基礎物理學對于提高公路橋梁建設的應用研究

何雨興

（渭南高級中學，陜西 西安 714000）

1 基礎物理學應用概述

物理學作為現今社會建設中極其重要的組成部分，在各行各業中充當著理論支撐的作用。尤其是物理在學習過程中已經不是單獨存在的個體，物理與其他學科的結合更為常見，比如物理化學、物理生物等。物理作為基礎學科，主要包括了物理力學、物理電學、物理波、物理振動、物理光學、相對論等方面。其中，各個方面相互貫通，為建筑行業提供了理論基礎，尤其在力學領域，在公路橋梁等建筑的建造、分析、檢測等方面擔當了極其重要的角色。物理結合化學進行的失效分析是目前社會中預測機械零件、公共建筑壽命的主要方法。結合基礎物理中的受力分析以及氣體流動力學，化學中的腐蝕、侵蝕等方面分析，可以更加全面、精確地評估設備的疲勞程度。物理作為基礎學科，在生活中占據著極為重要的位置。

2 公路橋梁建設存在的風險

隨著經濟的不斷發展，汽車保有量不斷升高。公路橋梁的穩固性建設及后期的護理與檢測成了人們極為關注的問題。在交通運輸之中，隨著物流流通的不斷發展，對我國公路橋梁的質量要求更加嚴格。我國公路橋梁在其投入使用后，其穩固性、持久性、應力承受能力隨著使用率的提高而不斷降低，加之氣候環境條件的不斷變化，導致其疲勞壽命不斷縮短，導致我國公路橋梁破損時有發生，對人們出行、物流運輸造成了巨大的影響。在公路橋梁中，伸縮縫的設置尤其重要。對于公路橋梁的銜接處，存在熱脹冷縮效應、交通物流在行駛過程中的載荷對其產生的應力作用，這都會導致伸縮縫的變化。伸縮縫的變化會引起橋梁結構的變化，降低公路橋梁建筑中的物理性能，最終造成公路橋梁路面的變形。

3 公路橋梁建設的性能分析檢測

公路橋梁的檢測一般包括公路橋梁建筑用材的質量檢測，包括材料的強度、密度、硬度、耐蝕性的檢測。同時，還包括公路橋梁建筑的整體性結構分析，包括結構的穩定性、使用的持久性等。對于公路而言，主要包括路面的承載能力檢測、抗磨損能力檢測、膨脹系數檢測等方面。而對于橋梁建設而言，還需要關注防洪能力，在河水、海水浸泡下材料的強度、硬度、膨脹系數等數據的監測，以及在建筑方面對橋梁結構的檢測，比如鋼筋的穩定性，確保橋梁結構的形變在安全范圍內。同時，還需要關注的是隨著載荷的增加與使用時間的推移，對橋面的承載能力與疲勞程度的檢測，提供及時的修護。更加重要的是，對于安置伸縮縫的檢測，由于伸縮縫同時受到應力與溫度多方面的影響，所以，對伸縮縫的監測有助于降低風險系數。

4 基礎物理學對公路橋梁的理論支持

基礎物理學中的力學是公路橋梁建筑的理論核心。在載荷不斷增加的情況下，應力不斷升高，尤其是伸縮縫隙上的應力會對公路橋梁的結構起到關鍵性的破壞。應注意的是，地殼的不斷運動涉及到物理學中的振動理論。材料內部分子結構也在無止盡地進行振動運動。材料分子的振動受到多方面因素的影響，其中，最為重要的還是應力與溫度的影響。表現在宏觀表面就是隨著時間的不斷推移、使用量的積累，路面與橋面會產生緩慢的形變，積累至疲勞點后，隨著外界壓力的不斷增加，導致路面的損壞以及橋梁結構的坍塌。因此，基于以上提到的安全性檢測原理，就是利用物理學中力學、熱力學、粒子振動原理等物理原理配合化學原理進行的預防手段。而考慮到公路橋梁的建設均使用混凝土材料，對于材料的物理性能分析也是極其重要的方面，材料的強度、硬度、耐磨性、抗壓能力等系數的確定依舊為結構的建設提供了重要的理論依據。力矩同時也是需要考慮的要素之一，裂縫的形成一方面是由于載荷的積累；另一方面，材料內部受到的力矩、內部拉應力、壓應力也是變形原因。這些理論分析為尋找檢測預防的方法提供了依據。

5 檢測與預防方法

由于公路橋梁的使用過程中存在著諸多的風險因素，因此，對于其材料、結構的檢測意義重大。但針對于現今的檢測方法仍舊使用著較為傳統的檢測方法。微損傷及無損傷檢測技術正在大力發展之中，由于在巨大的載荷之下，任何損傷對于其應力集中都會造成影響，導致裂縫的生成。對于橋梁而言，基于結構受力分析入手，通過設計加固其結構。對于公路橋梁而言，合適的伸縮縫設置也是預防風險的強有力手段。對于材料混凝土混合比例的選擇，物理性能的實時監測是我們應著重關注的一方面。考慮到內部應力作用，還需要進行力矩的計算，以便于進行合理加固設計。綜合以上方面的考量，基礎物理學對建筑業的理論支持重要性不言而喻。

6 結束語

在社會高速發展的時代，人們對交通公共建筑的質量要求不斷提高。而考慮到建筑業中存在的物理相關問題，對降低建筑風險存在著巨大的影響。基于基礎物理學中，振動、摩擦、應力等問題的理論分析，為建筑的設計提供了理論支持。基礎物理學不僅僅在設計方面起到了一定的作用，還在伸縮縫的合理安置、性能檢測、預防手段的設計中都起到了重要的作用。公路橋梁作為交通運輸重要途徑，其風險的降低會給人們的社會生活帶來莫大的福音。

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