公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性探究

李佳賢

摘要：當(dāng)前狀況下，公路橋梁設(shè)計(jì)在針對(duì)安全性以及耐久性方面的要求，是最終衡量整個(gè)設(shè)計(jì)工程質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)，在不斷的發(fā)展過(guò)程當(dāng)中，這兩方面的要求也逐漸地發(fā)展成為開(kāi)展公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中的一個(gè)十分關(guān)鍵的控制點(diǎn)。所以本文重點(diǎn)針對(duì)目前公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中突出強(qiáng)調(diào)的安全性以及耐久性方面的問(wèn)題進(jìn)行論述，首先分析了其耐久性以及安全性不足所帶來(lái)的后果，然后分析了其形成的原因，最終就相關(guān)問(wèn)題的存在提出了相應(yīng)的解決對(duì)策。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；安全性；耐久性

中圖分類(lèi)號(hào)：U442.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2018）07-0117-02

Abstract： under the current situation， the design of road and bridge is an important standard for the final measure of the quality of the whole design project. In the process of continuous development， the requirements of these two aspects have gradually developed into one of the key points in the process of the design of highway bridges. Control point. Therefore， this paper focuses on the problems of safety and durability highlighted in the process of highway bridge design. First， it analyzes the consequences of its durability and lack of safety， then analyzes the causes of its formation， and finally puts forward the corresponding solutions to the existence of related problems.

Key words： Road and bridge； safety； durability

引言：

我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路橋梁建設(shè)取得了巨大的成就，但從目前的情況在中國(guó)公路橋梁的建設(shè)，公路橋梁的安全性和耐久性仍然有一定的問(wèn)題，一些高速公路梁重建是很常見(jiàn)的，強(qiáng)化和維護(hù)工程，公路橋梁設(shè)計(jì)中存在的這些問(wèn)題，提出了有關(guān)安全性和耐久性的新問(wèn)題。當(dāng)前中國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)中，安全性和耐久性，很多只是停留在概念的基礎(chǔ)上，提出了公路橋梁使用年限并提出具體要求，沒(méi)有公路大橋耐久性和特殊的設(shè)計(jì)要求，這也直接導(dǎo)致當(dāng)前我國(guó)公路橋梁的安全性和耐久性問(wèn)題。

1 我國(guó)公路橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性的現(xiàn)狀

目前我國(guó)公路橋梁的設(shè)計(jì)在公路橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中有明顯的趨勢(shì)，考慮橋梁的強(qiáng)度，考慮橋梁的耐久性相對(duì)較?。桓叨戎匾晿蛄旱臉O限強(qiáng)度，橋梁的使用極限，沒(méi)有具體的設(shè)計(jì)要求，橋梁和公路橋梁的使用極限是生命周期中最重要的部分；重點(diǎn)論述了公路橋梁結(jié)構(gòu)的建設(shè)，對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)的維護(hù)是不夠的。這些公路橋梁的設(shè)計(jì)中普遍存在的趨勢(shì)使得當(dāng)前公路大橋工程事故經(jīng)常發(fā)生，橋梁的整體性能一般不高，公路橋梁整體使用壽命短等問(wèn)題，它不僅與當(dāng)前國(guó)際公路橋梁的安全性和耐久性不斷重視實(shí)際，相比之下，還能對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大的安全隱患，與此同時(shí)，公路橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)和綜合經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與需求背道而馳。近年來(lái)，我國(guó)發(fā)生了許多高速公路橋梁安全和耐久性事故，給人們的生活帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和生命威脅。

2 橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問(wèn)題

2.1橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性差的原因分析

2.1.1方案設(shè)計(jì)不合理

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是經(jīng)濟(jì)合理結(jié)構(gòu)方案選擇的首要任務(wù)，其次是結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)件與連接的設(shè)計(jì)，以及接入規(guī)則或可靠性指標(biāo)的安全系數(shù)，以確保結(jié)構(gòu)的安全性。在橋梁設(shè)計(jì)中，然而，許多設(shè)計(jì)師往往只滿足于規(guī)范的安全結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算，而忽略結(jié)構(gòu)體系，結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)耐久性，而且經(jīng)常發(fā)生設(shè)計(jì)、建設(shè)和使用人為錯(cuò)誤等，要加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全。

2.1.2設(shè)計(jì)理論不夠完善

在國(guó)內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到強(qiáng)度，耐久性較低；強(qiáng)調(diào)極限狀態(tài)，不注意極限狀態(tài)的使用，整個(gè)生命周期中最重要的結(jié)構(gòu)是使用性能；注意結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，不注意結(jié)構(gòu)的維護(hù)。事實(shí)上，在目前的橋梁設(shè)計(jì)中，耐久性是更關(guān)注的一個(gè)概念。在使用期間沒(méi)有特定的要求。沒(méi)有特殊的耐久性設(shè)計(jì)。

2.2提高公路橋梁安全性和耐久性的設(shè)計(jì)方法

2.2.1 滿足結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求，重視橋梁的耐久性方案設(shè)計(jì)。提高混凝土自身的耐久性是解決橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的前提和基礎(chǔ)。除此之外，要從結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的角度及如何以設(shè)計(jì)和施工人員易于接受和操作的方式來(lái)改善橋梁耐久性。

