關(guān)于路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性研究

穆 俊 偉

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

關(guān)于路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性研究

穆 俊 偉

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030002)

指出安全性和耐久性是新時(shí)期對(duì)路橋設(shè)計(jì)提出的新要求，對(duì)我國(guó)道路交通的安全具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，從影響路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性的主要原因入手，提出了改進(jìn)和努力的方向，對(duì)我國(guó)以后路橋建設(shè)中的安全性和耐久性建設(shè)提供一些參考。

路橋設(shè)計(jì)，安全性，耐久性

近年來(lái)，我國(guó)的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了迅猛發(fā)展，公路橋梁建設(shè)工程作為交通設(shè)施的一個(gè)重要組成部分也得到了空前的快速發(fā)展。公路橋梁的健康運(yùn)營(yíng)情況和安全耐久性問(wèn)題也越來(lái)越受到人們的關(guān)注和重視。本文結(jié)合自己的工作實(shí)踐，探討了當(dāng)前路橋設(shè)計(jì)中關(guān)于安全性和耐久性存在的一些問(wèn)題，希望能夠?yàn)橐院蟮穆窐蛟O(shè)計(jì)建設(shè)工作提供一些參考意見(jiàn)。

1 影響路橋設(shè)計(jì)中安全性和耐久性的主要原因

1.1 國(guó)家對(duì)路橋設(shè)計(jì)的總體規(guī)范還不完善

我國(guó)對(duì)路橋建設(shè)的約束行為是通過(guò)相關(guān)法律規(guī)定來(lái)完成的，這種方式雖然對(duì)路橋設(shè)計(jì)的安全性和耐久性起到了一定的規(guī)范作用，但是一旦路橋設(shè)計(jì)出現(xiàn)更新變化，路橋工程建設(shè)就會(huì)面臨無(wú)章可依的狀況。為了增強(qiáng)我國(guó)公路橋梁的使用年限和保障人民財(cái)產(chǎn)的安全性，在路橋設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須嚴(yán)格按照國(guó)家對(duì)路橋設(shè)計(jì)的要求與規(guī)范來(lái)執(zhí)行，但是我國(guó)的相關(guān)規(guī)范還不完善。這就要求我國(guó)的相關(guān)部門盡快出臺(tái)相關(guān)的明文規(guī)定和規(guī)范制度，使我國(guó)的橋梁設(shè)計(jì)工作有法可依，有章可循。

1.2 路橋設(shè)計(jì)方案中缺乏對(duì)安全性和耐久性的重視

路橋建設(shè)工程是完全按照設(shè)計(jì)圖紙來(lái)施工的，設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和完整性對(duì)路橋建設(shè)有重要的指導(dǎo)意義。但是有些設(shè)計(jì)人員為了謀求個(gè)人利益和經(jīng)濟(jì)利益，一心想著怎樣節(jié)約建筑資金，在對(duì)路橋工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)工程整體機(jī)構(gòu)沒(méi)有進(jìn)行合理科學(xué)的規(guī)劃。這就造成了路橋建設(shè)在設(shè)計(jì)方面存在很多不合理的問(wèn)題，為路橋設(shè)計(jì)的安全性和耐久性留下了隱患。如：幾年前發(fā)生的新建成不久的某大橋被一輛裝滿貨物的貨車給壓塌事件，專家分析就是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理的原因造成的。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理且足夠重視路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性，是不會(huì)出現(xiàn)這種事件的。

1.3 路橋建設(shè)過(guò)程中施工和管理不當(dāng)

近幾年，我國(guó)很多的公路橋梁出現(xiàn)了安全性和耐久性差的問(wèn)題，這些工程事故發(fā)生的很大一部分原因是施工不當(dāng)和管理腐敗所造成的。諸如短期內(nèi)發(fā)生的路橋突然坍塌和破壞事件，多是由于施工質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范的要求，典型的問(wèn)題就是材料強(qiáng)度達(dá)不到所要求規(guī)格和施工技術(shù)不合格等；也有的個(gè)別路橋建設(shè)工程中的材料質(zhì)量不合格，以次充好、偷工減料等嚴(yán)重的問(wèn)題，更是對(duì)路橋設(shè)計(jì)的安全和耐久性造成致命的損害。

