[J].四川建材.2007（02）

[2]薛貴山，王軍.橋梁設計耐久性較差的原因分析[J].科技創新導報.2008（17）

[3]再努拉·庫爾班.公路橋梁設計中的安全性和耐久性探討[J].橋隧工程，2012