安全性與耐久性在市政路橋設(shè)計(jì)中的重要性分析

黎婧

隨著近年來(lái)我國(guó)土木工程行業(yè)的不斷發(fā)展，市政路橋工程相關(guān)的理論與技術(shù)也變得愈發(fā)成熟。在新時(shí)期，我國(guó)的市政路橋設(shè)計(jì)水平已得到大幅度提升，且已取得階段性成果。但市政路橋在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還存在許多問(wèn)題亟待解決，部分設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)過(guò)于注重市政路橋的美觀性與經(jīng)濟(jì)性，從而忽視了市政路橋的耐久性與安全性，導(dǎo)致市政路橋在投入使用后出現(xiàn)了許多質(zhì)量問(wèn)題。基于此，為推動(dòng)我國(guó)市政路橋設(shè)計(jì)的多樣化、高要求、大規(guī)模發(fā)展，本文圍繞市政路橋的安全性與耐久性設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入研究，具體內(nèi)容如下。

一、安全性與耐久性在市政路橋設(shè)計(jì)中的重要性

市政路橋工程項(xiàng)目的安全性通常指的是市政路橋所具備的防塌陷能力、抗震裂能力與抗破壞能力，安全性是衡量工程質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。在市政路橋設(shè)計(jì)的過(guò)程中，施工工藝結(jié)構(gòu)整體以及建設(shè)材料，都有可能對(duì)市政路橋的安全性產(chǎn)生影響。要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)多方面進(jìn)行綜合考慮與分析，才能保障市政路程的可靠與穩(wěn)固。

市政路橋工程項(xiàng)目的耐久性指的是在市政路橋建成以后，可以在規(guī)定運(yùn)行年限內(nèi)正常使用的能力。耐久性也是衡量工程質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，其余市政路橋工程項(xiàng)目的使用壽命有著密切的關(guān)系。如果某市政路橋設(shè)計(jì)使用年限為50年，但在實(shí)際投入使用20年以后，便出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題無(wú)法繼續(xù)正常使用，如裂縫、塌陷或損壞等，則說(shuō)明該市政路橋工程存在嚴(yán)重的耐久性設(shè)計(jì)問(wèn)題。

隨著近年來(lái)我國(guó)土木工程行業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多新技術(shù)與新材料開(kāi)始被廣泛的應(yīng)用于市政路橋工程項(xiàng)目當(dāng)中。在新時(shí)期，我國(guó)的市政路橋工程項(xiàng)目的規(guī)模也變得越來(lái)越大，市政路橋工程項(xiàng)目的建設(shè)類型呈多樣化發(fā)展。市政路橋工程項(xiàng)目在發(fā)展的同時(shí)，也暴露出了許多問(wèn)題，這些問(wèn)題主要集中在安全性與耐久性方面。部分設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中不注重市政路橋的安全性與耐久性，在市政路橋?qū)嶋H投入使用以后，出現(xiàn)了路面裂縫、隧道塌方、橋垮塌陷、路面塌陷、土房坍塌等質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)市政路橋的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生了較大的消極影響，對(duì)我國(guó)居民的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全造成了巨大威脅。因此為了推動(dòng)我國(guó)市政路橋工程項(xiàng)目的多樣化、高要求、大規(guī)模發(fā)展，必須重視市政路橋設(shè)計(jì)的安全性與耐久性研究。降低市政路橋工程項(xiàng)目在投入使用后的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，推動(dòng)市政路橋工程項(xiàng)目質(zhì)量的提升。

二、市政路橋的安全性與耐久性影響因素解析

1. 環(huán)境因素

市政路橋工程對(duì)我國(guó)的城市發(fā)展有著重要的意義，是我國(guó)城市規(guī)劃建設(shè)中重要的組成部分之一。我國(guó)的市政路橋工程大多處于市區(qū)或郊區(qū)，有著施工現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境復(fù)雜特點(diǎn)。市政路橋工程在建設(shè)時(shí)，經(jīng)常會(huì)受到電力通信工程、市政給排水工程的影響。因此，市政路橋的安全性與耐久性與環(huán)境有著密切的關(guān)系，氣候變化、周邊建筑、管道工程、地質(zhì)水文條件等環(huán)境因素都會(huì)對(duì)市政工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量產(chǎn)生影響，從而埋下巨大的安全隱患，降低市政路橋的安全性與耐久性。設(shè)計(jì)人員在市政路橋設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須做好相應(yīng)的地質(zhì)勘查工作，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，并結(jié)合市政路橋工程的具體要求開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，將安全性設(shè)計(jì)意識(shí)與耐久性設(shè)計(jì)意識(shí)落實(shí)在市政路橋設(shè)計(jì)的全程，才能推動(dòng)市政路橋設(shè)計(jì)的科學(xué)化合理化發(fā)展。

