公路桥梁设计的安全性和耐久性研究

高竞程

摘 要：近年来，我国的交通行业有了很大进展，公路桥梁工程建设越来越多。为了给人们提供更好地生活条件，提升公路桥梁建设质量已经成为众多人关注的焦点。保证公路桥梁建设质量最关键的地方在于保证桥梁设计的安全性和耐久性。基于此，本文将对公路桥梁设计的安全性和耐久性进行研究。

关键词：公路桥梁设计;施工;安全性;耐久性;研究

1 公路桥梁设计安全性和耐久性的基本要求

在桥梁及公路设计的过程中，项目施工环节受地形及其他环境影响，无法保证设计的结构准确应用于实际地形中。为提升公路桥梁设计的精准度，应充分考量设计环节中涉及的材料及结构方面的问题，制定科学合理的方案，提升公路桥梁的安全性和耐久性。

在桥梁建设过程中应考虑跨度连续梁结构及城市分布等方面，保障整体设计图纸的作用效果，考量周边居民或其他生活环境对桥梁建设的影响。在设计公路桥梁的过程中，须做好地基处理工作，地基采取的方案应准确配合实际地形结构，确定使用基础结构的方式，选择节省人力、物力资源的施工具体方案，保证基本结构建设的完整性、可利用程度对应后续工程的建设，保证附属设施铺设安装的具体效用。由于施工过程部分工作需要在野外完成，外界环境具有不可控的特点，要求施工人员选用先进的技术，在保证自身防护工作的完备性的基础上，有效应对恶劣环境带来的不利影响，同时配合使用便于运输的设备，提升公路桥梁建设的质量和设计的科学性。

2 国内公路桥梁建筑设计安全性与耐用性的现状解析

2.1 预应力损失

管道壁与预应力钢筋间存在摩擦作用，台座间会出现应力松弛的情况，在温度差的作用下，可能会导致应力损失。设计环节应用的钢筋和锚具会在温度和外界条件的作用下产生变形和压缩。公路桥梁需要使用大量的混凝土，混凝土具有弹性压缩的特性，在收缩过程中会发生形变。在设计环节应强化计算工作，结合外界施工具体状态准确衡量张拉次序，根据不同的施工要求，选择张拉的方式控制对应结构间的张拉作用，考量温度、其他结构的相互作用对应力钢筋混凝土等结构产生的具体影响，避免出现安全隐患。

2.2 截面抗裂性能较差

预压预应力混凝土受弯构件的影响，在不同级别抗震特性的影响下作用于全部或部分预应力构件中，由于短期效应组合的配合应用，使混凝土构件出现正截面拉应力的情况，部分预应力超出限制应力值。实际设计过程中桥梁跨度较大，整体结构重力较高，应根据结构耐久性的要求，设计实施全应力构建。

2.3 结构扰度有待提升

公路桥梁中预应力混凝土结构挠度受承载载荷、部应力的同时作用，部分设计人员为了保证公路桥梁建设的美观性，设计了多种结构的预应力，无法准确考量以上两种影响结构挠度产生要素对实际应力混凝土结构变化的作用，导致混凝土出现向上反拱的情况，不符合公路桥面平整度的要求。在后续的设计环节应准确把控应力钢筋的含量，应用竖向位移结构，提升整体安全性。

3 提升公路桥梁设计的安全性和耐久性的措施研究

3.1 提高设计目标的科学程度

工程设计单位在开展公路桥梁项目的设计作业当中，将公路桥梁项目的质量作为设计的主要目标，同时也需要考虑公路桥梁整体的承载能力。设计人员结合未来的交通设施设计，来对公路桥梁上方行驶的车辆进行预测分析。通过得出来的车辆通行数据，来确定公路桥梁工程未来所能承载的最大压力。并且工程设计人员还需要综合地考虑公路桥梁在使用之后，对于桥梁的主干路等位置设置多少限高以及设置限重，避免因为超重的车辆行驶到桥梁路面上而造成对公路桥梁的损坏。工程设计人员将桥梁工程自身的抗震能力、抗风能力和抗洪能力，纳入到工程设计图纸中，结合区域所发生的地质、地震灾害信息和台风洪水风暴等各类自然灾害信息数据，来进行研究，并作为设计图纸的一个参考内容，来确定未来工程的抗震能力、抗风能力等设计目标。工程设计人员在开展项目的设计前期，需要对项目周围区域的地质信息和周围自然环境信息进行充分的勘察研究分析。并结合不同的地质岩层状况，来采取相應的加固措施，以及避开那些可能产生地面沉降的区域。这样就会大幅度提升公路桥梁的使用时间，以及增强公路桥梁工程整体的安全性。

