公路橋梁設(shè)計中的安全性和耐久設(shè)計解析

杜良敏

摘要：從上世紀末期，我國的公路橋梁設(shè)計方法和理念都發(fā)生了變化，在中西方的科學(xué)技術(shù)交流下，我國的公路橋梁設(shè)計工程建設(shè)進入了快速發(fā)展期。此階段，我國的路橋工程的建設(shè)規(guī)模和數(shù)量不斷擴大，隨著公路橋梁的科學(xué)運營，橋梁的設(shè)計數(shù)量越來越多，我國的交通事業(yè)發(fā)展一路向前。在經(jīng)濟高速發(fā)展的背景下，建筑工程產(chǎn)業(yè)的競爭力加強，工程經(jīng)濟性要求越來越高，人們的生活水平提高，車輛通行率變大。這些因素加重了橋梁設(shè)計的難度，加速了公路橋梁老化，對其安全性、耐久性提出了極大的挑戰(zhàn)。對此，相關(guān)設(shè)計人員要采用科學(xué)有效的措施，積極解決可能面臨的問題，進而保證公路橋梁的綜合建設(shè)價值和目標。

關(guān)鍵詞：公路橋梁設(shè)計;安全性;橋梁耐久性

引言

伴隨著如今時代的全面發(fā)展與進步，路橋工程的施工與建設(shè)規(guī)模也在持續(xù)擴張，所以影響工程設(shè)計安全以及耐久性的因素類型也在持續(xù)增多，面對諸多的挑戰(zhàn)，相關(guān)的技術(shù)工作人員也需要在設(shè)計方案當中不斷革新相關(guān)的理念與技術(shù)，以更好保障設(shè)計工作的品質(zhì)水準。

1保證公路橋梁設(shè)計安全性、耐久性的意義

對于公路橋梁來講，公路橋梁是供公路或市政道路跨越河流、山谷或其它交通線使用的具有承載力的專門的人工構(gòu)造物，具有連接不同地面交通的功能。在改革開放以后，隨著我國交通建設(shè)速度的不斷提升，使得其規(guī)模、數(shù)量等方面有了明顯的提升。但是因受到社會快速發(fā)展的影響，對交通質(zhì)量、功能等方面的要求有了明顯的提升。尤其是對于公路橋梁的安全性與耐久性來講，直接影響到了后期的使用。公路橋梁安全性是從橋梁的結(jié)構(gòu)、承載能力等方面的評定，而在對橋梁質(zhì)量進行評定時，則是從結(jié)構(gòu)合理性、結(jié)構(gòu)重要系數(shù)等來提出的，在安全模型、采集數(shù)據(jù)樣本等環(huán)節(jié)中則需要針對應(yīng)力、扭矩等進行分析。公路橋梁的耐久性則是從正常條件下橋梁在正常使用狀態(tài)時的時間長度和頻率、次數(shù)。在理論層面中則是針對材料、工藝含量等來說的?？梢哉f公路橋梁的安全性、穩(wěn)定性屬于同一問題中的兩個層面，不論是哪一個層面，一旦出現(xiàn)問題都會對群眾的生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生直接的影響。加之公路橋梁有著投資大、周期長等特點，如果在開展建設(shè)施工前沒有做好全面的規(guī)劃與設(shè)計，那么勢必會在后期施工中出現(xiàn)秩序混亂、交叉施工等問題，甚至還會對經(jīng)濟效益、社會效益等方面產(chǎn)生出一定的影響。因此在公路橋梁設(shè)計中需要從整合文獻資料出發(fā)，做好實踐調(diào)查與研究工作，找出目前公路橋梁設(shè)計中存在的問題，在轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)設(shè)計思想與認知的基礎(chǔ)上做好調(diào)整工作，確保公路橋梁設(shè)計的合理性，滿足施工要求。