2. 人員因素

隨著近年來(lái)我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多新型設(shè)計(jì)理念、新型施工技術(shù)、新型建筑材料被廣泛的應(yīng)用于市政路橋工程當(dāng)中，這也反映了我國(guó)的市政路橋工程項(xiàng)目具有一定的發(fā)展性與變化性。如果設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，沒(méi)有及時(shí)更新自身的設(shè)計(jì)理念、對(duì)新型施工技術(shù)與新型建筑材料缺乏一定的了解，也會(huì)對(duì)市政路橋的安全性與耐久性產(chǎn)生一定的影響。市政路橋?qū)τ诠芾眇B(yǎng)護(hù)與運(yùn)維有著非常高的要求，要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)既要重視細(xì)節(jié)方面的設(shè)計(jì)，又要重視整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。需要設(shè)計(jì)人員樹(shù)立相應(yīng)的檢測(cè)意識(shí)，充分調(diào)查一切可能對(duì)市政路橋安全性與耐久性產(chǎn)生影響的因素，如路橋超載、路橋疲勞損傷等，才能降低設(shè)計(jì)方案不合理導(dǎo)致的市政路橋工程質(zhì)量問(wèn)題。除此之外，市政路橋在設(shè)計(jì)的過(guò)程中有著諸多規(guī)定，其既要保障設(shè)計(jì)的美觀性與經(jīng)濟(jì)性，要保證設(shè)計(jì)的技術(shù)性與適用性，還要保障設(shè)計(jì)的可靠性、安全性與耐久性。設(shè)計(jì)人員在市政路橋設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)美觀但使用壽命短、設(shè)計(jì)方案雷同等問(wèn)題。這對(duì)設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)有著較高的要求，如果設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)達(dá)不到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，就無(wú)法勝任市政路橋的設(shè)計(jì)工作，同樣也會(huì)降低市政路橋的安全性與耐久性。

三、市政路橋的安全性與耐久性設(shè)計(jì)問(wèn)題分析

1. 不夠了解市政路橋的結(jié)構(gòu)體系

市政路橋的結(jié)構(gòu)體系會(huì)對(duì)其安全性與耐久性產(chǎn)生較大的影響。大部分市政路橋之所以會(huì)出現(xiàn)安全性與耐久性問(wèn)題，都脫離不開(kāi)結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)問(wèn)題。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)市政路橋結(jié)構(gòu)體系是存在著嚴(yán)重的設(shè)計(jì)不合理現(xiàn)象，導(dǎo)致市政路橋的結(jié)構(gòu)體系無(wú)法達(dá)到其應(yīng)有的性能，在投入使用后出現(xiàn)了適用性低的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)體系問(wèn)題會(huì)引發(fā)橋頭跳車、結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、橋梁震動(dòng)等諸多問(wèn)題。這與設(shè)計(jì)人員沒(méi)有深入調(diào)查市政路橋施工環(huán)境、不了解市政路橋結(jié)構(gòu)體系有著密切的關(guān)系。部分設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中只注重市政路橋的要求，沒(méi)有落實(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的前期勘察工作。這會(huì)導(dǎo)致市政路橋設(shè)計(jì)缺乏實(shí)用性，與施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況存在較大出入。進(jìn)而導(dǎo)致施工人員在采購(gòu)施工材料時(shí)出現(xiàn)偏差，大幅降低了市政路橋的安全性與耐久性。

2. 過(guò)于重視市政路橋的施工進(jìn)度

市政路橋工程是我國(guó)重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)于我國(guó)居民的日常出行有著重要的影響。市政路橋工程大多處于交通要道，對(duì)于施工周期有著明確的要求。因此部分設(shè)計(jì)人員為了縮短施工的周期，會(huì)趕在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，沒(méi)有對(duì)市政路橋的安全性與耐久性進(jìn)行全面考察，缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)可行性分析。這就導(dǎo)致了部分市政路橋在施工時(shí)出現(xiàn)了混凝土結(jié)構(gòu)澆筑不合理、違規(guī)添加催化劑、缺乏后期養(yǎng)護(hù)措施等問(wèn)題。這些問(wèn)題都會(huì)大幅降低市政路橋的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使市政路橋無(wú)法達(dá)到原有的設(shè)計(jì)承載力，降低混凝土的抗?jié)B性。這類安全隱患在短期內(nèi)難以發(fā)現(xiàn)，但隨著市政路橋使用年限的延長(zhǎng)，其所存在的風(fēng)險(xiǎn)也變得越來(lái)越大，對(duì)市政路橋的耐久性造成了巨大的影響。

