关于公路桥梁耐久性和安全性设计分析

张杰

摘要：近些年来公路桥梁的耐久性与安全性开始受到人们的重视，耐久性和安全性不仅是整个公路桥梁在设计过程中关键的控制点，而且也是整个公路桥梁工程质量的决定性因素。但在整个公路桥梁的设计过程中还存在一定的问题，如设计理论的不完善、设计方案的不合理以及公路桥梁施工的不规范等问题，针对这些问题，着重探讨了确保公路桥梁设计安全性和耐久性的几点措施。

关键词：公路桥梁；桥梁设计；安全性；耐久性

一、我国公路桥梁工程的安全性和耐久性设计现状

1.1我国公路桥梁工程的设计理论较为薄弱

就目前情况来看，我国在公路桥梁设计方面存在的首要问题就是缺乏完善的设计理论，即设计人员在设计公路桥梁结构时，没能平衡好强度与耐久性两者之间的关系，过分注重公路桥梁的强度而忽视了公路桥梁耐久性这一问题，在公路桥梁耐久性方面没能进行一个专门的设计，对其使用年限的要求也未能明确提出。

1.2我国公路桥梁工程的设计方案欠缺严谨性

结构设计过程中，很多设计人员并没有联系结构的具体体系、构造、材料、耐久性、维护等方面的问题，也没用从设计和施工中常见的人为错误出发进行安全指标的确定。在结构具体设计方面，部分结构不具备充足的延展性和整体性；部分混凝土不但强度不高、保护层厚度不足，还存在着结构截面薄、钢筋太细等问题；某些计算图式与受力路线不清晰，使得构件局部位置应力过大等。

1.3我国公路桥梁工程的施工管理水平有待提高

近年来，通过对国内多座桥梁出现的安全性和耐久性较差的现象进行调查分析，发现当前的工程事故很多是因为野蛮施工和管理腐败所导致。而对于新建不久却发生突然破坏与倒塌的桥梁进行调查发现，原因多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足、施工方法不正确以及施工工艺不合理等；同时也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题。

二、公路桥梁在设计与施工过程中存在的问题

2.1 缺乏完善的设计理论

目前我国的公路桥梁设计师对桥梁结构设计的耐久性的理解尚不够正确和全面，只是把其当作一个普通的概念来关注。在公路桥梁耐久性方面没能进行一个专门的设计，对于其使用年限的要求也没能明确提出来。实际上，对于整个桥梁结构来说，它的生命周期中最重要的是其相关的使用性能而不是强度性能，但桥梁设计师在进行结构的设计时，往往轻视了公路桥梁在使用方面的极限状态而过分注重它在强度方面的极限状态，加上结构建造完成后缺乏对其进行定期的维护，容易造成桥梁耐久性不足。工程事故的频繁发生，从某种程度上讲，它也是由设计理论的不完善而造成的。

2.2 缺乏合理的设计方案

在公路桥梁的结构设计过程中，首先，最重要的是对结构方案的选择，而选择这一方案的首要标准就是要考虑到该方案是否经济合理；其次是在构件接的设计以及结构分析的过程中，要取用可靠性指标以及规定好的安全系数，从而确保这一结构设计的安全性。但部分设计人员在结构的设计过程中往往忽视了从结构的耐久性、结构的维护、结构的构造、结构体系等几个方面去加强所设计的结构的安全性，而只是停留在强度计算方面的安全需要。这样做的结果往往是造成了公路桥梁结构的延性和整体性的不足，使得公路桥梁的安全性与耐久性受到了很大的影响。

2.3 公路桥梁的施工过程不够规范

实际上，公路桥梁施工的不规范是造成公路桥梁安全性和耐久性受到威胁的一大因素。由于有关管理人员的贪污腐败以及施工人员的不负责任，这些偷工减料、以次充好的行为往往造成了公路桥梁的豆腐渣工程现象的出现，从而大大威胁到公路桥梁的耐久性与安全性。

