公路橋梁設(shè)計中的安全性與耐久性研究

高世茂

甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730000

現(xiàn)階段我國經(jīng)濟(jì)增長速度，工程建筑行業(yè)對此的推動性作用功不可沒。公路橋梁作為建筑領(lǐng)域的重要組成部分，其設(shè)計的安全性與耐久性是整體工程建造的關(guān)鍵，同樣也是當(dāng)前社會各領(lǐng)域的關(guān)注焦點(diǎn)，公路橋梁的使用長久性也代表著國家建筑技術(shù)的水平，因而提高公路橋梁設(shè)計中的安全性與耐久性十分重要。

1 公路橋梁安全性與耐久性的影響因素

1.1 預(yù)應(yīng)力的損失

公路橋梁安全性與耐久性的關(guān)鍵影響因素之一就是預(yù)應(yīng)力，而造成預(yù)應(yīng)力損失的主要因素如下：（1）預(yù)應(yīng)力鋼筋與管道之間的摩擦問題；（2）不同臺座之間的溫度差、應(yīng)力松弛度的影響；（3）建造使用錨具的變形、接縫壓縮或者鋼筋的回縮影響；（4）所使用的混凝土彈性壓縮問題與收縮徐變等。這些是公路橋梁安全性與耐久性設(shè)計所需要重點(diǎn)考慮的問題，預(yù)應(yīng)力的整體良好性是確保安全性與耐久性的重點(diǎn)。

1.2 截面的抗裂能力

確定結(jié)構(gòu)的抗裂性是公路橋梁施工設(shè)計階段的內(nèi)容，具體的實(shí)施需要根據(jù)不同等級的結(jié)構(gòu)開展，主要是預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件有部分和全部預(yù)應(yīng)力兩種構(gòu)件。截面的抗裂能力影響有以下兩點(diǎn)內(nèi)容：一是全預(yù)應(yīng)力的混凝土構(gòu)件在短期效應(yīng)組合中不能有正截面拉應(yīng)力出現(xiàn)；二是部分預(yù)應(yīng)力有正截面拉應(yīng)力產(chǎn)生時必須限制應(yīng)力值。一般來說橋梁的施工距離跨度比較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且每一步都十分關(guān)鍵，要想有效保障耐久性，就要根據(jù)全應(yīng)力構(gòu)件實(shí)施設(shè)計[1]。

1.3 結(jié)構(gòu)撓度與各項(xiàng)安全指標(biāo)

承載的負(fù)荷是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)撓度產(chǎn)生的原因，主要是在設(shè)計內(nèi)部預(yù)應(yīng)力時要考慮兩種作用綜合。公路橋梁的設(shè)計有時需要考慮整體呈現(xiàn)方式的美觀性，而這就會對公路橋梁最終的安全性與耐久性帶來限制，尤其是在施工建設(shè)時期，預(yù)應(yīng)力混凝土本身就會出現(xiàn)多數(shù)向上反拱的情況，但為了后期美觀會選擇進(jìn)行美化處理，從而造成了厚度的降低，最終影響公路橋梁的安全性和耐久性。

2 目前公路橋梁中安全性與耐久性設(shè)計的不足

2.1 整體設(shè)計體系缺乏完善性

公路橋梁的設(shè)計需要統(tǒng)籌兼顧，從實(shí)地考察、圖紙設(shè)計、施工設(shè)計等多方面進(jìn)行，要求設(shè)計人員必須具備過硬的專業(yè)能力和操作水平。但就目前情況來說，社會各領(lǐng)域中的門檻專業(yè)化發(fā)展十分明顯，這在一定程度上促使公路橋梁設(shè)計的宏觀把控有了更高的要求，因而就會出現(xiàn)重點(diǎn)偏頗的情況，造成整體設(shè)計體系的發(fā)展缺乏完善性，在問題的處理和統(tǒng)籌上會出現(xiàn)潛在隱患。與此同時，公路橋梁設(shè)計過程中對于施工現(xiàn)場環(huán)境的勘測缺少全面性，設(shè)計前期的環(huán)境勘察和調(diào)研在設(shè)計過程中很有可能會因?yàn)樽匀灰蛩鼗蛘呷藶橛绊懚霈F(xiàn)新的問題，然而若在這一階段中沒有進(jìn)行跟蹤了解和處理，最后就會導(dǎo)致公路橋梁的整體設(shè)計完善性不足，進(jìn)而影響后期安全與耐久性能水平。