2公路橋梁設(shè)計中的安全性和耐久設(shè)計解析

2.1上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計

橋梁上部結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要考慮到全橋受力、技術(shù)可行性和成本等方面的需求。對于建設(shè)在平緩地形區(qū)的中小型橋梁，可采取簡支空心板結(jié)構(gòu)，因為其具有操作便捷、跨度小的特點，所以，在保證橋梁質(zhì)量的同時還可減少成本投入。但是，考慮到簡支空心板橋梁在高海拔山區(qū)建設(shè)環(huán)境中缺乏可行性，且其不僅跨徑難以滿足施工要求，而且深溝高跨比在技術(shù)方面也缺乏合理性。通常情況下，根據(jù)山區(qū)高速公路的建設(shè)條件，宜選擇預(yù)制T梁結(jié)構(gòu)。同時，在設(shè)計工作中，還可以適當加大跨徑，以發(fā)揮出預(yù)制T梁結(jié)構(gòu)施工便捷、成本較低的應(yīng)用優(yōu)勢。但需注意的是，若T梁作為曲線梁，此時該結(jié)構(gòu)的平衡受力能力則會偏弱且不具備足夠的抗扭能力，故產(chǎn)生的彎矩將會對下部結(jié)構(gòu)造成顯著影響，從而導(dǎo)致其形成不平衡力。鑒于此，在小彎矩曲線橋工程中，可采用直梁結(jié)構(gòu)，并在許可范圍內(nèi)適度調(diào)整翼緣板的寬度，以更好地優(yōu)化曲面橋的平面線形，盡可能緩解T梁橋彎矩作用。

2.2做好荷載分析設(shè)計

公路橋梁設(shè)計中，荷載問題十分重要，若超荷載，橋梁的耐久性和穩(wěn)定性都會降低，橋梁的結(jié)構(gòu)也會受損。從現(xiàn)有的超載問題來看，目前公路橋梁的超載分為三種情況：第一種是公路橋梁的運營時間過長;第二種是實際投產(chǎn)運輸現(xiàn)狀已經(jīng)超過了設(shè)計的車流量;第三種是車輛頻繁超載的問題。在長期的高負荷運轉(zhuǎn)下，公路橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)會積累應(yīng)力，長此以往造成嚴重的結(jié)構(gòu)性損傷，甚至無法進行修復(fù)工作，為后期的行車造成直接危害。此外，在后期的橋梁運營通車環(huán)境中，車輛的荷載量都能夠被科學(xué)控制，且不存在超載的問題，在外界的環(huán)境影響下，橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布也會出現(xiàn)一些明顯的變化，最終對公路橋梁的安全性、耐久性等造成影響，而在外部頻繁、集中的荷載影響下，公路橋梁的內(nèi)部零部件的彎矩、強度也在減少，嚴重時會產(chǎn)生一定的形變或者裂隙，直接影響了公路橋梁的穩(wěn)定性和耐久性。對此，相關(guān)單位要積極關(guān)注公路橋梁頻繁出現(xiàn)的超載問題，科學(xué)控制車流量，及時控制車輛違規(guī)超載問題。

2.3全面考究路橋建筑負荷超載的情況

路橋建筑的設(shè)計工作人員在開展方案調(diào)整過程中，需要充分依據(jù)路橋建筑不同的負荷超載產(chǎn)生的因素，運用有針對性的改善舉措。路橋項目產(chǎn)生負荷超載情況整體歸納起來，主要包括以下幾方面的核心因素：倘若路橋建筑正式投入運用的周期相對較長，則大概率會產(chǎn)生超齡負載的問題;橋梁建筑在正式投入使用之后，由于其需要承載較大的交通負荷力量壓力，最終導(dǎo)致整體超出工程初期設(shè)計車力量的情況;在路橋建筑上行駛的車輛的超載問題高頻次發(fā)生。路橋建筑工程內(nèi)部架構(gòu)由于較長周期超負荷累積會產(chǎn)生架構(gòu)性的損傷，這也導(dǎo)致后期的調(diào)整難度相對較高。即便是橋梁之后的運作通車可以依據(jù)設(shè)計的整體交通流量，同時沒有出現(xiàn)高頻次的車輛超載行駛的狀況，路橋建筑架構(gòu)的內(nèi)部應(yīng)力也會不斷改變。

結(jié)語

總而言之，隨著經(jīng)濟建設(shè)的進一步發(fā)展，我國公路橋梁的運行負擔正在日益加重。在這樣的背景下，需要公路橋梁工程建設(shè)具有更高的質(zhì)量保證。這就需要在公路橋梁工程進行實際的設(shè)計時，多關(guān)注公路橋梁的安全性和耐久性，將更多先進的設(shè)計理念以及相關(guān)的設(shè)計創(chuàng)新方法合理地應(yīng)用到公路橋梁的設(shè)計之中，從而使得所設(shè)計出來的公路橋梁具有更高的質(zhì)量水準，在更好地保障出行人員安全的前提下，進一步提升公路橋梁工程建設(shè)的安全性和耐久性。

參考文獻

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