影响桥梁耐久性因素往往不是单一的，通常都是多种因素共同影响下造成，诸如此类的因素造成结构耐久性在设计阶段就造成先天不足。成桥后，桥梁需要经受自然环境和人为因素的影响，如果桥梁先天不足，容易造成结构耐久性恶化加速，降低桥梁的使用寿命，严重时威胁到桥梁安全性。

三、公路桥梁耐久与安全性问题的解决措施

3.1提高设计人员的专业素质

提高设计人员的专业素质要从三方面做起：首先，思想观念上要转变，不能一味注重强度设计，应该更多的考虑耐久性与强度并重；另一方面，桥梁设计人员要进行相关知识的培训和考核，提高设计人员的专业素质，使其具有过硬的知识储备，保证设计思路的正确性；再一方面，要积极培养道路桥梁设计人员的创新意识和创新能力，正如古语所说：“问渠那得清如许，为有源头活水来”，只有设计师懂得了如何在基础和传统之上进行相关的创新，才能结合时代要求，给出一些具有时代感的好设计。

3.2做好调查研究内容

为了增加公路桥梁的安全性和耐久性，设计单位在拿到指标后，应立即组织队伍对当地的地质环境、人文环境等进行考察，得到所建公路桥梁的原始资料，从桥梁的全寿命设计思想出发，高度重视桥梁的耐久性设计，选定切合实际的桥梁结构体系和参数，从而做出正确的、合理的桥梁设计方案。

3.3注重路桥耐久性的设计

在桥梁的建设和使用过程中，一定会受到很多外界因素的影响，在内外因素的共同影响和耦合作用下，桥梁的材料会日益劣化，桥体也会受到不同程度的损坏，使桥梁达不到预定的设计寿命。桥梁设计耐久性应贯穿整个寿命历程，首先应考察桥梁工作环境，选定合理的桥梁结构型式，按规范进行强度计算，再从耐久性的角度出发，注重细节设计，再反过头来校核设计强度，反复调整，直至强度和耐久性都复核要求为止。无论是国内还是国外，都有桥梁由于使用时间过长，导致桥梁混凝土开裂、麻面、坑槽、剥落、钢筋生锈、截面损失等现象发生，甚至造成桥梁挠度过大、失稳、断裂、倒塌等严重事故，这给人民群众乃至国家都带来了严重的损失。桥梁的耐久性是桥梁设计安全的根本，我们应确保桥梁的使用安全问题，因此要对桥梁结构布局与构造细节进行合理的分析，重视耐久性设计，加强施工管理，加大运营期间养护力度，及时进行检查维修，另外必须狠抓车辆超限现象，确保桥梁安全运营，延长桥梁使用寿命。

3.4在施工过程中提高桥梁耐久性和安全性

桥梁一单建成，很多结构构件是不可逆转的，因此耐久性设计应使桥梁施工简单可行、便于实施，也要充分考虑运营使用阶段便于检查、维修以及更換。在施工过程中，必须严抓施工管理，保证施工质量。防止使用不合格集料、钢筋和水泥，必须保证混凝土正确的配合比，合理使用外加剂，保证混凝土强度和密实度；保证钢筋保护层厚度，严禁使用锈蚀钢筋或锈蚀钢筋在使用前必须进行除锈处理；防止偷工减料，对一些耐久性设计的细节构造或者措施，施工单位必须予以重视，不能抱着可有可无的态度。只有规范施工管理，保证成桥质量，才能使耐久性设计得以贯彻实施，这样才能保证桥梁在后天恶劣的工作环境下有足够的耐久性，才能保证桥梁的适用性和安全性，才能保证桥梁达到预定的使用寿命。

四、结语

公路桥梁的安全性与耐久性设计中，需要充分考虑到各方面的因素，加强设计人员的综合素质，对于路桥的具体施工环境进行分析，降低不利环境对于路桥的影响，从而使得路桥的质量不断提高，保证车辆及行人的安全。

参考文献：

[1] 匡浩.浅论公路桥梁设计中的安全性[J].建材发展导向，2011

[2] 王春剑.公路桥梁设计中的安全性和耐久性探讨[J].科技信息，2007

[3] 钟丽清；杨占雄.桥梁设计中存在的安全耐久性问题及对策研究[J].湖南交通科技.2010