关于路桥设计中的安全性和耐久性研究

田 浩

(山西通畅工程勘察设计咨询有限公司，山西 太原 030006)

路桥工程建设随着交通工程的快速发展而日益崛起，无论是工程规模还是要求都在不断提高，对路桥设计无疑提出了更高的要求，尤其是在保证路桥安全性与耐久性方面，亟需通过相关措施的采用来解决所有可能对安全性与耐久性造成的因素、问题。

1 路桥安全性与耐久性主要影响因素

1.1 方案欠合理

路桥设计中，保证其安全性与耐久性为基本要求，而决定路桥安全性与耐久性的关键是设计是否合理。在路桥工程建设中，设计是十分重要的环节，对工程建设质量有直接影响。部分人员在工程建设过程中，没有充分考虑施工和需求之间的结合，对工程建设施工造成影响，降低工程经济效益，并产生安全性与耐久性方面的问题。

1.2 施工能力不足

路桥一旦发生坍塌事故，将对人们生命财产安全造成极大威胁，调查与统计结果表明，近五年一共发生了30起桥梁坍塌事故，由此造成的伤亡与经济损失均无法挽回。路桥坍塌的主要原因为安全性与耐久性较差，而导致安全性与耐久性较差的主要原因是施工能力不足。

1.3 未对路桥养护引起足够的重视

路桥养护可以有效延长路桥使用寿命，提高路桥耐久性，所以路桥养护至关重要，必须引起足够的重视。然而，从当前的实际情况看，很多路桥建设参与单位都没有重视路桥养护，养护意识严重缺乏，工程建设完成后未能及时开展各项养护工作，导致路桥处于不利状态。

2 路桥设计中保证安全性与耐久性的措施

2.1 严格控制混凝土保护层的厚度

根据相关文件资料可知，钢筋施工作为路桥建设重要环节，其合格率不能低于95%。在实际工作中，要根据相关验收规范，对路桥工程特征进行深入考察，同时按照偏差的允许范围，对不满足要求的部分及时予以整改。对于梁板和拱桥保护层厚度实际偏差，应控制在±7 mm以内，对于路桥的墩台，为保证其坚固性，需将保护层厚度实际偏差控制在±8 mm以内。

2.2 做好混凝土材料的应用

钢筋如果和空气长期接触，并受到雨水的浸泡或冲刷作用后，将产生锈蚀，钢筋一旦锈蚀，不仅抗压及抗拉能力会大幅下降，直接对桥梁结构承载能力造成影响，对钢筋结构整体坚固性造成很大的影响，产生安全隐患或问题。对此，为防止钢筋锈蚀，对设计人员而言，应做好相关设计，保证混凝土保护层厚度合理性，满足规范和施工要求。除此之外，设计人员还需不断加强技术创新与新材料的应用，从而提高混凝土结构稳定性。以某沿海地区的路桥工程为例，在设计中应充分考虑潮湿条件下钢筋与混凝土容易产生锈蚀的特性，以此提高整个路桥结构的性能与质量。在条件允许的情况下，可使用高性能混凝土来取代传统混凝土，利用高性能混凝土具有的高密实度、高耐久性、高工作性和稳定性来防止钢筋受潮锈蚀从而保证钢筋混凝土结构的安全性延长其使用的耐久性。

