市政路橋設(shè)計中的安全性和耐久性探究

邵其慧

（安徽四建控股集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230000）

如今，我國城市化進(jìn)程不斷加快，大量的人口涌入城市為城市的交通運(yùn)輸帶來了極大壓力。建設(shè)市政路橋工程可以有效緩解城市的交通運(yùn)輸壓力，進(jìn)一步推進(jìn)城市發(fā)展。而為了保證工程質(zhì)量，必須嚴(yán)抓市政路橋方案設(shè)計，使設(shè)計具有安全性和耐久性，確保市政路橋的實(shí)用性和有效性。

1 影響市政路橋設(shè)計安全性與耐久性的因素

設(shè)計工作的安全性和耐久性考量會對市政路橋工程的施工質(zhì)量、運(yùn)行安全以及使用壽命產(chǎn)生直接影響。當(dāng)前，影響市政路橋設(shè)計安全性與耐久性的因素主要表現(xiàn)在兩方面。一方面，是設(shè)計人員自身的問題。路橋工程的設(shè)計工作應(yīng)在完成實(shí)地勘察的基礎(chǔ)之上進(jìn)行。但是許多的設(shè)計人員，并沒有按照要求作業(yè)。他們沒有對工程進(jìn)行全面考察，無法判斷或改良設(shè)計方案中的不合理之處。由于他們對市政路橋設(shè)計安全性與耐久性的認(rèn)知不到位，在設(shè)計工作中也沒有多加考慮，導(dǎo)致工程設(shè)計存在不合理之處；甚至?xí)?dǎo)致工程坍塌，引發(fā)極大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失[1]。另一方面，是設(shè)計單位的問題。目前，我國市政路橋設(shè)計中普遍存在的現(xiàn)象是設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和方案與實(shí)際效果相去甚遠(yuǎn)。設(shè)計環(huán)節(jié)測算的數(shù)據(jù)與施工要求和標(biāo)準(zhǔn)相符合，但是在實(shí)際應(yīng)用中其效果卻不盡如人意。這一點(diǎn)在市政路橋設(shè)計的耐久性方面表現(xiàn)得極為明顯，造成了大量的維修成本支出。

2 通過控制應(yīng)力幅來提高市政路橋設(shè)計的耐久性與安全性

2.1 應(yīng)力幅的內(nèi)涵

當(dāng)物體受到外部的溫度、濕度以及力學(xué)因素影響而發(fā)生變形時，物體內(nèi)各部分會在相互作用下產(chǎn)生內(nèi)力，單位面積上的內(nèi)力就可以被稱之為應(yīng)力。應(yīng)力分為正應(yīng)力和切應(yīng)力。與橫截面垂直的是正應(yīng)力，而與橫截面相切的則為切應(yīng)力。在應(yīng)力循環(huán)之中，最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差的二分之一可以被稱之為應(yīng)力幅。

2.2 市政路橋的防護(hù)方法

為了提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性，通常會對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)。而防護(hù)的主要方向可分為兩種。其一，物理防護(hù)。這種防護(hù)工作是通過加強(qiáng)混凝土和鋼構(gòu)件的防腐性能來提升橋梁耐久性。施工人員需通過優(yōu)化混凝土配合比以及增強(qiáng)砼保護(hù)層厚度來預(yù)防化學(xué)物質(zhì)的侵蝕；同時通過在鋼構(gòu)件表面涂刷防腐涂料的方法來實(shí)現(xiàn)防腐隔離。其二，力學(xué)防護(hù)。基于力學(xué)角度的防護(hù)工作開展離不開對鋼筋應(yīng)力幅的控制。只要相關(guān)工作人員能將鋼筋應(yīng)力幅控制在合理范圍內(nèi)，就可以有效增強(qiáng)市政橋梁的耐久性與安全性。

