关于路桥结构设计的见解

姚 毅

（山西省交通规划勘察设计院，山西 太原 030001）

近年来我国公路建设飞速发展，给高速路桥的结构设计带来了更高的要求，例如沥青结构设计，高速公路沥青路面设计存在调查、研究深度不够，路面设计存在诸多不合理因素，导致破坏严重。在结构设计中的方方面面不合理，涉及厚度、材料等等，这些都会影响到路桥的功能。本文将做出探讨。

1 现阶段对于高速路桥设计的研究

现阶段面临的主要问题是关于路桥的只是理论认识不足，结构认识也不足，经济不断发展、社会不断进步，要求我们的工作要时刻保持创新，但是一些从事高速路桥设计的工作人员固步自封，不会用发展的眼光看待问题，再详细的规范也不能代替设计人员解决发展实际过程中的各类问题，在不同的环境和使用条件下、设计对象的不同，要求和结构的各方面都不同，这是一个贯穿始末的难题。新工艺、新技术、新材料对结构设计提出各种各样的新型条件，理论更新的速度远远不能赶超这个速度，缺乏创新和应用实践得不到满足的设计是近来面临的情况之一，设计人员偏重建筑完工时的结构以及预期所产生的使用能力，却没有充分的认识和考虑到时间对于高速路桥的侵蚀，高速路桥实际使用性能能否符合实际。

2 高速路桥性能差的原因

2.1 某些路桥设计对性能方面的要求比较低

目前，一些路桥设计人员片面的考虑设计因素，对于很多方面的实用性考虑不够，例如结构的整体性、耐久性和安全性，而桥梁工程是一个系统工程，有许多零散结构组成，不光是各个分开的结构自身满足安全性和耐久性，组合到一起构建为桥梁时更要满足这个条件。缺乏考虑造成结构整体性中延性不足，线路不明确导致局部受力过大，一些要件的厚度、构件截面大小、强度过低等等问题，这些问题无疑给路桥带来了严重影响，不论是安全还是耐久。很多高速路桥仅仅几年就因为耐久性出现问题进而影响安全性，但是这些路桥的设计之初都是符合规范要求的，耐久性是最现实的安全问题，如何采取措施加强耐久性在设计构造等角度上存在的问题，这对我们来说是巨大的挑战。

设计环节出现问题极容易引发桥梁坍塌等问题，桥梁坍塌带来的经济损失是巨大的，所以一定要把桥梁的设计细节化，强调性能的重要性，只有合乎规范的设计，才能使实用性得到保证。要保证设计人员具有高度的责任心，过硬的专业素质和实践能力，必须保证对高速路桥性能有正确认识。

2.2 对路桥的研究不重视有关损伤

桥梁所用的材料部分是有瑕疵的不合格的，在实际层面上，许多细小的缺陷充斥其中，这些缺陷一旦形成就不可恢复，宏观裂纹就会在材料上慢慢形成，这是因为结构的应力是循环变化的，这些来源一般是荷载，这些都是高速路桥的桥梁所承受的，这些变化引起结构振动，进而积攒疲劳，对结构造成影响。这些显而易见的错误如果持续下去不加控制，材料结构性的断裂是极有可能发生的。整个的结构不是疲劳损伤研究的全部，很多时候整个桥梁结构的毁灭来源于一些关键部位的局部疲劳。

例如，在桥梁的设计方案中，设计人员问题考虑的不够全面，导致一些细节设计影响了桥梁的整体构造。突出的一点是桥梁的计算公式和线路缺陷，导致在施工时没有明确的目标，使桥梁局部的承受能力超出，类似问题还有混凝土、钢筋质量等级差等因素，这些都会给桥梁造成安全性的威胁。

2.3 对路桥的工程进度一味盲求

迫于施工期限的压力，很多高速路桥施工单位为了压缩工期，许许多多的细节工作被忽略，设计初期由于调查研究不深入、不细致导致很多不合理设计因素的存在，这些缺陷将会降低路桥的安全性。路桥在施工和投入使用过程中，会受到各方面的影响和制约破坏，还有一些不能预料的因素存在，路桥的使用寿命也因为采用的材料退化而退化，损伤和劣化将一直成为各部分结构存在的问题，只是程度不同。

在建设高速路桥的过程中，期间产生的经济利益使施工单位变的盲目，施工中不惜使用劣质材料，还有不能达到相关质量等级的建材，施工质量根本无法保证，这样的施工环境给高速路桥的安全造成了相当大的威胁。施工过程中的任何细节都可能导致桥梁坍塌问题，不容小觑。

2.4 没有对路桥超载问题进行相应检测分析

超载可以引发结构破坏事故，在于桥梁疲劳应力幅度加大，超载导致这种损伤加剧，甚至有可能造成不能恢复的路桥内部损伤，桥梁无法在设计的正常荷载下工作，桥梁工作状态变化，路桥的安全性和耐久性可能受到危害。超载产生的原因一是变化了设计荷载和增加的交通量，交通量增加多来源于车辆违法营运，在我国公路运输中是普遍存在的问题，也是引发路桥疲劳的主要原因。

3 路桥设计必须谨慎

3.1 应当特别注重路桥结构的耐久性

20世纪80年代以来，中国修建了大量的高速路桥，出现倒塌和严重损害的事例到目前为止不多见，桥梁坍塌这种问题带来的麻烦不仅是使用障碍还有巨额的经济损失。这些都促使人们反思，路桥设计应该如何更好的发挥作用。合理的耐久性设计的缺乏，使有害实例不断增多。来自设计上的失误是除了施工和材料问题之前的必要原因。设计偏重结构计算方法，对总体构造和细节处理不好，对于怎样用易于操作的方式改善路桥耐久性缺少研究资料。今后应从耐久性的定量分析操作着重发展。

高速路桥的设计中一定要考虑到环境的影响因素，自然环境的变化会破坏桥梁的耐久性，这种对于桥梁耐久性的破坏实际上是对人民财产安全的威胁，一旦出现坍塌事故，建设路桥的经济和社会效益都会受到影响，并且范围广泛。我们在高速路桥的施工中要重点考虑耐久性，选择建材和工作人员要慎重，要把工作扎扎实实做好，杜绝隐藏的破坏耐久性的危害。

3.2 应对路桥疲劳损伤要有相应措施

早期的疲劳损伤很难被检测到，但是因为这个问题而带来的后果却是灾难性的，所以我们一定要对路桥疲劳损伤有足够的认识。疲劳损伤产生的细节及原因我们在上文都有涉及，但是目前没有得到足够的重视。在以后的路桥结构设计中，应深入研究调查，把疲劳损伤带来的危害降到最低。

要避免疲劳损伤延长路桥的使用寿命，这是我国面临的很严峻的道路问题，交通压力越来越大，路桥就担负着解压的作用，所以在路桥设计的过程中一定要把握好结构问题，加强减速管理，及时维修。把疲劳损伤降低到最小，延长高速路桥的使用。

4 结束语

在我国，高速路桥中最迫切需要解决的问题就是安全性和耐久性不足，但是我们的研究体系不成熟，研究不到位，我们需要积极借鉴国外的成功经验，应用到实际的建设中去，在实践中认真总结，找到适合我国国情的设计方法才是最重要的，管理经验也要不断革新，施工管理一定要加强，把损害从源头开始降低，要更加注重高速路桥设计和结构体系的构建，一切从安全性和耐久性出发。在路桥的设计与施工过程中，有一些问题是比较突出的，要妥善加以解决，例如一些问题对构件耐久性产生的影响有持久危害，在设计中要多加注意。再如泥岩地基问题的处理对于路桥结构有重要的作用。

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