2.2 先進(jìn)技術(shù)的使用與管理不足

如今的社會發(fā)展十分迅速，科學(xué)技術(shù)不斷更新?lián)Q代，而當(dāng)前公路橋梁設(shè)計與建造卻缺少對于先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，在實(shí)際階段仍然存在傳統(tǒng)的保守思想，同時設(shè)計階段內(nèi)的監(jiān)督與管理缺少嚴(yán)格性，容易造成工作的疏忽和產(chǎn)生設(shè)計隱患，并且在后期施工設(shè)計階段有可能出現(xiàn)矛盾現(xiàn)象，最終導(dǎo)致安全性與耐久性受到影響。并且對于先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)缺少專業(yè)人才的支撐，在面對先進(jìn)技術(shù)時選擇的是培訓(xùn)原有員工，而經(jīng)過培訓(xùn)的員工對于設(shè)備或者技術(shù)的應(yīng)用有時會過于片面，無法深度了解和掌握設(shè)備與技術(shù)原理，因而在使用中就很有可能出現(xiàn)一些意識不到的問題，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)運(yùn)行困難或者莫名停機(jī)時就會找不到問題的根源，胡亂地修理會造成表面看似完好，實(shí)際內(nèi)部出現(xiàn)隱患的狀況，那么在后期大問題出現(xiàn)時就很有可能造成設(shè)備的直接報廢，從而影響公路橋梁建造的安全性與耐久性。

2.3 養(yǎng)護(hù)工作有所欠缺

對于公路橋梁的設(shè)計建造與使用而言，后期的養(yǎng)護(hù)工作也是保障其安全使用的重點(diǎn)內(nèi)容。良好且有效的養(yǎng)護(hù)不僅有助于提高公路橋梁的使用壽命，更能加強(qiáng)其耐久性與安全性，在一定程度上確保出行人員的生命財產(chǎn)安全。但是就目前情況來看，大多數(shù)公路橋梁施工部門并沒有組建專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊(duì)，基本是在自身施工隊(duì)伍中安排人員進(jìn)行施工養(yǎng)護(hù)，而在建成之后更是缺乏在這一方面的人工與技術(shù)投入，也就造成安全性與耐久性能的降低。此外，在養(yǎng)護(hù)工作中，也不乏消極怠工現(xiàn)象，很多養(yǎng)護(hù)人員抵達(dá)現(xiàn)場之后通過目測觀察公路橋梁現(xiàn)狀，缺乏深入的了解和對潛在問題的分析。與此同時，養(yǎng)護(hù)資金去向不明，并沒有完全用在養(yǎng)護(hù)工作中，更是影響公路橋梁安全與耐久性能的主要原因之一。

3 提高公路橋梁設(shè)計中安全性與耐久性的有效策略

3.1 健全與完善相關(guān)規(guī)章制度

首先，國家對于公路橋梁的設(shè)計有著明確的規(guī)章制度規(guī)范，國家有關(guān)部門對此行業(yè)的約束性要隨著時代的發(fā)展與時俱進(jìn)地革新制度內(nèi)容，通過強(qiáng)化制度管理的形式確保道路橋梁設(shè)計安全性與耐久性的全面綜合思考。其次，政府或國家有關(guān)部門要對此工作進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)管，一是避免偷工減料或者以次充好，二是防止出現(xiàn)貪污腐敗現(xiàn)象，充分保障資金的使用效率，從而確保施工設(shè)計的完整呈現(xiàn)，提高設(shè)計與建設(shè)的整體質(zhì)量，讓公路橋梁的安全性和耐久性更有保障，同時也確保規(guī)章約束的有效性。

