市政桥梁设计的安全性与耐久性探讨

王立勇

摘要：在城市建设中，市政桥梁设计一直处于比较重要的地位，它作为城市发展中必须的基础设计，在实践和理论上都得到了长足发展，但在设计过程中还是免不了出现安全性与耐久性方面的问题，导致桥梁质量受到影响，进而影响整个市政桥梁设计的发展。为此，本文将对这些市政桥梁设计中的安全性与耐久性方面问题进行探讨，并对其提出相应的解决措施。

关键词：市政桥梁设计;安全性与耐久性;解决策略

1.市政桥梁设计中安全性与耐久性较差的原因

市政桥梁整体质量的下滑，往往都是因为个别个体的质量不足而导致的，这些个体由于在早期设计中就存在各种问题，所以在修筑好之后安全性和耐久性方面均不够稳定，不足以达到最初的设计要求。在市政桥梁设计的众多问题中，最常出现的一般有以下几种：（1）在桥梁设计中过于强调桥梁的强度和刚度极限，没有考虑施工环境、使用情况等综合因素，导致设计不能达到最初的预期效果;（2）桥梁设计施工时只关注前期施工，而不关心后期维护，使得一些设计本来较为完善的桥梁也会因为后期养护的不足而大大缩减使用寿命;（3）在设计中过于注重桥梁强度和刚度的计算与校核，却没有考虑桥梁自身的耐久性，导致桥梁抗循环冲击的能力不足，无法达到设计要求。

2.市政桥梁安全性与耐久性较差的原因

2.1桥梁施工和管理水平的不足

在市政桥梁的建设中，很多桥梁的隐患问题都是来源于桥梁施工和管理水平的不足，这些桥梁上频频出现的问题，也引起了人们对桥梁安全问题的关注。市政桥梁的建设中，这些不足主要体现在桥梁施工时的预应力钢筋张拉不符合规范，混凝土的浇筑、振捣不到位，和管理层在处理这些问题时的不作为、不专业，这些不足会导致桥梁的承载力受到影响，长时间后甚至会威胁到桥梁整体结构的安全性和耐久性。

2.2桥梁后期的管理与养护不到位

桥梁的后期管理与养护是提高桥梁使用寿命，确保桥梁质量的极佳手段，良好的管理养护对于确保桥梁安全有着非常大的正面效果，但在市政桥梁建设中，往往会出现过于注重桥梁的初期建设，而忽略桥梁的后期维护管理的问题。因为设计基准期是针对桥梁中的承重构件而言，而并非是主要构件，所以，对于那些使用寿命只有20～30年的，例如斜拉索护套、支座等构件来说，后期的养护和管理就尤为重要。

2.3桥梁设计结构构造措施不完善

在市政桥梁的设计过程中，第一步就是要根据施工处的自然环境和场地条件来选择出合适的桥型结构，从而确定桥梁结构设计的基础;第二步则是要分析结构受力和设计构造措施，同时，这也是普遍发生问题的一步，有些市政桥梁设计在进行这一步时会过度的重视强度刚度的设计，而在安全耐久性方面却考虑的很少，这主要是因为大多数的设计人员不够重视构件在组成结构体系后的整体工作性能，只在单个构件上进行计算。

3.解决市政桥梁设计中安全性与耐久性较差的方法

3.1重视市政桥梁耐久性的设计方案

市政桥梁在使用过程中，往往会承受很多的外界因素影响，例如频繁往来的车辆、地震作用、超载破坏和疲劳破坏等等;這些外因再加上桥梁自身材料的腐蚀和疲劳以及施工过程中出现的种种问题，如果是耐久性不足的桥梁设计方案，就很有可能出现桥梁损害事故，从而影响桥梁的正常使用，造成严重的经济损失。由此可见，桥梁的耐久性设计与桥梁是否会出现工程问题息息相关，是市政桥梁建设中必须考虑的一环。因此在市政桥梁设计中，应该以应用灰色分析法，将市政桥梁设计从定性分析向定量分析发展，加强设计、施工中的检查与维护等方法，来确保市政桥梁的安全性和耐久性，保障人民的生命财产安全。

3.2加强对市政桥梁结构的疲劳损伤研究

市政桥梁结构在使用中会承受到各种不同人为因素和自然因素的反复作用，加之桥梁结构材料的不均匀性和非连续性，在这样的循环荷载下，桥梁内部结构就会逐渐形成宏观裂纹，进而导致结构脆性破坏，同时，这样的长期负载难免会使桥梁内部结构产生累积性应力变化，致使桥梁抗疲劳性能下降，引发内部结构出现疲劳损伤破坏。为了避免疲劳问题所带来的损伤，在这样的情况影响下，施工中开始将混凝土结构的动态控制、耐腐蚀性和疲劳控制视为重点，市政桥梁设计也把疲劳设计和耐久性设计作为了核心内容，以针对局部关键部位和兼顾整体为设计要求，尽可能的提高市政桥梁建筑的耐久性，避免疲劳问题的发生。

3.3提升设计人员专业能力，强调安全性与耐久性

设计人员在桥梁设计中占据着重要地位，甚至直接影响着桥梁形态和桥梁的基本性能与质量，所以，设计人员的专业水平必须时刻通过学习和研究来不断提升，在市政桥梁设计中更多的储备相关方面的专业知识，使桥梁在安全方面更加稳固，在功能方面更加丰富。除此之外，相关的市政部门也要在桥梁设计时更多强调桥梁的安全性与耐久性，保障这两点在设计中能够得到重视。

4.案例分析

寒溪河大桥为增加桥梁结构耐久性，增强其抗裂防渗性能，对材料采用如下措施：（1） 水泥：选用低水化热和低含碱量水泥，不应采用早强水泥和C3A含量高的水泥。水泥强度应与混凝土设计强度相适应。水泥质量必须符合GB175-1999标准，所有水泥均应采用大厂水泥，工地水泥应按储存条件及时间的不同，定期分批抽样送检，以保证标号无误;（2） 粗骨料：对于砼粗骨料采用天然砾、卵石料或人工轧制碎石，C50砼的粗骨料必须采用轧制碎石，骨料均应分级筛分，以便配合比达到最佳级配范围。C50以下砼的粗骨料可采用轧制碎石或卵石。碎卵石质量必须满足GB/T14685-2001标准;（3） 细骨料：砼必须采用天然中粗砂。砂的质量必须满足GB/T14685-2001标准。关于耐久性混凝土原材料的选用和对施工的要求应按中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004）的有关规定办理。有关桥梁施工工艺及质量检查标准，除按《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）有关条文办理外，施工前应认真阅读各具体设计图纸，领会设计意图，并采取必要的复核措施。其连续梁、主桥过渡11#墩设计如图1所示，空心板、连续梁过渡7#墩如图2所示：

5.结束语

总之，市政桥梁设计是十分复杂繁琐的，在设计中要涉及到大量的专业知识，同时，桥梁设计也是一项长期、系统的工程，单单由设计人员进行是不可行的，相关的政府部门也要加大对桥梁工程的监督和管理，从而保障与促进市政桥梁设计的安全性与耐久性。

【参考文献】

[1]蔡仕强.市政桥梁设计的安全性与耐久性[J].工程建设，2017，49（03）：54-56.

[2]邝德明.市政桥梁设计的安全性与耐久性探讨[J].山西建筑，2016，42（06）：169-170.