关于路桥设计中的安全性和耐久性研究

裔传硕

【摘要】目前路桥设计中过分的追求强度，而忽视了耐久性问题。本文就以此为出发点，结合工作实际，对当前市政公路桥梁设计中的安全性和耐久性设计问题进行分析论述。

【关键词】市政公路桥梁；市政公路桥梁设计；安全性；耐久性

引 言

市政公路桥梁的设计问题关系到城市的良性发展，需要引起高度的重视。对于市政公路桥梁来讲，设计中最重要的就是要保证安全性和耐久性，确保公路桥梁的使用年限。针对在实际设计过程中存在着一定的问题，本文对这些问题进行具体的分析，并指出解决的措施，以更好的提升公路桥梁的安全性和耐久性。

一、路桥设计中出现安全性及耐久性问题的原因分析

1、设计人员对安全性和耐久性的重视程度不足

在路桥设计过程中安全性及耐久性往往是需要被考虑和重视的，但在现实设计中却没有过多的被考虑和重视，其主要原因之一就是设计人员对安全性及耐久性没有系统的概念。由于路桥所在地区的不同，地理环境及交通流量也存在着很大的差异，而在设计之前，设计人员没有进行充分的实地考察，对工程地质条件及地基承载能力没有充分了解，同时也没进行交通分析及交通流量预测，导致在设计中出现纰漏，影响到路桥后期的使用，缩短路桥使用寿命及给人们出行安全埋下隐患。

2、设计中没有充分的考虑路桥疲劳损伤程度

所谓的路桥的疲劳损伤是指动荷载（路桥结构所承受的车辆荷载和风荷载）在路桥结构内部产生一定的循环变化的应力，从而对路桥造成一定的结构振动和路桥损伤。路桥的损伤是由路桥存在的一些微小的缺陷逐步发展合并而成的，在很大程度上会造成材料和结构的脆性裂断。路桥疲劳损伤问题非常严重，常常由于该问题的存在，造成多起重大安全事故。而在实际设计过程中，很多设计人员却没有充分考虑路桥的疲劳损伤程度，进而无法在结构上以及材料等设计方面进行考虑，最终导致路桥材料和结构的裂断。

3、设计材料缺乏实用性及合理性

在路桥结构设计过程中，材料的选用不仅涉及到工程的质量安全，而且会严重影响整个工程的经济成本效益，许多材料一旦在施工中被投入使用，就无法挽回其因质量不合格而引起的安全经济的损失，所以在道路、桥梁工程设计之初就应该结合现场实际情况，对所需材料进行反复地验证对比，找出经济质量最优的材料，否则因一时大意疏忽，选错了工程材料，将会给后期的施工过程带来严重的麻烦。

4、忽视路桥养护工作

要想确保公路桥梁的安全性和耐久性，一定要强化养护工作，这是不容忽视的。但是从当前的情况来看，当道路与桥梁竣工验收合格交付使用后相关部门对于养护工作又缺乏重视程度，尤其是政府将重点放在了施工环节，这样多重影响因素下就导致市政公路桥梁的安全性和耐久性受到了一定的威胁。

二、提高路桥设计安全性与耐久性的具体措施

1、完善设计规范，引入耐久性设计新概念

目前我国现行规范理念的侧重点仍在于继续强调结构设计和施工的安全性，这种基于承载能力的设计方法可以保证结构的安全性，但是却忽略了耐久性，在桥梁运营期间，因结构耐久性引起安全性问题的现象已不容忽视，因此必须转变设计理念，引入结构耐久性设计，完善设计规范。所谓结构耐久性设计，其核心内容是桥梁的安全、经济、合理的使用年限问题，也即寿命期问题。欧美等国家已经开始着手制定基于性能的设计规范（performance-baseddesigncode），这是一种基于耐久性要求、全寿命设计和可持续理念的设计规范。

2、加强对路桥的安全性和耐久性设计的重视度

首先，在设计前设计人员需要做好实地勘察工作对所设计的路桥的地质环境做到心中有数，并且进行地质环境资料的收集和整理，分析当地的环境对路桥建设的有利因素和不利因素，并且在设计过程中，充分地利用有利因素，有效的规避不利因素，确保路桥设计的安全性和耐久性。其次，针对路桥结构的安全性及耐久性问题，设计人员在对路桥设计过程中，应该对路桥整体结构的寿命和各个构件的寿命进行综合性的整体把握，确保路桥层次及结构设计的科学和合理，通过重点把握路桥层次及结构的设计，能够有效延长路桥的使用寿命，提高路桥的设计质量。

3、合理选择材料

在设计过程中一定要采用符合规范要求材料并考虑到当地材料供应，尽量做到能够选取挖取方便，压实容易，强度高，水稳定性好的材料。同时优化水泥混凝土及沥青混凝土的配合比设计，使其弯拉强度、高温稳定性、低温抗裂性等各项指标满足要求。对于桥梁设计我们注重水泥混凝土、钢筋、桥梁伸缩装置选用等。有针对性地选择桥台后填料，提高桥头路基压实度。如采用砂石料等固结性好、变形小的填筑材料处理桥头填土。

4、充分重视路桥的超载问题

道路桥梁出现超载主要有三种情况：首先，车辆出现违规超载现象；其次，路桥通行的车流量超过了原来的设计；最后，早期的路桥服务年限较长，负载运营。后两者出现的原因是设计荷载与交通量的变化。超载现象会使桥梁的损伤程度加重，甚至会出现一系列的破坏事故。由于超载而引起的桥梁内部的损伤是不容易恢复的，这就严重影响了路桥的使用，使其安全性与耐久性受到影响。

5、保证结構的冗余设计、整体性、连续性

桥梁大多属于杆系结构，在设计过程中应保证结构整体性和连续性，使构件截面变化均匀、平顺，这既符合美观性的要求，也可以提高结构的强度、刚度、稳定性。在设计过程中采用冗余设计可以桥梁更好的面对那些可能发生的问题，结构拥有了安全储备，就对局部损伤和变形有了较好的抵抗能力，这一点尤其适合我国超载现象严重的情况，此外，冗余设计还可以在某些偶然荷载如地震、爆炸等情况下给于结构抗倒塌的能力。

6、完善道路与桥梁养护工作

路桥的安全质量直接影响到人们的生命财产安全，然而路桥日常养护和管理工作是当前公路工程养护管理工作中最为薄弱的一个环节，相关管理部门要加强对路桥养护的重视，只有这样才能更好地开展路桥养护管理工作，处理好路桥管养过程中遇到的各种问题。在路桥工程的日常管理工作中，一定要提高整个养护队伍全体人员的综合素质，制定一系列完善的规章制度，定期开展路桥检查和维护工作，如有必要还需对路桥进行改造，这样便可以有效提高路桥使用过程中的安全性和耐久性，为人们创造更好的出行条件。

7、积极借鉴国外的经验和成果

在国外，非常重视对结构物进行性能设计（ 即 PBD，Performance Based Design），内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD 研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外，尚应有良好的使用性能（包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等 ）。就其本质而言，国外的 PBD 理论，主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能，分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律，寻求新的结构设计理念和方法。

结束语

本文主要针对于关于路桥设计中的安全性和耐久性进行了相关方面的分析和研究，通过本文的探讨，我们了解到在进行路桥设计过程中通过有效的分析路桥可能出现安全性和耐久性问题的原因，并且有针对性的进行精心设计，能够确保路桥设计的安全性和耐久性，有效提高路桥设计的质量，确保路桥设计工作的顺利完成。

参考文献

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