2.3 加强对涂装设计的控制

在当前的路桥工程建设中，处于海洋、江河浸泡环境下的大型混凝土结构工程除了提高混凝土自身的耐久性外，还需采用附加防腐蚀措施。附加防腐蚀措施包括:阻诱剂、涂层钢筋、电化学保护、有机硅憎水剂、混凝土表面涂料等。其中有机硅憎水剂和混凝土表面涂料属于混凝土表面保护措施，阻止以水为载体的氯离子等有害物质渗透进入混凝土，以达到保护钢筋的目的。近年来经常有不同类型新兴技术与产品的实际应用，这和涂装技术不断增强有着密切的关系。首先，在材料选择时，为保证工程质量，浸镀锌厚度需按照90 μg控制，涂铝和镀锌的厚度都按照100～300 μg的范围控制，环氧富锌厚度按照小于8 μg控制，无机富锌厚度按照小于等于80 μg控制，水性富锌厚度按照小于80 μg的要求控制。热喷镀锌过程中，钢筋和镀锌层之间要有足够结合力，一般要保持在6～8 KPa范围内；热喷涂铝过程中，钢筋和镀锌层之间也要有足够结合力，一般要保持在10～17 KPa范围内。除此之外，环氧富锌和钢筋之间的结合力要达到2.3～2.7 KPa，无机富锌和钢筋之间的结合力要达到4～5 KPa，水性富锌和钢筋之间的结合力要达到2～3 KPa。为防止和空气当中含有的物质发生化学反应，使钢筋或钢板产生锈蚀，在设计中就要充分考虑涂层材料选择，通过选择适宜的涂层材料来延长钢筋及钢板实际使用寿命。从而提高混凝土结构自身的耐久性。

2.4 引入先进的技术手段与管理方法

如今，电子信息技术正快速发展，这对设计和管理人员而言，除了能采用这些先进技术进行日常监督，还能提高信息处理水平，保证信息传输效率和质量。路桥工程建设过程中，应高度重视和先进技术之间的结合，最大限度发挥各项先进技术的作用功能，通过对先进技术的合理应用使路桥的设计方案得以全面优化。比如，为提高路桥工程建设质量，除了要对工程设计引起足够的重视，还应加强实际的管理力度。在预应力管道的设计与施工过程中，应对其预拱度设置与调整引起足够重视，同时以此为基础确定适宜的张拉强度，加强对拱度的有效控制。在此环节当中，可利用计算机软件进行，根据实际情况进行必要的模拟实验，采用实验的方式除了能保证生动性，而且效果相比于传统的方式更加显著。另外，对路桥的下部结构进行施工的过程中，应严格按照规范的路程进行，和施工实际情况应做到完全相符，防止设计和人为方面的因素对工程建设造成影响，需对施工中包含不同结构坐标实施反复的确认，以保证实际工程质量和路桥结构的安全性及耐久性。

2.5 充分吸取国内外相关成功经验

尽管在路桥工程的建设方面我国在最近几年得到了突飞猛进的发展，但在实际情况下，依然存在一些不足和问题，对路桥工程建设质量及设计成果的安全性及耐久性造成影响。对于此，可充分参考借鉴国内外相关成功经验，通过对这些成功经验和案例的学习掌握，除了能延长路桥结构使用寿命，还能帮助相关技术人员准确且全面的树立起观念意识，从设计中的不同方面入手保证路桥设计的安全性及耐久性，在实际工作中应和相关部门之间做好联系沟通，无论相关规章制度或管理水平，都需要得到不断的提高与完善，借鉴和学习先进的做法及技术方法，为国内路桥工程建设和设计提供参考借鉴，起到促进工程建设与设计不断发展的作用，保证路桥设计成果的安全性及耐久性。

3 结束语

综上所述，在路桥工程建设发展进程中，路桥施工工艺和技术都取得了很大的进步和提高，也创造了一个又一个的大国工程，工程质量的进步也提高了设计单位的设计水平和能力，作为一名设计人员也在不断的进步与成长。而路桥结构的安全性及耐久性作为关键性的控制要点。作为设计人员首先需要分析可能对路桥建设质量及安全性、耐久性造成影响的因素，然后采取多元化的措施加以改进。另外，由于路桥建设是一项复杂性与系统性都很强的综合工程，所以需要不同部门之间做好沟通和配合，设计单位在精心设计施工单位按规范化施工的同时，加大社会监理和政府监督力度，各部门协同工作，以此保证工程建设得以顺利完成，并达到预期的安全性与耐久性。