1.4 對(duì)路橋建設(shè)中疲勞損傷的研究沒(méi)有足夠重視

很長(zhǎng)一段時(shí)間以來(lái)，我們對(duì)路橋設(shè)計(jì)中疲勞損傷的研究一直停留在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中。隨著路橋設(shè)計(jì)工程的快速發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)路橋疲勞損傷同樣存在著不可估量的影響。隨著科研人員對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)疲勞損傷研究精力投入的加大，現(xiàn)在在這方面也取得了一定的研究成果。由于路橋建設(shè)所使用的材料一般都不是均勻的和連續(xù)的，所以在結(jié)構(gòu)內(nèi)部一定存在著我們?nèi)庋鬯芸吹降娜毕荨Ｔ谝恍┖奢d的不斷作用下，這些缺陷會(huì)出現(xiàn)，不斷地嚴(yán)重，逐漸的形成疲勞損失，隨著時(shí)間的流逝會(huì)出現(xiàn)裂紋。如果對(duì)這些裂紋不夠重視，沒(méi)有及時(shí)采取措施，隨著時(shí)間的變化必然會(huì)引起路橋結(jié)構(gòu)的脆性斷裂。這些細(xì)小的影響往往不能被檢測(cè)到，不易察覺(jué)所以不會(huì)引起足夠的重視，必將引發(fā)不能想象的后果。

2 橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性問(wèn)題需要改進(jìn)和努力的方向

2.1 完善規(guī)章制度，規(guī)范管理和施工過(guò)程

為了使路橋建設(shè)在整個(gè)過(guò)程中，能夠有明確的規(guī)章可以參考，使中國(guó)的路橋能夠更加美好的發(fā)展。國(guó)家應(yīng)出臺(tái)較規(guī)范的政策和規(guī)章制度，如果路橋設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)都能遵照國(guó)家的規(guī)定來(lái)，就能減少一些路橋事故的發(fā)生，使我國(guó)路橋建設(shè)事業(yè)良好發(fā)展。

在路橋設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，管理者應(yīng)該嚴(yán)格管理，嚴(yán)防一些腐敗事件的發(fā)生，保證設(shè)計(jì)方案能夠客觀全面，材料質(zhì)量達(dá)標(biāo)，施工過(guò)程嚴(yán)格控制，使其路橋建設(shè)的整個(gè)過(guò)程能夠達(dá)標(biāo)完成質(zhì)量。

2.2 加強(qiáng)路橋設(shè)計(jì)中的耐久性問(wèn)題研究

對(duì)于路橋來(lái)講，所謂的耐久性問(wèn)題也就是路橋的使用壽命，路橋使用壽命的長(zhǎng)短直接影響到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。對(duì)于路橋的施工，施工過(guò)程中所使用的材料質(zhì)量問(wèn)題和施工的工藝問(wèn)題都會(huì)對(duì)路橋的耐久性有很大的影響。大量的事實(shí)研究證明，除了材料和施工對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的耐久性有影響之外，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的耐久性也有非常重要的影響。

一直以來(lái)，對(duì)于路橋的設(shè)計(jì)方面較重視整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，卻往往欠缺對(duì)細(xì)節(jié)方面的考慮，更加沒(méi)有把路橋的后期使用和維護(hù)問(wèn)題考慮進(jìn)來(lái)。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員要全方位的考慮問(wèn)題，多從施工和維護(hù)的角度出發(fā)，這樣更加有利于路橋的耐久性。

除了要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工階段的安全性、耐久性以及整體牢固性的要求外，還應(yīng)利用在使用過(guò)程中的檢測(cè)、維修和加固的新技術(shù)，對(duì)不同工程結(jié)構(gòu)的物體遇到的災(zāi)害、可接受的危險(xiǎn)水平和評(píng)估進(jìn)行研究，并提出了路橋設(shè)計(jì)耐久性的概念。路橋結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)要解決路橋的經(jīng)濟(jì)和合理使用年限的問(wèn)題。要解決路橋設(shè)計(jì)中的耐久性問(wèn)題是需要路橋設(shè)計(jì)、施工、管理和維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)共同努力協(xié)作完成的。

