公路橋梁設計的安全性和耐久性問題探討

摘要：公路橋梁與社會生產和人們的生活息息相關，公路橋梁的質量問題受到了人們的重視。道路橋梁的設計階段是質量的前提與保證，基于此，文章主要對公路橋梁設計的安全性和耐久性問題進行探討，以供參考。

關鍵詞：公路橋梁；設計；安全性；耐久性

公路橋梁的建設對于我國的經濟建設起到了至關重要的作用，所以公路橋梁的質量是一項關乎經濟建設的基礎和重要的工作，要設計出質量上乘的橋梁就要對設計中的關鍵問題進行全面的考慮，如橋梁的耐久性，安全性等等一系列問題。而我國的公路橋梁設計中不乏豆腐渣工程和粗制濫造的案例，這些案例往往是在公路橋梁設計中就產生了設計缺陷。要想從根本上把握好橋梁結構的質量，就要對公路橋梁設計中的關鍵問題做到事無巨細，反復校對，降低合理的誤差范圍減少到最小，這樣設計出的橋梁才能為我國的經濟發展做出應有的貢獻。

1.公路橋梁設計的現狀

經濟快速發展的同時也帶動了交通事業的發展。道路橋梁工程在這樣的社會條件之下迅速增多。在設計之初很多的設計方案也是達到了相關的要求，但是隨著道路橋梁使用時間的增加，大量的質量問題隨之涌現，經常出現的質量問題主要包括因為超重造成的道路橋梁的裂縫問題，因為地基的強度不夠造成的沉降以及其他的常見的道路橋梁的質量問題。縱然在設計階段很多的設計方案都是達標的，但是存在很多的安全隱患。在設計之初應該考慮到使用的過程中的各種情況，以現實的使用情況為基礎采用合適的原材料以及結構等。所以這就需要相關的道路橋梁的工作人員加強自身的專業素質，通過專業的判斷，在保證滿足法律法規要求的基礎之上，結合使用的真實環境的情況，對道路橋梁進行設計。

2.提高公路橋梁設計安全性和耐久性的措施

2.1優化道路橋梁的設計方案

道路橋梁的設計與傳統的設計存在很多的不同之處。因為道路橋梁是存在于客觀的環境之中的，在設計之前應該對于建設道路橋梁的環境進行考察，在準確研究環境之后，再根據環境進行道路橋梁的設計。道路橋梁的設計不僅僅在環境方面在材料的使用，結構的設計方面都應該仔細琢磨。在滿足各種條件之后，在保證質量的前提下，應該盡量延長道路橋梁的使用年限。

2.2提高設計人員的專業素質

道路橋梁與人們的生活息息相關，他不僅僅影響著人們的生活質量更是關系著人們的出行安全，所以加強道路橋梁的質量是必須的。首先應該加強設計人員的專業素質。加強道路橋梁設計人員的意識，使他們深刻的認識到道路橋梁質量的重要性。其次應該應該加強設計人員的專業素質，自覺提升自身的專業知識水平與能力水平，積極學習、善于更新自己的知識結構，具備積極創新理念，善于統籌兼顧、全面考慮，在道路橋梁建設的過程中節省成本是可以接受的，但是應該在保證質量的前提之下進行。

2.3隔震設計

（1）設計隔震裝置。對隔震裝置和其他構件進行設計是橋梁隔震設計的主要方面。設計隔震裝置是隔震設計的關鍵和核心。目前，采用較多的隔震設計是彈性反應譜設計方法。彈性反應譜法在不同國家具有不同規范，其主要區別是計算公式，這些公式主要計算隔震裝置的等效阻尼和等效剛度。由于橋梁的地震響應與隔震裝置振幅存在必然聯系，所以在計算時需要考慮隔震裝置的最大振幅。針對不規則或結構復雜的橋梁則使用時程分析方法。時程法隔震設計需要考慮應用彈性裝置的范圍，計算彈性性能，確保彈性裝置設置合理。

