分析公路桥梁建设的设计技巧

袁锦　侯磊

摘要：本文作者根据自身专业知识的学习以及工作经验，对公路桥建设的设计进行综合分析与不断实验，谈谈自身的一些看法，对现状做出分析，提出改进措施。在专业知识的不断学习中，提出自己的观点，设计更为合理的方案，做到知识巧妙应用，经验合理运用，完成整个设计，做到一一俱全。

关键词：公路桥梁建设 ；设计技巧；经验措施

0 引言

随着我国经济的迅速发展，对于交通的要求也在不断的增大为了不约束经济的发展，公路工程的建设也在大规模的建设和改造交通便利是经济迅速发展的前提，不同的施工要求需要不同的设计方案，对不同的地区进行考查，寻找符合地域特点的设计方案，从而达到目标要求。公路桥梁在自然因素的影响下，质量的持久性会降低，减少质量保证年限，所以也要保养好公路桥梁的路面。在随着时间的变化，材料也会出现退化直接影响质量的安全。

1 现阶段国内桥梁工程安全性耐久性的概况

近些年来，国内发生不少桥梁倒塌的严重事故，造成不该有的人间悲剧。但调查分析结果表明，很多事故是因为设计不规范或施工不注意质量控制造成的。施工中的偷工减料、工程腐败，设计中的态度不严谨，计算错误等等都是造成桥梁英年旱逝或出现安全隐患的重要因素。

2 桥梁出现安全性、耐久性问题的主要原因

2.1公路桥梁设计的标准低，隐藏安全隐患我国在上世纪纪60年代至70年代建设的桥梁，由于当时的社会经济发展水平较低，对桥梁的等级要求也较低。出于节省资源和实用的目的，桥梁的设计荷载标准也降低。但随着经济建设的发展，社会对桥梁承压等级越来越高，而大部分城市如今却仍使用以前低设计标准的公路桥梁。随着交通量的日益增多和繁重，之前所设计的桥梁已不适合现阶段的交通需要，其本身的安全性和耐久性问题随时可能发生，对人类的生命造成一定威胁。

2.2 施工和管理水平较低

很多桥梁的突然破坏与倒塌现象的调查分析，一般是由施工时出现野蛮施工和管理腐败所导致。而刚建不久却发生诸如突然破坏与倒塌事故的桥梁，很多是因为施工质量没有达到规范和设计要求，其中以材料强度不足和施工工艺不合理等原因为主；而偷工减料、以次充好等严重管理问题，可造成对桥梁安全性有致命的损害后果。在施工生产过程中，由于质量的波动性（系统性因素或偶然性因素的影响），施工质量很难百分之百地符合规范规定的质量标准，必然存在着因不合格项目而引起的返工返修损失和为减少损失加强预防控制而增加的费用，工程施工质量成本就是施工生产过程中与符合性质量水平最直接、最密切、最敏感的这部分费用。工程施工质量成本由控制成本（含预防成本、鉴定成本）、损失成本（含内部损失成本、外部损失成本）组成。

2.3 桥梁的设计不合理

在设计过程，设计者只考虑桥梁的结构强度计算结果满足规范要求，却忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为因素等方面综合计算桥梁的安全性和耐久性。例如有的结构整体性和延性不足；而有的桥梁计算图式和受力路线不明确，造成局部受力太大；有的混凝土强度等级太低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄等等原因，都会严重影响桥梁的安全性和耐久性。

3 提高桥梁安全性、耐久性的措施

（1）加强对桥梁寿命期的理解。我国在工程建设方面，将逐步从最初的单纯设计满足载荷强度的设计原则转变到既满足载荷强度需求又满足桥梁寿命需要的设计思路。符合国际上造桥对寿命期的要求。加强桥梁使用寿命的理解，应首先要研究确定结构重要性的方法。例如，一般我国设计的公路桥梁若不是高速公路则只需设计50年寿命，而高速公路或其他造价较高的桥梁设计时则需100年甚至要150年。但这些寿命来源并不可靠，需经过大量模拟实验证明。寿命期定后桥梁建设的规划、设计、施工、运行（包括养护、维修、管理）也需要综合考虑，以便修建的桥梁寿命在预想之中。

（2）对桥梁结构耐久性的设计和现场的施工应减轻甚至隔绝环境因素对混凝土和钢筋的影响。特别在靠近氯离子侵蚀严重的海边，其环境因素对桥梁的影响后果更不容忽视。桥面应有一定的坡度或设置排水管道，在混凝土桥面板与路面层之间设置可靠防水层，防止水向下渗漏，造成环境对桥梁的破坏后果。

（3）重视桥梁疲劳损伤问题的研究。桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上还存在有许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这此微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果这些宏观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。旱期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果是灾难性的。对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言，事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效。

（4）目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。国内桥梁设计存在的主要问题桥梁具体的设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。后者控制结构在正常使用状态时应力、裂缝和变形小于一定的限值，对应于适用性的要求。暂且不论这些控制方程和计算理论是否完全合理，它们至少从定性和定量的形式上保证了安全性和适用性两项要求，而对于经济、美观的要求则没有具体的指标进行衡量。当然，在方案设计和评审阶段会考虑到经济和美观的要求。

（5）借鉴国外的优秀经验和成果。国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差，例如桥梁的线形不平顺、振动过大、接头易跳车、结构开裂和变形过大等。而国内桥梁的耐久性和安全性也比较差。对于桥梁出现的这些问题，我们应认真考虑国外有关桥梁方面的技术，应认真研究其优秀的设计和施工经验。例如欧洲国家对结构物的性能设计经验，包括对结构的变形、裂缝的处理，消除或减小振动的方法等，这些设计都将加强桥梁的安全性和耐久性的设计。

4 结语

有效地设计公路桥梁，因为公路桥梁设计的方案，直接影响到质量问题。质量的保证才是最重要的，质量的安全应该是设计人员的高度重视，不能一味的追求设计目标，而忘记质量的过关。要不断地积极的寻找最佳的设计方案，改变现有的公路桥梁的缺陷和不足。要重视培养专业知识人员，共同学习、总结、发现问题，解决问题。确保建设的安全和可实施性。同时还要重视公路桥梁的改造，减少危险的发生。

参考文献

[1]顾懋清，石绍甫.公路桥涵设计手册·拱桥（上册）.人民交通出版社，1994.

[2]顾安邦，孙国柱.公路桥涵设计手册·拱桥（下册）.人民交通出版社，1994.

[3]中國公路学会桥梁和结构工程学会.桥梁学术讨论会论文集.人民交通出版社