3. 忽視市政路橋使用的疲勞損傷

市政路橋在長(zhǎng)期投入使用后會(huì)產(chǎn)生疲勞損傷，疲勞損傷會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的性能產(chǎn)生較大的影響。部分市政路橋的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有注意到這方面的問(wèn)題，缺乏疲勞損傷的預(yù)防措施。部分市政路橋在施工時(shí)還存在著施工材料不連續(xù)、不均勻現(xiàn)象，這會(huì)使市政路橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)細(xì)微缺陷，隨著市政路橋使用時(shí)間的延長(zhǎng)，細(xì)微缺陷會(huì)受到動(dòng)荷載增加的影響而不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)市政路橋疲勞損傷現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生裂紋。這與設(shè)計(jì)人員缺乏相應(yīng)的預(yù)防工作有著密切的關(guān)系，如果相關(guān)部門沒(méi)有對(duì)裂紋進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)，甚至?xí)l(fā)橋梁斷裂事故，對(duì)我國(guó)人民的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生巨大的威脅，大幅降低市政路橋的安全性。

圖1市政路橋疲勞損傷

圖2市政路橋斷裂現(xiàn)象

4. 缺乏完善的后期養(yǎng)護(hù)維修工作

我國(guó)的市政路橋在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)嚴(yán)格限制車輛超載，但是這無(wú)法從根源上杜絕車輛超載現(xiàn)象。車輛超載會(huì)大幅降低市政路橋的使用壽命，加速市政路橋的疲勞損傷現(xiàn)象。這就需要設(shè)計(jì)人員重視后期養(yǎng)護(hù)維修工作的設(shè)計(jì)，針對(duì)市政路橋在投入使用后可能出現(xiàn)的問(wèn)題涉及相應(yīng)的補(bǔ)救措施。但我國(guó)的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)大多只重視市政路橋的施工因素，沒(méi)有考慮到市政路橋的后期養(yǎng)護(hù)維修工作，從而大幅降低了市政路橋的耐久性與安全性。

四、市政路橋的安全性與耐久性設(shè)計(jì)優(yōu)化策略

1. 落實(shí)前期勘察工作，深入分析結(jié)構(gòu)體系

科學(xué)合理的前期勘察工作，能夠大幅提升市政路橋設(shè)計(jì)的安全性與耐久性。要求設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況與水文情況進(jìn)行調(diào)查，充分分析施工現(xiàn)場(chǎng)的空間布局，才能對(duì)市政路橋的結(jié)構(gòu)體系有一個(gè)更加深刻的認(rèn)知。在此基礎(chǔ)上結(jié)合市政路橋的具體功能需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇最為合適的施工技術(shù)與建筑材料，從而提升市政路橋的安全性與耐久性。

2. 重點(diǎn)分析施工條件，合理安排施工進(jìn)度

市政路橋的施工進(jìn)度會(huì)受到多種因素的影響，要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)市政路橋的施工環(huán)境、施工隊(duì)伍綜合素質(zhì)等施工條件進(jìn)行深入分析。在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)施工條件合理的規(guī)劃混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，并提前為施工隊(duì)伍預(yù)留處理突發(fā)事件的時(shí)間，確保施工人員能夠嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案開(kāi)展工作。避免了施工隊(duì)伍因進(jìn)度延誤、趕進(jìn)度引發(fā)的市政路橋安全性與耐久性問(wèn)題。

3. 預(yù)測(cè)疲勞損傷影響，采取相應(yīng)預(yù)防措施

為了降低市政路橋在后期使用時(shí)可能產(chǎn)生的疲勞損傷，設(shè)計(jì)人員可以從以下幾方面入手進(jìn)行優(yōu)化：（1）對(duì)施工材料與施工技術(shù)進(jìn)行分析，找出疲勞損傷的高發(fā)部位，并采取針對(duì)性的措施。（2）在施工時(shí)落實(shí)疲勞損傷的基礎(chǔ)預(yù)防工作，延長(zhǎng)市政路橋的使用壽命。（3）提前設(shè)計(jì)相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，在出現(xiàn)疲勞損傷時(shí)能夠第一時(shí)間對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)，降低因疲勞損傷引發(fā)的事故概率。

4. 分析工程使用狀態(tài)，制定養(yǎng)護(hù)維修周期

設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)階段要通過(guò)分析以往的數(shù)據(jù)，做好市政路橋使用狀態(tài)的預(yù)測(cè)工作，在此基礎(chǔ)上制定相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)維修周期安排計(jì)劃，并設(shè)計(jì)好相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)維修工作任務(wù)，利用后期養(yǎng)護(hù)維修工作，提升市政路橋的安全性與耐久性。

五、結(jié)束語(yǔ)

市政路橋設(shè)計(jì)的安全性和耐久性對(duì)市政路橋的質(zhì)量有著重要的影響，要求設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作的過(guò)程中全面分析市政路橋的結(jié)構(gòu)體系，通過(guò)前期勘察工作、施工進(jìn)度設(shè)計(jì)、疲勞損傷預(yù)防措施、養(yǎng)護(hù)維修工作等措施提升市政路橋的安全性與耐久性，才能為我國(guó)人民提供更加優(yōu)質(zhì)的交通服務(wù)，實(shí)現(xiàn)市政路橋行業(yè)的健康和持續(xù)發(fā)展。