公路桥梁设计中的安全性和耐久性探讨

摘  要：近年来，随着功能桥梁数量的持续增加，为确保功能桥梁设计的整体质量，应将安全性和耐久性要求与公路桥梁设计相融合，以此来为公路桥梁的整体质量以及使用功能提供保障。基于此，本文以功能桥梁设计现状为基础，结合功能桥梁安全性和耐久性影响因素，提出相应的改进措施。

关键词：公路桥梁设计;安全性;耐久性;改进措施

中图分类号：TU7    文献标识码：A    文章编号：2096-6903（2020）09-0000-00

1 公路桥梁设计现状

1.1 设计理念滞后

近年来，虽然我国公路桥梁施工工艺得到了快速发展，但其相对应的设计理念却未能实现同步发展，与国际先进水平相比仍存在较大差距。设计理念的滞后导致设计工作者在进行公路桥梁设计时，将公路桥梁的安全系数取过大值，此种情况一方面会导致公路桥梁设计的经济合理性相对降低，另一方面也会导致设计方案中对公路桥梁的耐久性存在一定忽视情况，这不利于保障设计方案中公路桥梁的耐久性。

1.2 设计理论不完善

现有的公路桥梁设计理论大多集中于桥梁的静态设计方面，即对公路桥梁在施工过程中所涉及到的诸多力学性能进行相应定义，而对于公路桥梁的动态设计理论则存在着一定的缺失，该种情况导致设计工作者在设计过程中对于公路桥梁在运营期间随着时间的不断推移，公路桥梁的整体结构、材料的力学性能等诸多变化情况的相关考虑相对不足，从而在一定程度上影响到工程桥梁的质量及使用寿命[1]。此外，在成本控制方面，现有的设计理论大多是对公路桥梁施工期间的成本控制进行考虑，而对于桥梁后续运行中的养护、维修等诸多环节的成本控制则存在一定的忽视。

1.3 设计方案不合理

通常来说，在进行公路桥梁设计时应对技术可行性、成本控制等诸多方面的内容进行综合考虑，并依据相关行业规范及国家标准的要求来合理选择安全系数。但结合实际情况来看，如今很多公路桥梁设计方案都过于侧重安全性设计，而对于桥梁整体结构体系、使用材料、实际耐久性以及后续运行过程中的各种干扰因素所造成的影响的考虑则存在一定的不足。如此便导致公路桥梁在运营期间极易受到各种因素的影响，进而导致公路桥梁的安全性和耐久性无法达到设计预期。

2 公路桥梁安全性与耐久性的影响因素

2.1 设计因素

现如今，大多数设计工作者都存在着“重理论，轻实践”的情况，也就是说虽然对于设计与施工相关的理论性内容有着较为深入地研究，但对于具体施工经验却存在着相应欠缺。然而事实上，一名优秀的设计工作者不仅需要具备丰富的理论知识，还需要具备一定的施工实践经验，如此才能够对施工以及后续运营过程中可能发生的各种情况进行充分考虑。但结合实际情况来看，设计工作者在设计过程中主要侧重于对桥梁力学性能进行研究与设计，而对于施工以及后期运营过程中可能会出现的各种施工问题则很少会进行考虑，或者是在考虑过程中集中于某几项指标，因此其综合考虑效果不足。

2.2 施工因素

施工作为公路桥梁工程的执行环节，其将会对公路桥梁的安全性和耐久性造成直接影响。通常情况下，施工环节存在的影响情况主要集中在以下几方面：其一，施工单位技术水平不足。施工单位施工经验和技术水平不足将会直接导致施工中对于重要节点和关键技术的施工控制不到位，致使公路桥梁留有质量隐患;其二，施工操作不规范。由于技术交底不到位、监管不充分或者施工人员未按照设计方案进行施工，使得公路桥梁施工过程中极易出现预应力拉张和混凝土养护不到位等操作不规范情况[2];其三，偷工减料。部分施工单位为能够获取最大限度的利用，会在施工过程中将设计方案中的规定材料私下更换为质量差、价格低的材料，或者是在施工过程中不严格安装设计方案进行施工。上述集中常见情况均会导致功能桥梁安全性和耐久性受到严重影响。