2.3 重視對(duì)路橋設(shè)計(jì)疲勞損傷的研究

一直以來(lái)，疲勞損傷被視為橋梁設(shè)計(jì)中的核心問(wèn)題，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)疲勞會(huì)逐步導(dǎo)致鋼材的開(kāi)裂，從而引發(fā)路橋的坍塌事件。近年來(lái)，我國(guó)關(guān)于路橋設(shè)計(jì)中疲勞損傷的研究正在逐步發(fā)展，取得了一定的成效。由于混凝土技術(shù)的發(fā)展，路橋設(shè)計(jì)中的疲勞損傷問(wèn)題得到了很好的控制，但是由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在使用的過(guò)程中受到腐蝕和人為的影響，其動(dòng)態(tài)性能和疲勞性研究的難度仍然存在很多問(wèn)題，這方面的許多問(wèn)題的研究迫切需要我們?nèi)ソ鉀Q，我們應(yīng)該加強(qiáng)路橋設(shè)計(jì)中疲勞損傷方面的研究。

2.4 加強(qiáng)路橋的超載問(wèn)題管理

公路橋梁出現(xiàn)超載情況主要有三種：1)超過(guò)使用年限的路橋負(fù)載運(yùn)營(yíng)；2)路橋上通行的車流量超過(guò)了原有的設(shè)計(jì)；3)車輛違規(guī)超載行駛。前兩種情況產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計(jì)中荷載的變化和交通量的增多；后一種情況是車輛的使用車違法超載所致，后兩種超載現(xiàn)象是我們道路交通運(yùn)輸中最為常見(jiàn)的路橋超載問(wèn)題。超載問(wèn)題可能引發(fā)路橋疲勞問(wèn)題。超載會(huì)使路橋疲勞應(yīng)力幅度增加、損傷加劇，更有甚者會(huì)引發(fā)結(jié)構(gòu)性破壞事故問(wèn)題。超載問(wèn)題造成路橋內(nèi)部不能恢復(fù)的損傷，使得路橋在正常承載下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，由此可能危害路橋的安全性和耐久性。

3 結(jié)語(yǔ)

路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，作為路橋建設(shè)工程中的工作人員，應(yīng)該全面考慮工程的各個(gè)方面，使路橋工程真正達(dá)到合理規(guī)范、經(jīng)濟(jì)、安全和耐久。隨著我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，路橋建設(shè)的數(shù)量和規(guī)模都在迅猛的擴(kuò)大，路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性對(duì)整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)和安全都有著重要的影響。目前，我國(guó)的路橋設(shè)計(jì)中還存在著很多問(wèn)題，但是只要我們不斷健全設(shè)計(jì)規(guī)范、完善設(shè)計(jì)方案、嚴(yán)格管理施工和健全新的設(shè)計(jì)理念，這樣可以在較大程度上保證路橋建設(shè)中的安全性和耐久性問(wèn)題，使得路橋工程的質(zhì)量得到很好的保證，促進(jìn)我國(guó)社會(huì)的和諧發(fā)展。

[1] 邱樹(shù)才.橋梁安全性、耐久性差的主要原因及改進(jìn)措施[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2009(11)：9-11.

[2] 路曉東．橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性[J]．交通世界(建養(yǎng)·機(jī)械)，2010(5)：98-100.

[3] 楊先義.淺析路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013(1)：56-57.

Research on safety and durability in road and bridge design

MU Jun-wei

(TaiyuanMunicipalEngineeringDesignInstitute,Taiyuan030002,China)

The paper points out the new requirements for the road and bridge design are the safety and the durability, which are meaningful for the safety of the road traffic in China, and indicates the improvement and effort direction from the main reasons which affect the safety and durability in the road and bridge design, so as to provide some reference for the construction of the safety and durability in the road and bridge construction in future.

road and bridge design, safety, durability

1009-6825(2014)07-0174-02

2013-12-07

穆俊偉(1968- )，男，工程師

U442

A