公路桥梁设计中的安全性和耐久设计解析

杜良敏

摘要：从上世纪末期，我国的公路桥梁设计方法和理念都发生了变化，在中西方的科学技术交流下，我国的公路桥梁设计工程建设进入了快速发展期。此阶段，我国的路桥工程的建设规模和数量不断扩大，随着公路桥梁的科学运营，桥梁的设计数量越来越多，我国的交通事业发展一路向前。在经济高速发展的背景下，建筑工程产业的竞争力加强，工程经济性要求越来越高，人们的生活水平提高，车辆通行率变大。这些因素加重了桥梁设计的难度，加速了公路桥梁老化，对其安全性、耐久性提出了极大的挑战。对此，相关设计人员要采用科学有效的措施，积极解决可能面临的问题，进而保证公路桥梁的综合建设价值和目标。

关键词：公路桥梁设计;安全性;桥梁耐久性

引言

伴随着如今时代的全面发展与进步，路桥工程的施工与建设规模也在持续扩张，所以影响工程设计安全以及耐久性的因素类型也在持续增多，面对诸多的挑战，相关的技术工作人员也需要在设计方案当中不断革新相关的理念与技术，以更好保障设计工作的品质水准。

1保证公路桥梁设计安全性、耐久性的意义

对于公路桥梁来讲，公路桥梁是供公路或市政道路跨越河流、山谷或其它交通线使用的具有承载力的专门的人工构造物，具有连接不同地面交通的功能。在改革开放以后，随着我国交通建设速度的不断提升，使得其规模、数量等方面有了明显的提升。但是因受到社会快速发展的影响，对交通质量、功能等方面的要求有了明显的提升。尤其是对于公路桥梁的安全性与耐久性来讲，直接影响到了后期的使用。公路桥梁安全性是从桥梁的结构、承载能力等方面的评定，而在对桥梁质量进行评定时，则是从结构合理性、结构重要系数等来提出的，在安全模型、采集数据样本等环节中则需要针对应力、扭矩等进行分析。公路桥梁的耐久性则是从正常条件下桥梁在正常使用状态时的时间长度和频率、次数。在理论层面中则是针对材料、工艺含量等来说的。可以说公路桥梁的安全性、稳定性属于同一问题中的两个层面，不论是哪一个层面，一旦出现问题都会对群众的生命财产安全产生直接的影响。加之公路桥梁有着投资大、周期长等特点，如果在开展建设施工前没有做好全面的规划与设计，那么势必会在后期施工中出现秩序混乱、交叉施工等问题，甚至还会对经济效益、社会效益等方面产生出一定的影响。因此在公路桥梁设计中需要從整合文献资料出发，做好实践调查与研究工作，找出目前公路桥梁设计中存在的问题，在转变传统设计思想与认知的基础上做好调整工作，确保公路桥梁设计的合理性，满足施工要求。

2公路桥梁设计中的安全性和耐久设计解析

2.1上部结构的设计

桥梁上部结构的设计需要考虑到全桥受力、技术可行性和成本等方面的需求。对于建设在平缓地形区的中小型桥梁，可采取简支空心板结构，因为其具有操作便捷、跨度小的特点，所以，在保证桥梁质量的同时还可减少成本投入。但是，考虑到简支空心板桥梁在高海拔山区建设环境中缺乏可行性，且其不仅跨径难以满足施工要求，而且深沟高跨比在技术方面也缺乏合理性。通常情况下，根据山区高速公路的建设条件，宜选择预制T梁结构。同时，在设计工作中，还可以适当加大跨径，以发挥出预制T梁结构施工便捷、成本较低的应用优势。但需注意的是，若T梁作为曲线梁，此时该结构的平衡受力能力则会偏弱且不具备足够的抗扭能力，故产生的弯矩将会对下部结构造成显著影响，从而导致其形成不平衡力。鉴于此，在小弯矩曲线桥工程中，可采用直梁结构，并在许可范围内适度调整翼缘板的宽度，以更好地优化曲面桥的平面线形，尽可能缓解T梁桥弯矩作用。

2.2做好荷载分析设计

公路桥梁设计中，荷载问题十分重要，若超荷载，桥梁的耐久性和稳定性都会降低，桥梁的结构也会受损。从现有的超载问题来看，目前公路桥梁的超载分为三种情况：第一种是公路桥梁的运营时间过长;第二种是实际投产运输现状已经超过了设计的车流量;第三种是车辆频繁超载的问题。在长期的高负荷运转下，公路桥梁的内部结构会积累应力，长此以往造成严重的结构性损伤，甚至无法进行修复工作，为后期的行车造成直接危害。此外，在后期的桥梁运营通车环境中，车辆的荷载量都能够被科学控制，且不存在超载的问题，在外界的环境影响下，桥梁内部结构的应力分布也会出现一些明显的变化，最终对公路桥梁的安全性、耐久性等造成影响，而在外部频繁、集中的荷载影响下，公路桥梁的内部零部件的弯矩、强度也在减少，严重时会产生一定的形变或者裂隙，直接影响了公路桥梁的稳定性和耐久性。对此，相关单位要积极关注公路桥梁频繁出现的超载问题，科学控制车流量，及时控制车辆违规超载问题。

2.3全面考究路桥建筑负荷超载的情况

路桥建筑的设计工作人员在开展方案调整过程中，需要充分依据路桥建筑不同的负荷超载产生的因素，运用有针对性的改善举措。路桥项目产生负荷超载情况整体归纳起来，主要包括以下几方面的核心因素：倘若路桥建筑正式投入运用的周期相对较长，则大概率会产生超龄负载的问题;桥梁建筑在正式投入使用之后，由于其需要承载较大的交通负荷力量压力，最终导致整体超出工程初期设计车力量的情况;在路桥建筑上行驶的车辆的超载问题高频次发生。路桥建筑工程内部架构由于较长周期超负荷累积会产生架构性的损伤，这也导致后期的调整难度相对较高。即便是桥梁之后的运作通车可以依据设计的整体交通流量，同时没有出现高频次的车辆超载行驶的状况，路桥建筑架构的内部应力也会不断改变。

结语

总而言之，随着经济建设的进一步发展，我国公路桥梁的运行负担正在日益加重。在这样的背景下，需要公路桥梁工程建设具有更高的质量保证。这就需要在公路桥梁工程进行实际的设计时，多关注公路桥梁的安全性和耐久性，将更多先进的设计理念以及相关的设计创新方法合理地应用到公路桥梁的设计之中，从而使得所设计出来的公路桥梁具有更高的质量水准，在更好地保障出行人员安全的前提下，进一步提升公路桥梁工程建设的安全性和耐久性。

参考文献

[1]姜会玲.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（06）：20-21.