公路橋梁設計安全性及耐久性分析

尹新元

摘 要：近年來，城鎮化進程的加快，我國的各類工程建設數量也在不斷增加。目前我國的公路橋梁建設發展給人們的生活帶來了便利以及生活質量的提高，同時人們生活質量的提高也對公路橋梁建設提出了更高的要求，特別是對公路橋梁的設計予以了高度的重視，設計中的這兩方面問題，在施工前確保設計合理、科學，是對后期施工的質量的有效保障。本文就公路橋梁設計安全性及耐久性展開探討。

關鍵詞：公路橋梁設計;安全性;耐久性

公路工程規模的擴大，離不開公路橋梁設計安全性及耐久性提出了更高標準。相較于公路橋梁工程而言，應對工程質量引起重視，特別是工程總體與部分框架，以保證公路橋梁的安全性和耐久性。

一、橋梁安全性、耐久性問題的危害

在現階段，我國大多數建筑橋梁工程都具有建設規模較大，工程量多，工程較復雜等特點，所以建造的成本花費也較大，應用技術較為復雜多樣。如果在工程中不考慮安全性和耐久性的問題，那么就會產生一系列的后期維護費用，對社會產生巨大的影響。據一些數據資料表明：如果橋梁建筑的設計不考慮安全性與耐久性的問題，那么就會給后期維護帶來沉重的負擔，給工程帶來經濟損失。比如在20世紀80年代，當時的英國修建了11座高架橋，橋梁使用的時間為12年，但在這12年里，橋梁的維護費用竟然達到了12億英鎊，甚至高出了當時橋梁建設的費用。在我國的橋梁工程建設中，也有這樣的例子，北京的西直門環形大橋在建造時就忽略了一定安全性問題，所以產生了較多的修理費用。雖然西直門大橋的建立減輕了北京西直門的交通壓力，但是在拆除重建時發現橋梁的結構存在一定問題，比如遭受到嚴重的凍害，而且支撐橋梁的支座已經失修老化了，支座的承臺遭到了嚴重破壞。以上還是比較輕的工程危害，但是據工程安全事故說明的數據嚴重的工程安全事故時有發生，而且發生事故有80%的概率都是人為操作不當引起的，使用時間較長的橋梁，如果人員不進行定期檢查與維護，那么將會產生較為嚴重的工程事故和交通事故。比如在近幾年，發生了幾起大橋崩塌的事故，2007年，廣州一艘游船將大橋撞塌，造成橋面崩塌，橋梁修復的費用將近1.5億，橋梁的修復時間為兩年，而且修復過程極為復雜，因為在修復過程中會遇到一些偶然因素，這些偶然因素具有不可預見性，遠比建造一座橋梁復雜得多，在修復過程中，聘請了一些國內外具有高超技術經驗的專家，根據工程實際情況和設計方案，反復思、反復分析，不斷對每個細節斟酌和優化，并論證。如果不注意橋梁設計中的安全性和耐久性，那么在橋梁使用過程中會問題頻發，要不斷地進行修復工作，甚至是拆除工程，不僅會給周圍的居民帶來嚴重的影響，還會給工程單位的聲譽帶來危害，不利于工程企業的發展。

二、橋梁設計安全性、耐久性存在的問題

（一）設計結構不完善

相關設計人員對于公路橋梁設計的重要性缺乏認識，缺乏最新的相關專業知識體系，對設計規范缺乏關注，只追求工期的盡快完成，造成了其設計的理念無法適應時代發展的需要，例如，對于新的公路橋梁設計規范不了解，只為迎合施工方的要求，相應的設計理念落后，造成了一些不切實際的設計，安全性和耐久性在設計中被忽略，導致設計最后無法滿足社會的需求。

（二）施工管理水平不高

相關工程單位在施工時會對一些工程環節簡化，對進度和成本進行壓縮，使工程盡快完工，這樣可以減少資金投入，但如果都這樣做，會使施工期間的標準規章難以落實，降低一定的施工質量標準，導致橋梁的質量變差，在施工過程中，通常比較容易出現的問題包括材料質量不達標，工藝不合規范，以劣充優，人員偷工減料，這都會給橋梁后期的工作埋下安全隱患。

