公路桥梁设计的安全性和耐久性研究

2018-03-31马运朝杨国民

四川水泥 2018年10期

关键词：耐久性安全性现象

马运朝杨国民

（1 湖北交通职业技术学院，湖北武汉 430079；2 湖北交通职业技术学院，湖北武汉 430079）

0 引言

桥梁设计不合理是导致公路桥梁安全性和耐久性不达标的主要原因之一。而安全性和耐久性较差的桥梁往往会在达到使用年限之前出现诸多的问题，为了实现提高公路桥梁质量的目的，就必须加强对于安全性和耐久性的研究。

1 安全性及耐久性的影响因素

（一）设计因素

从我国公路桥梁的设计现状来看，“重研究，轻实践”的现象较为普遍，从而导致设计出的公路桥梁无法达到预期的使用标准。实践经验不仅仅是指设计桥梁的的工作经验，还要包括在公路桥梁工程当中参与施工的经验。只有当设计人员积攒下充足的经验之后，才能逐步提高自身的设计水平，确保所设计出的公路桥梁能够达到预期的安全性和耐久性。但在实际当中，部分设计人员过于重视对于理论数据的研究，片面重视桥梁结构强度的计算标准，并不会在设计的过程中考虑到客观因素对公路桥梁质量的影响。此外，有的设计人员并不会在开展设计工作时考虑公路桥梁的综合性能，过于重视公路桥梁的某种指标，从而导致其他指标无法达到基本标准。当公路桥梁在设计方面存在问题时，其存在的问题会在施工及投入使用后无限扩大，最终造成严重的经济损失和不良的社会影响。

（二）施工因素

施工因素对于公路桥梁的安全性及耐久性影响主要体现在以下几个方面：一是施工单位的技术水平不足，施工单位无法充分体现公路桥梁设计原理，从而导致公路桥梁的实际情况与设计方案有着较大的差异性。二是技术应用存在不规范性。导致出现技术应用不规范的主要原因在于施工人员的技术能力不足和施工现场的监理力度不足，常见的不规范操作包括混凝土配合比例不当、预应力钢筋张拉不足等。根据相关统计显示，施工因素是导致公路桥梁安全性下降的主要原因。此外，个别施工单位会为了自身的经济效益，而在建设公路桥梁工程时选择一些质量较差的施工材料，从而导致建成后的公路桥梁出现质量问题。

2 提高公路桥梁设计安全性和耐久性的措施

（一）转变设计理念

设计理念是公路桥梁设计工作开展的主要依据。现阶段我国的公路桥梁设计理念存在诸多的弊端，且与欧美等国相比具有一定的滞后性。为了实现对于设计理念的完善和转变，就必须加强理论研究，积极吸收国内外先进的设计理念，并结合公路桥梁工程的实际情况对其进行适当的调整，如公路桥梁所在位置的地势情况、气候情况等，确保所应用的设计理念具有较强的实用价值。需要注意的是，公路桥梁的设计理念必须从实用性和经济性两个角度出发，要在确保公路桥梁质量的基础上，不断对建设成本进行控制。

（二）重视施工材料的选择

在开展公路桥梁设计工作时，设计人员必须充分考虑施工材料对于公路桥梁安全性和耐久性的影响。一般情况下，我国的公路桥梁多数会以钢筋混凝土材料为主，少数公路桥梁则会选择碳纤维混凝土材料。无论是选择何种的施工材料，必须确保材料的质量能够达到预期的强度标准，并根据公路桥梁所在位置的气候变化情况对混凝土比例进行选择。

（三）重视桥梁结构的科学性

公路桥梁的结构组成会影响到整体的可靠性以及使用寿命，因而设计人员必须充分认识到桥梁结构的重要作用，并在设计桥梁结构时始终遵循科学的基本要求。首先，设计人员需要根据桥梁的设计标准以及施工现场的情况进行深入的分析研究，最终选择具有适用性的桥梁结构。我国的公路桥梁结构类型主要分为两类：一是大跨度桥梁。顾名思义，大跨度桥梁具有跨度较高的特点，其施工难度较高，施工周期较长，资金投入较大，应用频率相对较低。二是标准跨度桥梁。标准跨度桥梁是我国交通网络中应用最多的桥梁结构形式，国内对于标准跨度桥梁的研究较多，施工经验丰富，基本已经形成了系统的设计体系。不同的桥梁结构类型的设计要求及设计重点也存在较大的差异性，但影响桥梁结构的因素却基本相同。

（四）重视超载现象

超载现象对于公路桥梁的危害较大，尽管我国的交通部门出台了多种措施对超载现象进行控制，但却无法从根本上避免超载现象的出现。由于我国国土辽阔，交通网络复杂，公路桥梁的数量较多，仅仅依靠交通部门及公路桥梁管理部门是远远无法达到控制超载现象出现的目的。因此，相关部门必须加强对于超载现象危害性的宣传工作，让广大人民群众意识到超载现象对于公路桥梁的危害性。从实际情况来看，常见的超载现象主要包括以下几种：一是公路桥梁的实际荷载能力超过了预期的荷载能力。导致这种现象出现的主要原因在于设计及施工环节，从而使得公路桥梁的荷载能力没有达到预期的设计标准，且桥梁管理部门无法及时发现这种状况，所以导致公路桥梁长期处在超负荷运转的状态。二是车辆超载。车辆超载指的是部分通过公路桥梁的车辆存在超载问题。一般情况下，车辆超载只要能够低于公路桥梁的荷载量，对桥梁的质量及寿命的影响较小。但在车流量密集的时间段，车辆超载对于公路桥梁的负面影响也会随着荷载量的提高而上升。例如：2010年8月8日，一辆超载货车在通过广东省阳山青莲公路桥时，由于其自身质量超过了公路桥梁的路面承载量，导致桥梁路面出现了大面积塌陷的情况。这种情况不仅仅危害到了人民群众的人身安全和财产安全，更会导致交通拥堵现象的发生，给人民群众的出行造成极大的不便。三是桥梁的荷载能力下降。当公路桥梁的使用时间较长时或者长期处在超负荷运转的状态时，桥梁的荷载能力会随之下降。

（五）提高对于耐久性设计的重视程度

忽视耐久性设计，重视结构强度是我国公路桥梁设计工作中的一种现状。此外，当公路桥梁竣工之后，工程的验收部门及质量检验部门也会将桥梁结构强度作为主要的检查方向。桥梁在投入使用之后，对于结构强度的检修和维护工作也是重点。由此可见，忽视耐久性的情况从设计环节一直延续到了养护环节，这也在无形之中降低了桥梁的使用寿命。

（六）重视客观因素对安全性和耐久性的影响

客观因素指的是除设计和施工因素之外的其他因素，如自然降水、大风、锈蚀现象、汽车附加桥梁的应力等。外界因素对于桥梁的影响存在隐蔽性和轻微性的特点，虽然并不会直接危害桥梁质量，但却会持续对桥梁造成伤害，并致使桥梁性能下降。因此，在设计公路桥梁时，设计人员必须充分考虑外界因素对于桥梁安全性和耐久性的影响，不能仅仅依靠桥梁的设计要求作为主要的设计标准和依据，并在条件允许的情况下适当添加防护体系，降低客观因素对于公路桥梁的危害。