3 公路桥梁设计安全性和耐久性改进措施

3.1 做好前期勘察

勘察资料作为公路桥梁设计的重要依据，其真实性和有效性将会直接影响公路桥梁的整体设计成效。因此，在进行功能桥梁设计前，设计工作者应随同地质勘察人员一同对建设区域全面考察，并在考察过程中对考察结果进行详细记录，充分考虑各种可能会对施工以及后期运营造成影响的不利地质因素，后续设计工作提供支持和参考[3]。

3.2 转变设计理论

设计理论作为设计工作的重要指导，其需要结合当今功能桥梁设计的实际需求进行设计理论的合理转变和加强，并在此过程中对国际上先进的设计理论进行充分吸收，与实践经验相结合，保障设计理论的合理性和有效性。此外，在进行设计理论转变时还需要以公路桥梁的安全性、耐久性为出发点，确保新设计理论能够满足桥梁安全性、耐久性设计的相关要求，最终保障桥梁的全阶段质量。

3.3 完善设计方案

3.3.1 结构与选材

公路桥梁的设计结构和选材均会对公路桥梁的安全性和耐久性造成极大影响。因此，在设计过程中，设计工作者应结合建设区域的地质、地形、气候等诸多条件因素，合理选择公路桥梁建设材料、完善设计结构，并且为后续施工提供指导，设计工作者还需要对各种材料的质量、规格以及产地等诸多内容进行严格限定，在一定程度上避免施工中的偷工减料情况。

3.3.2 重视疲劳损伤设计

在公路桥梁运营期间，随着时间的不断推进，公路桥梁所承受到载荷变化将会引发公路桥梁结构的振动，长此以往之下便会导致公路桥梁出现疲劳损伤问题，该些问题在积累到一定程度上以后便会导致公路桥梁出现裂缝等严重质量问题，最终影响公路桥梁的安全性和耐久性[4]。对此，设计工作者需要以设计方案为基础，通过仿真模拟技术等新型技术对设计方案进行仿真模拟，确定公路桥梁在后期运营过程中出现的各种疲劳损伤情况，进而对设计方案进行优化，避免因疲劳损伤引发各种严重的安全性和耐久性问题。

3.3.3 提高设计载荷

现如今，很多公路桥梁都面临着承受载荷超过设计载荷的情况，该种情况将会严重影响公路桥梁的安全性和耐久性。对此，设计工作者需要在设计过程中保障功能桥梁综合效益的情况下，提高公路桥梁的设计载荷，降低超载问题对公路桥梁安全性和耐久性造成的影响。此外，设计工作者还应结合功能桥梁设计载荷情况，合理计算公路桥梁的限高和限重，避免过高或者过重的车辆在公路桥梁中行使，从而对公路桥梁的安全性和耐久性造成影响。

4 结语

随着社会经济的不断发展，如今公路交通网络的运行负担也在持续增长。在此背景下，应将公路桥梁的安全性和耐久性要求融入到公路桥梁设计过程中，并以此来对公路桥梁施工以及后期运营过程中所存在的诸多影响其安全性和耐久性的因素进行考虑，提供相应的应对措施，同时基于新型设计理论和设计理念，在新型技术的支持下，对设计方案进行优化和完善，提高公路桥梁的安全性和耐久性。

参考文献

[1] 姜會玲.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J].工程建设与设计，2020（7）：124-125+128.

[2] 赵耿.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2019（2）：124.

[3] 曾维孟.公路桥梁设计中存在的安全耐久性问题及应对策略[J].建筑工程技术与设计，2018（6）：2095.

[4] 何诗瑶.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].建筑工程技术与设计，2018（4）：598.

收稿日期：2020-07-11

作者简介：王彤（1986—），男，山东济宁人，本科，工程师，研究方向：桥梁设计。