3.2 提高设计的准确度

工程设计单位需要组织内部的设计人员来了解工程现场周围的地质状况信息以及周围的自然环境状况信息。设计工作人员在掌握到全面的地质信息之后，然后对所需要的桥梁各类设计参数进行设计和优化，并对桥梁工程的各个构件所使用的规格、类型、数量等进行设计。工程设计单位还需要开展桥梁工程项目中的部件处理，根据不同工程结构强度的要求来使用工程项目的加固构件。尤其是在桥梁的桥墩设计当中，要求充分地考虑到当地施工现场中的地基沉降问题。

3.3 重视安全性和耐久性研究

目前某些公路桥梁设计单位在进行桥梁设计时，更注重公路桥梁外在的美观性，并坚持节约施工成本的理念，未着重考量安全性、耐久性，忽视了公路桥梁在后续使用过程中安全问题。

在后续的设计环节，相关人员应转变设计思想理念，秉持以质量为先的原则。充分考量公路桥梁承载力中包含的承载极限，考虑其他可能影响公路桥梁使用质量和水平的要素，明确各项参数指标，配合后续施工阶段的具体工序和流程，实施严格的质量监控和管理措施，延长公路桥梁的使用寿命。

3.4 完善现有公路桥梁设计制度

由于公路桥梁属于国家基本交通建设工程，为促进行业发展，相关部门应完善目前各项制度，针对其设计施工环节存在的具体行为，提供对应的管理方法、管理意见，监督公路桥梁设计部门严格按照对应的规章制度，开展相应的工作活动。此行为可有效管控公路桥梁设计的质量，避免发生安全事故，通过将规章制度健全化，严格管理设计环节的具体操作，为后续制定科学合理的设计方案，提供制度支持，保证使用的材料设备等满足质量及建设标准，保障及把控设计效果。

3.5 增加混凝土层的保护厚度

加厚混凝土保护层是提升钢筋混凝土等结构黏合力的关键措施，通过此种方式可避免钢筋受到外界物质的侵蚀作用，可有效阻挡有害介质渗入混凝土。

在使用过程中，外界环境、混凝土中包含的氯离子会扩散到钢筋表面，其扩散的时间与形成的保护层厚度平方成正相关。增加混凝土保护层厚度应充分考虑到这一密切关系，保证设置的厚度符合扩散时间。除了氯离子外碳化现象，产生二氧化碳会降低结构物的黏合力，在设计混凝土保护层厚度的环节中，为增强其对钢筋等其他结构的保护性能，应适当增加混凝土保护层的厚度，保证其结构可维持相应的耐受力作用。

3.6 强化疲劳损伤的研究

力度疲劳损伤会导致钢筋开裂，出现道路桥梁坍塌的情况，为解决以上问题，研究人员提供了新型的解决办法，积极应用多种技术，保障钢筋结构的稳定性。由于选用的强化混凝土的技术未有效解决人为损害和材料腐蚀等问题，出现了疲劳损伤加剧的情况。相关技术人员和单位应强化现阶段使用的具体技术，提供技术革新及优化问题解决方法的具体措施，有效应对钢筋疲劳损伤问题。

4 结束语

综上所述，为保证公路桥梁建设的安全性能，应结合国内外优秀的设计经验和案例，转变设计理念，强化管理力度，采用阶段性和全过程管理的办法，积极应对可能影响结构安全性能的问题，并提供对应的解决方案，提升公路桥梁的运行质量。

参考文献：

[1]姜长军.公路桥梁设计的安全性和耐久性研究[J].砖瓦世界，2020（22）：220.

[2]彭军军.公路桥梁设计的安全性和耐久性研究[J].建筑工程技术与设计，2020（27）：1697.

[3]王慧云.浅谈公路桥梁设计的安全性和耐久性研究[J].中国房地产业，2019（12）：216.