2.3 控制市政路橋應(yīng)力幅的方法

橋梁在運(yùn)行過程中常常出現(xiàn)超載現(xiàn)象。而這種現(xiàn)象會造成橋梁疲勞，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)力幅增大，超載對橋梁內(nèi)部造成的損傷極為嚴(yán)重，而且不能恢復(fù)。如果多次出現(xiàn)超載情況，橋梁正常荷載狀態(tài)就會發(fā)生變化，則出現(xiàn)鋼筋變形進(jìn)而導(dǎo)致橋梁不穩(wěn)，影響橋梁的耐久性。所以，相關(guān)工作人員應(yīng)該先對這種情況進(jìn)行預(yù)測，并設(shè)計出妥善的解決方案。一方面，要從設(shè)計環(huán)節(jié)就杜絕超載或其他可能增強(qiáng)應(yīng)力幅的情況出現(xiàn)；另一方面，當(dāng)橋梁出現(xiàn)應(yīng)力幅加劇，其耐久性受到影響時，相關(guān)工作人員也可以根據(jù)設(shè)計方案訊速地做出調(diào)整，將損失降到最低。

比如，某地高速公路橋車流量極大，單日車流量最高峰可達(dá)20 萬輛。此橋?yàn)門 梁橋具有非常嚴(yán)重的橫隔板病害。該橋梁鋼筋應(yīng)力幅常規(guī)狀態(tài)下應(yīng)保持在95Mpa 左右，但是經(jīng)過實(shí)地測量發(fā)現(xiàn)，鋼筋的應(yīng)力幅已經(jīng)遠(yuǎn)超常規(guī)狀態(tài)，達(dá)到了300Mpa，對橋梁的耐久性產(chǎn)生了極大不良影響。所以，相關(guān)施工單位決定對其T 梁橫隔板進(jìn)行加固，通過這種方式降低應(yīng)力幅。經(jīng)過加固后，該橋主梁的協(xié)同受力狀態(tài)發(fā)生了極大變化，且應(yīng)力幅也保持在100Mpa 以下，橋梁的耐久性和安全性都得到了保證。

3 深化市政路橋的耐久性與安全性設(shè)計

為了加強(qiáng)市政路橋工程的耐久性和安全性，必須深化設(shè)計，讓設(shè)計方案更為精細(xì)化，加強(qiáng)對各個領(lǐng)域的細(xì)節(jié)把控，進(jìn)而達(dá)成目標(biāo)。以某城市待建的市政路橋工程為例。該城市為了緩解交通壓力，決定在城市的某一分區(qū)建立一座立交橋。保證路橋工程的耐久性和安全性，設(shè)計部門負(fù)責(zé)人親自把關(guān)，對以下幾個環(huán)節(jié)的設(shè)計施工進(jìn)行了監(jiān)督。首先，該工程增加了混凝土保護(hù)層的厚度，這種做法可以讓工程之中的鋼筋與混凝土實(shí)現(xiàn)更加緊密地粘合，讓鋼筋的保護(hù)作用得到進(jìn)一步發(fā)揮。混凝土保護(hù)層加厚可以減少雜質(zhì)混入，讓路橋工程的混凝土結(jié)構(gòu)更具有耐久性，其工程質(zhì)量和使用壽命都可以得到保障[2]。其次，設(shè)計人員對施工材料的選擇進(jìn)行了明確規(guī)定。為了提高鋼筋結(jié)構(gòu)的耐久性，他們不僅選用了大廠出產(chǎn)的質(zhì)量極佳的鋼筋，還使用了保護(hù)鋼筋材料，讓鋼筋不易被腐蝕，可以延長其使用壽命保證路橋工程的使用安全。最后，加強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)的合理性。設(shè)計人員通過結(jié)合實(shí)地考察結(jié)果和工程應(yīng)用需求，不斷優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)。最大限度地避免了因設(shè)計不當(dāng)而出現(xiàn)橋面斷裂或坍塌的可能。并通過加強(qiáng)構(gòu)建選型和應(yīng)用合理性，降低了出現(xiàn)裂縫的可能，提高了安全性與耐久性。

4 結(jié)語

市政路橋工程承載著大量的交通壓力。為了讓市政路橋的作用真正得以發(fā)揮，必須從設(shè)計環(huán)節(jié)就進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。在市政路橋的設(shè)計工作之中，設(shè)計人員需要對其使用性能進(jìn)行深度思考，使設(shè)計方案具有安全性和耐久性。確保市政路橋工程的質(zhì)量以及使用壽命達(dá)標(biāo)，讓其分擔(dān)城市交通壓力的作用得以發(fā)揮。