公路橋梁設計中的安全性及橋梁耐久性的分析探討

文 / 張玲

引言

在我國，每年由于交通事故引起的人員傷亡數量十分驚人，一方面是駕駛員的操作生疏問題，另一方面則與公路橋梁工程的使用息息相關。隨著社會的不斷進步和發展，我國基礎設施工程和公共服務工程建設質量不斷提升，尤其是在交通工程建設路網密度和道路工程規模擴大的背景下。其中，公路橋梁作為區域之間連接的高效運輸通道，建設工程數量和規模相較于傳統道路工程而言，有了明顯的進步。為了提升公共交通質量，要重視公路橋梁設計中的安全性和使用耐久性，設計科學且合理的方案，重視工程的建設、維護、保養等環節，促進公路橋梁的使用壽命的延長。

一、公路橋梁使用安全性和耐久性意義

公路橋梁是當下最普通的一種道路工程建設項目，應用最為廣泛，且能夠幫助公路或者市政道路跨越河流、山谷以及其他地形地勢險要的區域。公路橋梁工程是一種人工施工工程，可連接不同其他建筑物，打造區域性的交通網絡。隨著我國進入改革開放新時期，社會呈現出一種蓬勃向上的發展態勢，加之交通運輸工程速度的不斷提升，各個區域開始被連通起來，才可讓更多地方的人或物“走出去、引進來”。從本質上來說，增強道路交通建設規模，有利于促進經濟發展。在公路橋梁施工過程中，設計階段是關鍵環節，與后續階段的施工環節息息相關。想要提升公路橋梁的安全性，必須要從其結構承載能力、穩定性等方面進行評判，采取針對性的措施增強施工質量，規避一系列潛在安全隱患。在進行質量評定時，需要注重結構系數的合理性、承載的最大能力、穩定性以及受到惡劣環境影響下的安全性。在數據采樣環節，需要按照不同區域的外部條件、汽車或其他交通工具的最大承載應力、扭矩等物理系數進行研究，了解參數在不同環境下的變化值，做好結構參數的優化。正常情況下來說，公路橋梁的耐久性是長時間使用過程中呈現出來的，其與時間、長度、頻率、次數等參數息息相關，因此，在理論層面上要將材料、工藝水平含量等進行剖析，主要源于公路橋梁的安全性、穩定性對駕駛員和使用者的生命財產安全影響頗大。

本文從實際和理論兩方面出發做好實踐調查和分析，查閱相關的文獻資料和理論尋找出公路橋梁設計過程中可能會存在的問題，結合實際的情況轉變設計思想，做好公路工程設計工作的調整，進一步保證公路橋梁設計的穩定性，促進其持續使用。

二、橋梁耐久性設計認知及存在的挑戰

對于現階段的公路橋梁來講，其自身的耐久性是體現在結構全球沒有周期的多個方面的，其跨度越長所涉及到的范圍也就越廣。無論是對于混凝土還是鋼結構的橋梁來講，都需要在設計建造過程中考慮的耐久性的問題，對于橋梁結構產生耐久性的因素是比較多的，包括混凝土結構所出現的碳化以及動容循環和化學物質的腐蝕以及雨水沖刷等等都會導致結構本身的耐久性降低。而且對于橋梁結構來講，其自身的耐久性不僅僅體現在結構本身，還體現在與橋梁結構相連接的附屬工程內容上，橋面的防水不到位會導致橋梁本身的混凝土出現風化以及脫落，還有就是會導致鋼筋出現腐蝕，這都會導致調料本身的使用壽命降低。所以對于橋梁結構來講，自身所承受的作用的時效性會影響橋梁本身的耐久性，在橋梁使用過程中，人流量以及車流量的增加和車輛的超載，還有就是外界環境的變化以及溫度的變化，都會導致橋梁的耐久性以及安全性降低。

三、公路橋梁設計階段存在的問題

（一）設計階段的嚴謹性較差

在公路橋梁建設過程中，設計階段是非常關鍵的前端工作階段，因此，在設計的過程中，設計人員往往需要根據實際的情況、相關的使用要求、使用目的等進行場地和區域的考察，按照建設標準合理繪制設計圖紙，尤其是要深入考慮公路橋梁的結構，并將其作為保證該項目的穩定性的依據，保持嚴謹和細致的工作狀態，為后期工程施工的耐久性和安全性提供支持。只有在公路橋梁工程建設前期將設計落實到位，才不會出現較大的失誤，減少安全隱患的出現。現如今，我國公路橋梁的高度不斷的增加，長度不斷增加，很多工程設計時并沒有進行專業的檢查和修復，也缺乏實際的考量，導致橋梁結構具有復雜性以及意外的情況，間接性影響到了公路橋梁的使用壽命。