三、解決橋梁設計中安全性和耐久性問題的對策

（一）設計過程中科學使用材料

在橋梁的安全性和穩定性中，最為重要的就是混凝土的使用。混凝土分很多種，在工程當中分別以不同的特性發揮不同的效果，對于公路橋梁的施工，多以選用高性能混凝土為主。綠色高性能混凝土的概念是由吳中偉院士提出，與傳統混凝土相比，高性能混凝土更加高效，性能也比較突出，而在其中融入綠色的概念，就成為了更加被時代所接受的綠色高性能混凝土。混凝土的發展一直是人們所關注的重點之一，因其作為人們生活中經常接觸的建筑材料，人們除卻關注其耐久力，是否能夠足夠支撐橋梁，更加關注其環保性能，現今人們更加注重身體健康和生態保護，對于材料的要求也逐步提高，傳統混凝土中的水泥生產過程需要高溫煅燒硅質原料和鈣質原料，生產過程復雜，對于資源消耗巨大，并且伴有噪音，如果采用綠色高性能混凝土，其生產過程采用無熟料水泥或是免燒水泥，降低能源消耗的同時節約了成本，并且減少了大部分噪音。

（二）選擇合理的設計方案

合理的設計方案是保證橋梁工程耐久性和安全性的基礎和前提，所以選擇一個合理和結構設計方案十分重要，尤其是一些結構比較復雜的橋梁工程，比如大跨度橋，結構較為復雜，可控因素也較多，對于標準跨度的橋，需要根據相應標準，具有較低的成本花費，所以標準跨度的橋梁應用更加廣泛。

（三）設計理論體系和構造構造體系的完善

在目前的設計工作中，缺乏完善的結構構造體系和設計理論，設計問題也就因為良好的理論依據的缺乏而時常發生。因此，為了使其設計工作有可靠的依據，必須對其結構構造體系以及設計理論體系予以不斷地完善。主要可以從幾個方面開始：對相關的理論體系進行評估，對理論體系中所存在的問題進行不斷地改善，其中所運用的安全系數、強度計算公式以及失效應力等等在設計中加強正確的應用，使計算工作在設計中更加的準確有效;在設計過程中，要對公路橋梁的整體性、延展性以及冗余性進行充分的考慮，以設計中適當地保留一定的余量，可以有效地就應對應力過大以及變形的防治等問題。

（四）注重耐久性

橋梁一經架構，其耐久程度就應當能夠承擔長期風吹雨打的侵蝕，以及大量交通工具所形成的壓力，所以在進行橋梁的設計當中，應當提高對于耐久性的認識。一些大型橋梁的架構，往往跨度較長，而且對于使用壽命的要求較高，一旦由于設計方案存在不合理性，那么再好的材料也不能抵擋結構的不穩定性，所以在設計的過程中，應當結合當地的地質地貌和自然環境，對橋梁作出詳細的估算，并對一切可能發生的問題提前做出判斷，不斷完善設計方案。

（五）加強橋梁施工管理

加強橋梁工程施工管理，需要建立一批專業技術高超的施工隊伍，保證在施工團隊中，人員具有較高的專業理論知識和豐富的實踐經驗。在施工過程中，要建立一個施工管理單位或者部門，要求具有高超專業技能的人員擔任管理人員，他們都具有豐富的施工經驗，還有一定的監管才能，保證施工過程的每一環節都在監督管理之下，都經過專業人士監督，保障橋梁工程的質量。

四、結語

綜上所述，公路橋梁設計安全性及耐久性被很多企業所重視，專業設計人員要更加重視，要求大家根據以往的工作經驗，采集整理我國在公路橋梁建設方面的重大案例、典型經驗，通過參考國際上的研究成果，結合國情，設計出結構合理耐受力持久的公路和橋梁，為我國的經濟發展提供保障。

參考文獻：

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[2]蔣成義.淺析公路橋梁設計中應注意的相關問題[J].華東科技，2017（3）：120–121.

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