2.2.2 鋼筋混凝土保護(hù)層厚度，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)加固，防止和控制混凝土裂縫。鋼筋混凝土保護(hù)層厚度是防止鋼筋銹蝕、提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的最重要措施之一。控制混凝土裂縫，除正常使用極限狀態(tài)外，根據(jù)規(guī)范控制裂縫的要求，更重要的是采取結(jié)構(gòu)措施，控制混凝土施工和使用非工作裂縫的過(guò)程。

2.2.3 加強(qiáng)橋面鋪裝層的防水設(shè)計(jì)。橋面鋪裝層應(yīng)采用C30及以上的混凝土，混凝土鋪裝層應(yīng)采用鋼網(wǎng)，以防止混凝土開(kāi)裂。復(fù)合纖維增強(qiáng)混凝土和混凝土摻入水泥基可滲透結(jié)晶材料，具有較好的防水效果。橋面鋪裝的屋頂應(yīng)配備防水層，尤其是連續(xù)梁（或懸臂梁）的負(fù)彎矩部分，應(yīng)多注意防水層的設(shè)計(jì)。此外。此外，還應(yīng)加強(qiáng)排水管道的設(shè)計(jì)。應(yīng)特別注意排水管周?chē)氖┕ぜ?xì)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)伸縮縫的排水設(shè)計(jì)，防止水從伸縮縫滲漏到橫梁上。

2.2.4 充分重視橋梁的超載問(wèn)題。橋的超載可能引起疲勞問(wèn)題。超載會(huì)增加橋梁的疲勞應(yīng)力，加重橋梁的損傷，甚至引起超載引起的結(jié)構(gòu)損傷事故。由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷，無(wú)法恢復(fù)，將使橋梁在正常負(fù)荷變化下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而危及橋梁的安全與耐久性。

3 解決措施

3.1 應(yīng)該更加重視結(jié)構(gòu)的耐久性問(wèn)題

橋梁在施工和使用過(guò)程中，會(huì)受到環(huán)境的影響，有害化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，并承擔(dān)車(chē)輛、風(fēng)、地震、疲勞、過(guò)載，以及人為因素等外部效應(yīng)，利用橋梁的材料性能同時(shí)還可以不斷退化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)部分不同程度的破壞和退化。應(yīng)該指出的是，許多這些問(wèn)題都與缺乏合理的耐久性設(shè)計(jì)有關(guān)，這也鼓勵(lì)人們重新認(rèn)識(shí)橋梁的耐久性。除了建筑和材料的原因，大量的案例也證明了結(jié)構(gòu)耐久性的決定因素是結(jié)構(gòu)缺陷。

3.2 重視對(duì)疲勞損傷的研究

車(chē)輛荷載和風(fēng)荷載的橋梁結(jié)構(gòu)是動(dòng)荷載，會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)和應(yīng)力的循環(huán)變化，不僅會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于材料采用的不均勻、連續(xù)的橋梁，實(shí)際上存在許多小缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些小缺陷會(huì)逐漸發(fā)展，合并形成損傷，逐漸形成材料的宏觀裂縫。疲勞損傷的研究不僅涉及整個(gè)結(jié)構(gòu)，而且往往是由于橋梁結(jié)構(gòu)局部疲勞破壞引起的局部疲勞破壞，如斜拉橋和錨索的疲勞破壞等。

3.3 充分重視橋梁的超載問(wèn)題

根據(jù)相關(guān)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示：在電機(jī)過(guò)載的現(xiàn)狀下，形成原因主要包括以下二個(gè)方面：一方面，是指舊橋的早期建設(shè)面臨超齡負(fù)荷運(yùn)行的發(fā)展現(xiàn)狀；第二方面是指橋梁遠(yuǎn)比原設(shè)計(jì)多，沒(méi)有相關(guān)部門(mén)的注意和控制。但從另一個(gè)角度來(lái)看，橋梁設(shè)計(jì)中橋梁超載的存在也會(huì)使相應(yīng)的疲勞應(yīng)力幅值變得更大，甚至?xí)?dǎo)致一些因超載而導(dǎo)致的一系列結(jié)構(gòu)破壞事故。

4 結(jié)語(yǔ)：

總之，橋梁在橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性已成為橋梁設(shè)計(jì)中需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，因此，橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)在國(guó)內(nèi)外取得較為成功的借鑒和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在現(xiàn)有的條件下，國(guó)內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì)除了一方面，考慮投資整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)的建設(shè)成本，另一方面也注重整個(gè)橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮，只有這樣，我們才能從根本上保證實(shí)現(xiàn)其耐用性和安全設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

[1]苗成濤. 從設(shè)計(jì)角度增強(qiáng)公路橋梁安全性的探討[J]. 中華民居. 2011（03）

[2]劉建梅. 關(guān)于公路橋梁設(shè)計(jì)施工中的安全性思考[J]. 科技風(fēng). 2008（05）

[3]嚴(yán)慧忠，婁政. 關(guān)于公路橋梁設(shè)計(jì)施工中的安全性思考[J]. 科技信息. 2009（09）