（二）設計理念較為滯后

現階段，我國公路橋梁工程施工工藝有了較大的提升，工程建設時間能夠在保證質量的前提下得到縮短，但對于偏遠地區或者外界施工條件比較惡劣的地區來說，低等級公路的橋梁在設計過程中并沒有與時代同步，且和國際先進的設計相比仍然存在較大差距，主要源于國內公路橋梁工程施工設計理念較為滯后所導致。由于設計理念的固化，在實際應用過程中，公路橋梁的安全系數往往取最大值，所計算出來的結果會導致橋梁結構的尺寸、標號、鋼筋使用量變大，這種情況一般會導致公路橋梁工程設計的經濟性減弱，且對公路橋梁的承載力和耐久性來說會造成重大影響，非常不利于長期使用。

（三）細節重視程度較低

對于現階段的道路橋梁耐久性以及安全性設計來講，因為在施工過程中所使用的技術以及材料相比較于過去都有了很大變化，所以在設計過程中需要考慮的因素也要更多。尤其是在當前對于道路橋梁來講，本身所使用的環境相比較于過去也有了很大不同外界的溫度氣候變化等也具有了很大差異，所以在這種狀況下，如何進行道路橋梁的安全性以及耐久性設計，需要進行深入的實地考察以及分析，若是不能夠進行全方位的數據收集，那么所設計的道路橋梁會缺乏細節保障。

四、加強公路橋梁設計安全性和耐久性的措施

（一）積極轉變設計觀念

在公路橋梁工程設計過程中，需要緊跟時代潮流進行實際考察和研究，并積極閱讀政策實現對自身項目設計理念的調整，結合國內或國際先進經驗，改變傳統的設計手法和理念，按照不同區域的實際情況確定設計平面和剖立面、使用何種結構、重視細節部分的關鍵設計，秉承“集約化”的理念選擇建造模式，保障設計的合理性，進一步加強公路橋梁工程的使用安全性和耐久性，最終保證全階段的橋梁質量。

（二）完善設計方案

道路橋梁工程的設計觀念轉變之后，還需要按照實際的情況進一步完善設計方案。一般來說，設計方案的完善分為兩個部分，第一部分是對結構和選材的完善，第二部分是對疲勞損傷設計的重視。就結構的選材來講，為保證公路橋梁工程的安全性，在設計的過程中需要結合設計區域的地質、地形、水文、土壤等條件因素來選擇符合實際建設條件的材料，完善設計結構，為后續的施工提供指導，避免偷工減料的情況出現。同時，要重視疲勞損傷設計。這是因為在公路橋梁使用的過程中，橋梁在承受自重和車輛、人群等荷載的影響，粱板常常處在較為彈性的工作狀態，所承受的荷載變化會引發橋梁結構的振動，長時間會出現視疲勞損傷的情況。重視視疲勞損傷要求工作者在設計的過程中做好基礎研究，通過仿真模擬技術等新型技術進行設計方案對比，確定后期可能會出現的疲勞損傷情況，做好積極的應對，改善損傷情況的出現。

（三）重視保護層設計

針對鋼筋混凝土構件來說，為做好保護層的設計，要減少鋼筋和大氣直接接觸造成碳化現象。一般來說，鋼筋到構件表面的距離確定為保護層的厚度，進一步擴大保護層厚度，減少外界入侵機內部構件的幾率，可提升鋼筋混凝土構件的耐久性。但是在進行保護層設計的過程中，還需要注意到其厚度也不能夠太大，否則會起到相反的作用，會導致鋼筋混凝土構件的安全性降低、鋼筋之間的裂縫變大。因此，要根據實際情況設計合理的保護層厚度，加強構件的耐久性，促進混凝土強度的穩定性，減少資源的浪費。

（四）更新理念，加強細節重視

在進行公路橋梁耐久性以及安全性設計過程中，要對設計理念有全新的認知，因為當前所處的社會發展環境與工作環境相比較于過去已經有了翻天覆地的變化，所以對橋梁結構的耐久性設計的認知是要能夠保證橋梁結構耐久以及建設質量，這是公路橋梁本身建設效率得以提升的最主要前提。所以啊，在這一背景下需要對公路橋梁的質量管理工作進行嚴格把關，真正意義上是橋梁質量得到保證，讓國家運輸產業的發展能夠有所依據。這就需要在現階段開展工作橋梁設計時，針對安全性以及耐久性設計進行理念的更新測量設計的工作，單位應當加強對耐久性與嚴謹性的學習和研究，然后通過交流學習以及經驗溝通和借鑒的，對自身在工作當中存在的不足進行補充。

結語

綜上所述，就我國公路橋梁工程而言，其建設水平長期處于不斷提升過程中，相應的承載負擔也在增加。為了能夠提升公路橋梁工程的使用壽命和承載力，從本質出發，重視設計階段的工作，從設計理念、設計手法、設計技術、設計測算和設計模擬等角度進行分析，從分析現狀問題和潛在威脅的因素入手，提出符合實際的高效措施。一般需要從公路橋梁的施工設計圖階段開始，以嚴謹的工作態度來對待設計圖紙的繪制，重視細節，促進公路橋梁給工程的建設質量。