公路橋梁設計的安全性和耐久性研究

馬運朝 楊國民

（1 湖北交通職業技術學院， 湖北 武漢 430079；2 湖北交通職業技術學院， 湖北 武漢 430079）

0 引言

橋梁設計不合理是導致公路橋梁安全性和耐久性不達標的主要原因之一。而安全性和耐久性較差的橋梁往往會在達到使用年限之前出現諸多的問題，為了實現提高公路橋梁質量的目的，就必須加強對于安全性和耐久性的研究。

1 安全性及耐久性的影響因素

（一）設計因素

從我國公路橋梁的設計現狀來看，“重研究，輕實踐”的現象較為普遍，從而導致設計出的公路橋梁無法達到預期的使用標準。實踐經驗不僅僅是指設計橋梁的的工作經驗，還要包括在公路橋梁工程當中參與施工的經驗。只有當設計人員積攢下充足的經驗之后，才能逐步提高自身的設計水平，確保所設計出的公路橋梁能夠達到預期的安全性和耐久性。但在實際當中，部分設計人員過于重視對于理論數據的研究，片面重視橋梁結構強度的計算標準，并不會在設計的過程中考慮到客觀因素對公路橋梁質量的影響。此外，有的設計人員并不會在開展設計工作時考慮公路橋梁的綜合性能，過于重視公路橋梁的某種指標，從而導致其他指標無法達到基本標準。當公路橋梁在設計方面存在問題時，其存在的問題會在施工及投入使用后無限擴大，最終造成嚴重的經濟損失和不良的社會影響。

（二）施工因素

施工因素對于公路橋梁的安全性及耐久性影響主要體現在以下幾個方面：一是施工單位的技術水平不足，施工單位無法充分體現公路橋梁設計原理，從而導致公路橋梁的實際情況與設計方案有著較大的差異性。二是技術應用存在不規范性。導致出現技術應用不規范的主要原因在于施工人員的技術能力不足和施工現場的監理力度不足，常見的不規范操作包括混凝土配合比例不當、預應力鋼筋張拉不足等。根據相關統計顯示，施工因素是導致公路橋梁安全性下降的主要原因。此外，個別施工單位會為了自身的經濟效益，而在建設公路橋梁工程時選擇一些質量較差的施工材料，從而導致建成后的公路橋梁出現質量問題。

2 提高公路橋梁設計安全性和耐久性的措施

（一）轉變設計理念

設計理念是公路橋梁設計工作開展的主要依據。現階段我國的公路橋梁設計理念存在諸多的弊端，且與歐美等國相比具有一定的滯后性。為了實現對于設計理念的完善和轉變，就必須加強理論研究，積極吸收國內外先進的設計理念，并結合公路橋梁工程的實際情況對其進行適當的調整，如公路橋梁所在位置的地勢情況、氣候情況等，確保所應用的設計理念具有較強的實用價值。需要注意的是，公路橋梁的設計理念必須從實用性和經濟性兩個角度出發，要在確保公路橋梁質量的基礎上，不斷對建設成本進行控制。

（二）重視施工材料的選擇

在開展公路橋梁設計工作時，設計人員必須充分考慮施工材料對于公路橋梁安全性和耐久性的影響。一般情況下，我國的公路橋梁多數會以鋼筋混凝土材料為主，少數公路橋梁則會選擇碳纖維混凝土材料。無論是選擇何種的施工材料，必須確保材料的質量能夠達到預期的強度標準，并根據公路橋梁所在位置的氣候變化情況對混凝土比例進行選擇。

（三）重視橋梁結構的科學性

公路橋梁的結構組成會影響到整體的可靠性以及使用壽命，因而設計人員必須充分認識到橋梁結構的重要作用，并在設計橋梁結構時始終遵循科學的基本要求。首先，設計人員需要根據橋梁的設計標準以及施工現場的情況進行深入的分析研究，最終選擇具有適用性的橋梁結構。我國的公路橋梁結構類型主要分為兩類：一是大跨度橋梁。顧名思義，大跨度橋梁具有跨度較高的特點，其施工難度較高，施工周期較長，資金投入較大，應用頻率相對較低。二是標準跨度橋梁。標準跨度橋梁是我國交通網絡中應用最多的橋梁結構形式，國內對于標準跨度橋梁的研究較多，施工經驗豐富，基本已經形成了系統的設計體系。不同的橋梁結構類型的設計要求及設計重點也存在較大的差異性，但影響橋梁結構的因素卻基本相同。

（四）重視超載現象

超載現象對于公路橋梁的危害較大，盡管我國的交通部門出臺了多種措施對超載現象進行控制，但卻無法從根本上避免超載現象的出現。由于我國國土遼闊，交通網絡復雜，公路橋梁的數量較多，僅僅依靠交通部門及公路橋梁管理部門是遠遠無法達到控制超載現象出現的目的。因此，相關部門必須加強對于超載現象危害性的宣傳工作，讓廣大人民群眾意識到超載現象對于公路橋梁的危害性。從實際情況來看，常見的超載現象主要包括以下幾種：一是公路橋梁的實際荷載能力超過了預期的荷載能力。導致這種現象出現的主要原因在于設計及施工環節，從而使得公路橋梁的荷載能力沒有達到預期的設計標準，且橋梁管理部門無法及時發現這種狀況，所以導致公路橋梁長期處在超負荷運轉的狀態。二是車輛超載。車輛超載指的是部分通過公路橋梁的車輛存在超載問題。一般情況下，車輛超載只要能夠低于公路橋梁的荷載量，對橋梁的質量及壽命的影響較小。但在車流量密集的時間段，車輛超載對于公路橋梁的負面影響也會隨著荷載量的提高而上升。例如：2010年8月8日，一輛超載貨車在通過廣東省陽山青蓮公路橋時，由于其自身質量超過了公路橋梁的路面承載量，導致橋梁路面出現了大面積塌陷的情況。這種情況不僅僅危害到了人民群眾的人身安全和財產安全，更會導致交通擁堵現象的發生，給人民群眾的出行造成極大的不便。三是橋梁的荷載能力下降。當公路橋梁的使用時間較長時或者長期處在超負荷運轉的狀態時，橋梁的荷載能力會隨之下降。

（五）提高對于耐久性設計的重視程度

忽視耐久性設計，重視結構強度是我國公路橋梁設計工作中的一種現狀。此外，當公路橋梁竣工之后，工程的驗收部門及質量檢驗部門也會將橋梁結構強度作為主要的檢查方向。橋梁在投入使用之后，對于結構強度的檢修和維護工作也是重點。由此可見，忽視耐久性的情況從設計環節一直延續到了養護環節，這也在無形之中降低了橋梁的使用壽命。

（六）重視客觀因素對安全性和耐久性的影響

客觀因素指的是除設計和施工因素之外的其他因素，如自然降水、大風、銹蝕現象、汽車附加橋梁的應力等。外界因素對于橋梁的影響存在隱蔽性和輕微性的特點，雖然并不會直接危害橋梁質量，但卻會持續對橋梁造成傷害，并致使橋梁性能下降。因此，在設計公路橋梁時，設計人員必須充分考慮外界因素對于橋梁安全性和耐久性的影響，不能僅僅依靠橋梁的設計要求作為主要的設計標準和依據，并在條件允許的情況下適當添加防護體系，降低客觀因素對于公路橋梁的危害。

3 結語

綜合來看，公路橋梁設計工作必須始終圍繞安全性和耐久性，綜合分析全部的影響因素，從客觀角度對設計方案作出正確的評價。此外，設計人員還應當在設計方案中標注施工的重點難點，確保不會出現違規施工或者不規范施工的現象。