（2）設計附屬結構。設計橋梁附屬構造同樣在橋梁設計中發揮重要作用。橋梁附屬構造的構件包括防落梁裝置、伸縮縫、限位裝置等，通過分析多種地震危害和時程分析，發現附屬構造中的細部構造對橋梁結構的隔震效果和動力響應具有重要影響。但是目前大多數設計人員并沒有充分認識到細部構造設計的重要性；此外，在計算橋梁結構的地震響應時，計算附屬結構動力響應的方法較為復雜，所以設計人員并不重視細部構造設計。設計橋梁的細部構造必須保證其連續性良好。

2.4抗載荷能力設計

隨著我國經濟建設的大幅度提高，各個地區的運輸能力也在不斷發展，各種運輸工具越來越多，而且在向著更大，更重，載重能力更強的方向發展，設想一下，在跨河橋梁上成群結隊的車輛全部擁擠在橋面上行駛，這對于橋梁的結構堅實度是一項巨大的考驗，所以在橋梁抗高負荷承載的情況下，就需要設計者對于橋梁目前和未來所要面臨的載荷能力能高瞻遠矚，應用合理的結構來應對這一情況，而且可以在橋梁設計中的關鍵部位添加相應的減震裝置，如粘滯阻尼器，可以通過氣彈性部件有效的減少橋梁震動時產生的能量，以減少對橋梁主體的損害；鉛芯橡膠支座，可以有效減少支座的硬性撞擊，通過有著良好力學性能的鉛芯和橡膠的配合，就可以達到這樣的效果。總之，在抗重載荷情況下，橋梁的結構設計需要提前預估和計算出將要面對的負載情況，并且利用緩沖部件來直接降低重載荷所引起的橋梁壓力過大。

2.5耐久性設計

（1）在橋梁結構設計選型的的合理性，也是決定橋梁使用壽命的重要問題，由于每座橋梁在建設的地點是不同的，橋梁所面臨的是不同的氣候、不同的地質、不同通行狀況，所以綜合多方面的因素考慮橋梁的結構設計適合符合當地的客觀因素條件，來選擇設計結構合理的橋梁。橋梁的設計方案要進行仔細地對比分析，在滿足其耐久性設計原則的基礎上，考慮其使用性能、美觀程度、經濟成本等因素，這樣綜合考量之后，篩選出最合適的設計方案，從而確保其質量過關。橋梁的耐久性設計需要綜合性多方面因素考慮，設計標準應盡量向更為先進的世界級標準看齊，不應當只停留或滿足于在現有的技術標準，要隨著越發嚴苛的使用環境進而進一步制定滿足當下或未來的技術規格標準。

（2）在設計過程中一定要選用具有防腐作用的鋼筋，因為在實際施工過程中，經常會發生鋼筋腐蝕的現象，所以對鋼筋的構造、材質的選用上，必須做到認真、細致。也可以在混凝土中摻入鋼筋阻銹劑，通過此種方法來延緩鋼筋腐蝕破壞，不僅在時間上有效控制腐蝕，而且及時有效地延緩了其遭受腐蝕的速度。

（3）鋼筋配筋率及截面尺寸。混凝土橋梁結構比較重，設計時為了提高承載能力，一般采用較小的構件截面尺寸、較密的鋼筋配筋率，結果給混凝土澆筑帶來困難，不易振搗，集料分布不均，密實度達不到規定的要求，影響混凝土的耐久性，為病害的發生留下隱患。因此設計時一定要根據構件承重的要求選擇合理的截面尺寸，并結合采用的集料最大粒徑選擇合理的鋼筋配筋率。

（4）保護層厚度。一定要注意混凝土的結構耐久性的規定要求，在設計時注意控制其混凝土最小保護層厚度，使預應力管道與鋼筋存在一定的距離，為混凝土的振搗做好基礎準備，同時對于所采用的水灰比要仔細分析檢查，保證其適用性，以達到增強混凝土自身密實度和抗損壞能力的要求。

3.結語

總而言之，道路橋梁的設計需要遵循環境原則，根據地質條件的不同進行相應的調整，同時還要綜合考慮橋梁結構的安全性和行車的舒適性以及經濟效益，充分發掘在橋梁設計過程中可能忽視的細節問題，進而提升高速道路橋梁設計水平。

參考文獻：

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