市政道桥设计中的安全性和耐久性

2021-08-13刘芳

商品与质量 2021年30期

刘芳

安庆市建筑工程施工图审查有限责任公司安徽安庆 246000

在我国经济持续发展下，城市化进程的加快，使得人们对于交通出行提出了更高要求，市政道桥作为基础性交通建设工程，在数量、规模随之提升情况下，也面临着一定问题。道桥设计作为施工的基础与前提，怎样合理科学的设计道桥基础工程，提高施工可操作性，保障投入设计成果后美观大方、安全性高、使用寿命长，仍需设计师加强研究。

1 市政道桥设计安全性与耐久性价值

道桥安全性体现在极限承载力，结构安全性与结构重要洗漱、安全等级及结构组合荷载均有密切联系，设计验算等也需要从结构扭矩、弯矩及应力方面综合考虑[1]。道桥耐久性则是指正常应用桥梁极限状态，与桥梁结构安全相比，耐久设计则要求更高，更为复杂，涉及结构材料组成、质量、等级等多个方面，如最小水泥用量、最大水灰比、氯离子含量、混凝土强度等级、结构裂缝、碱含量、挠度等，均会影响道桥耐久性。

现阶段，我国道桥工程建设规模、数量均不断增加，推动了社会经济发展的基础上，也在建设工程与使用过程中产生更多安全事故。如，应用某些道路工程中，产生路面塌陷或桥梁坍塌情况，不仅会威胁人们生命安全，还阻碍了各地区一体化经济发展。根据分析可知，道桥工程安全事故产生原因在于以下几点：一方面是设计方案存在缺陷，结构、材料等有所不足，影响了道桥设计安全性；另一方面则是施工企业未能有效落实设计要求，人员素质较低，造成施工中埋下了安全隐患，动摇了道桥工程根基。因此，相关部门需加强道桥工程设计，通过完善设计方案，方可为道桥工程质量提供支持，维护出行安全。

2 市政道桥设计中的安全性和耐久性措施

2.1 注重材料设计

在道桥设计中，水泥作为混凝土材料之一，其质量对于混凝土承受强度、使用稳定性具有直接影响。如，硅酸盐水泥与粉煤灰水泥存在化学成分差异，导致两者稳定性、强度参数有所不同，投入项目后对道桥施工质量也有所影响。所以，需结合道桥施工地区的水文特征、温度、环境等选择水泥[2]。并且，在水泥搅拌中，按照设计试验结果添加外加剂，减缓混凝土碳化速度，合理控制水灰比。分析混凝土含气量（见表1），面对高强度混凝土水灰比使用指标较小，如若水灰比较高，则会降低混凝土强度与密实度，导致外部腐蚀性气体进入工程内部结构中，进而影响工程质量，需对水灰比严格控制，为混凝土稳定性、强度提供支持。

表1 混凝土含气量（%）

2.2 注重疲劳损伤

道桥结构在风荷载、车辆荷载、人为、地震等因素下，不仅会造成内部道桥结构不断积累疲劳应力，引发疲劳损伤，还会受到道桥施工不均匀性与非连续性影响，加上以上荷载反复作用，导致道桥路面产生宏观裂纹，造成脆性结构破坏。面对道桥疲劳损伤，设计人员一是将目光放在混凝土疲劳环节、耐腐蚀性方面，工作内容以耐久性、安全性设计为主，规划设计张，做好水文特征、地质地貌勘察工作，设计初期即辨别可能造成疲劳损伤的因素，采取措施对其加以控制，保证设计合理性与科学性；二是分析道桥承受荷载最大能力，借助施工技术、施工设备、施工工艺等全面分析道桥结构应力，减少疲劳损伤；三是设计过程中采取虚拟技术演示和还原工程设计，通过3D打印技术探究部分磁疗强度、安全及耐久性，实现设计质量与效率的全面提高。

2.3 注重抗震设计

在道桥结构中，为避免地震影响道桥工程稳定性，则应当加强抗震设计。结构可应用隔震支座，通过隔震支座或减震制作，提高台、墩和梁体之间连接部位阻尼与柔性，进而将桥梁地震反映减小，且减小台、墩承受水平地震力。并且，还能借助桥墩延性实现减震设计，将部分位置延性提高，发生地震后即可可形成稳定性较强的延性塑性铰，以延长结构应用周期，耗散地震能量。同时，还可以采取新型减震结构，即为型钢混凝土，在混凝土上包裹型钢，提高混凝土抗剪承载力，促进延性提升，以提高抗震性能。该结构不仅可分散、吸收地震能量，还可以产生隔绝能量作用，减小道桥地震反应，控制结构变形在弹性合理范围中。

2.4 注意应用新技术

现阶段，道桥工程设计中部分存在数据准确度不足等问题，导致后期易发生设计变更，不仅影响施工进度，还会降低设计质量，增加施工风险。在道路设计中也是如此，数值如若产生差错，会对道路后期应用造成影响，也会引发道路保养问题，可采取虚拟技术、建筑模型等分析工程设计情况，寻找其中不足之处，以提高设计质量。通过强化设计施工管理，积极应用新型施工技术与材料等，紧跟时代步伐，提高自身能力，进而保证设计方案适应现场环境。