3.2 引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)與相應(yīng)人才

經(jīng)濟(jì)的增長與科學(xué)技術(shù)的日新月異為國家的發(fā)展和工程建設(shè)創(chuàng)造了優(yōu)異的基礎(chǔ)條件，因此公路橋梁設(shè)計中安全性與耐久性的提升可以通過引進(jìn)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。與此同時，要隨之引入先進(jìn)的技術(shù)型人才，以保障技術(shù)的全面應(yīng)用和設(shè)備積極作用的發(fā)揮，并且要注意學(xué)習(xí)國內(nèi)外成功建設(shè)的案例，并從中學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)[2]。技術(shù)與設(shè)備的更新必須及時，從硬件至軟件多方面完善才能確保設(shè)計中安全性與耐久性的提高與保持，要保持相應(yīng)先進(jìn)硬件機(jī)械設(shè)備的引進(jìn)，以及相關(guān)技術(shù)軟件的更新，軟硬技術(shù)的雙向與時俱進(jìn)才能促進(jìn)建設(shè)技術(shù)的高效應(yīng)用。與此同時，技術(shù)人員專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)的提升更是確保工作質(zhì)量和效率的關(guān)鍵，人工與智能的并駕齊驅(qū)可有效保障建設(shè)與施工的高質(zhì)量，并穩(wěn)定提升公路橋梁的安全性和耐久性。

3.3 強(qiáng)化統(tǒng)籌兼顧

首先，對于鋼筋混凝土的使用要充分考慮公路橋梁安全性的穩(wěn)定和耐久性的保持，通過一定的技術(shù)處理確保鋼筋耐腐蝕耐銹蝕，以阻擋有害介質(zhì)的侵入。其次，深度研究疲勞損傷問題，從一些成功經(jīng)驗(yàn)和損壞的公路橋梁案例中尋找改善問題的方法，提高混凝土技術(shù)的使用和各種構(gòu)件對自然環(huán)境與人為影響的抵抗力。再次，務(wù)必重視截面的抗震抗裂性能提升，在設(shè)計時對軸心力與受彎結(jié)構(gòu)等進(jìn)行全面思考，在施工設(shè)計階段進(jìn)行有效改善。最后，重視公路橋梁運(yùn)輸超載問題管理，必須嚴(yán)格控制車況運(yùn)輸重量，而設(shè)計階段也要考慮超載可承受范圍，強(qiáng)化公路橋梁的承受能力。前期設(shè)計、建設(shè)施工、維修養(yǎng)護(hù)等全面整體的統(tǒng)籌兼顧是保障公路橋梁安全性與耐久性的有效策略[3]。

3.4 注重超載與其他外在因素

公路橋梁使用過程中客貨車超載運(yùn)輸?shù)那闆r并不少見，因此對于車輛的超載問題必須更加重視。客車的超載情況相對來說少一些，這主要在于客運(yùn)公司對司機(jī)以及售票人員的監(jiān)管。貨車的超載情況比較嚴(yán)重，一般來說車輛自身超載行駛是公路橋梁負(fù)載超負(fù)荷的主要原因，有關(guān)部門在車輛上路運(yùn)輸前必須加強(qiáng)檢查與稱重。就目前情況來看，很多貨車司機(jī)都會選擇在凌晨超載上路，因?yàn)榱璩繒r間的盤查較為放松，還有一些情況屬于老板規(guī)定了重量與運(yùn)輸時間，司機(jī)師傅被迫超載上路運(yùn)輸。因此，相關(guān)部門務(wù)必加強(qiáng)檢查，對有關(guān)人員進(jìn)行批評教育和嚴(yán)格檢查，確保公路橋梁安全性的穩(wěn)定與耐久性的保持[4]。

其他需要設(shè)計人員重點(diǎn)考慮的外在因素還有如地震、洪水、空氣有害物質(zhì)等，尤其是空氣中存在的有害物質(zhì)和自然環(huán)境的影響也會造成公路橋梁被腐蝕或者金屬材料生銹，進(jìn)而產(chǎn)生裂痕降低安全性與耐久性，因而就需要設(shè)計者通過一定的技術(shù)手段介入或者安排養(yǎng)護(hù)工作，以進(jìn)一步保障公路橋梁安全性與耐久性的保持與提高。

4 結(jié)束語

總之，安全性與耐久性是公路橋梁設(shè)計的重中之重，務(wù)必要對其嚴(yán)格規(guī)范與制約，并通過引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備作支撐，在設(shè)計、建造等各環(huán)節(jié)中充分地統(tǒng)籌兼顧、全面考慮，以確保路面橋梁整體的安全性與耐久性提升，從而保障公路橋梁的高質(zhì)量建造水平。“要想富，先修路”，只要確保國家連接富裕與強(qiáng)國的公路、橋梁的順利建設(shè)，才能有效保障人們生活的質(zhì)量和國家綜合實(shí)力的提升。