公路桥梁设计安全性及耐久性分析

尹新元

摘 要：近年来，城镇化进程的加快，我国的各类工程建设数量也在不断增加。目前我国的公路桥梁建设发展给人们的生活带来了便利以及生活质量的提高，同时人们生活质量的提高也对公路桥梁建设提出了更高的要求，特别是对公路桥梁的设计予以了高度的重视，设计中的这两方面问题，在施工前确保设计合理、科学，是对后期施工的质量的有效保障。本文就公路桥梁设计安全性及耐久性展开探讨。

关键词：公路桥梁设计;安全性;耐久性

公路工程规模的扩大，离不开公路桥梁设计安全性及耐久性提出了更高标准。相较于公路桥梁工程而言，应对工程质量引起重视，特别是工程总体与部分框架，以保证公路桥梁的安全性和耐久性。

一、桥梁安全性、耐久性问题的危害

在现阶段，我国大多数建筑桥梁工程都具有建设规模较大，工程量多，工程较复杂等特点，所以建造的成本花费也较大，应用技术较为复杂多样。如果在工程中不考虑安全性和耐久性的问题，那么就会产生一系列的后期维护费用，对社会产生巨大的影响。据一些数据资料表明：如果桥梁建筑的设计不考虑安全性与耐久性的问题，那么就会给后期维护带来沉重的负担，给工程带来经济损失。比如在20世纪80年代，当时的英国修建了11座高架桥，桥梁使用的时间为12年，但在这12年里，桥梁的维护费用竟然达到了12亿英镑，甚至高出了当时桥梁建设的费用。在我国的桥梁工程建设中，也有这样的例子，北京的西直门环形大桥在建造时就忽略了一定安全性问题，所以产生了较多的修理费用。虽然西直门大桥的建立减轻了北京西直门的交通压力，但是在拆除重建时发现桥梁的结构存在一定问题，比如遭受到严重的冻害，而且支撑桥梁的支座已经失修老化了，支座的承台遭到了严重破坏。以上还是比较轻的工程危害，但是据工程安全事故说明的数据严重的工程安全事故时有发生，而且发生事故有80%的概率都是人为操作不当引起的，使用时间较长的桥梁，如果人员不进行定期检查与维护，那么将会产生较为严重的工程事故和交通事故。比如在近几年，发生了几起大桥崩塌的事故，2007年，广州一艘游船将大桥撞塌，造成桥面崩塌，桥梁修复的费用将近1.5亿，桥梁的修复时间为两年，而且修复过程极为复杂，因为在修复过程中会遇到一些偶然因素，这些偶然因素具有不可预见性，远比建造一座桥梁复杂得多，在修复过程中，聘请了一些国内外具有高超技术经验的专家，根据工程实际情况和设计方案，反复思、反复分析，不断对每个细节斟酌和优化，并论证。如果不注意桥梁设计中的安全性和耐久性，那么在桥梁使用过程中会问题频发，要不断地进行修复工作，甚至是拆除工程，不仅会给周围的居民带来严重的影响，还会给工程单位的声誉带来危害，不利于工程企业的发展。

二、桥梁设计安全性、耐久性存在的问题

（一）设计结构不完善

相关设计人员对于公路桥梁设计的重要性缺乏认识，缺乏最新的相关专业知识体系，对设计规范缺乏关注，只追求工期的尽快完成，造成了其设计的理念无法适应时代发展的需要，例如，对于新的公路桥梁设计规范不了解，只为迎合施工方的要求，相应的设计理念落后，造成了一些不切实际的设计，安全性和耐久性在设计中被忽略，导致设计最后无法满足社会的需求。

（二）施工管理水平不高

相关工程单位在施工时会对一些工程环节简化，对进度和成本进行压缩，使工程尽快完工，这样可以减少资金投入，但如果都这样做，会使施工期間的标准规章难以落实，降低一定的施工质量标准，导致桥梁的质量变差，在施工过程中，通常比较容易出现的问题包括材料质量不达标，工艺不合规范，以劣充优，人员偷工减料，这都会给桥梁后期的工作埋下安全隐患。

三、解决桥梁设计中安全性和耐久性问题的对策

（一）设计过程中科学使用材料

在桥梁的安全性和稳定性中，最为重要的就是混凝土的使用。混凝土分很多种，在工程当中分别以不同的特性发挥不同的效果，对于公路桥梁的施工，多以选用高性能混凝土为主。绿色高性能混凝土的概念是由吴中伟院士提出，与传统混凝土相比，高性能混凝土更加高效，性能也比较突出，而在其中融入绿色的概念，就成为了更加被时代所接受的绿色高性能混凝土。混凝土的发展一直是人们所关注的重点之一，因其作为人们生活中经常接触的建筑材料，人们除却关注其耐久力，是否能够足够支撑桥梁，更加关注其环保性能，现今人们更加注重身体健康和生态保护，对于材料的要求也逐步提高，传统混凝土中的水泥生产过程需要高温煅烧硅质原料和钙质原料，生产过程复杂，对于资源消耗巨大，并且伴有噪音，如果采用绿色高性能混凝土，其生产过程采用无熟料水泥或是免烧水泥，降低能源消耗的同时节约了成本，并且减少了大部分噪音。

（二）选择合理的设计方案

合理的设计方案是保证桥梁工程耐久性和安全性的基础和前提，所以选择一个合理和结构设计方案十分重要，尤其是一些结构比较复杂的桥梁工程，比如大跨度桥，结构较为复杂，可控因素也较多，对于标准跨度的桥，需要根据相应标准，具有较低的成本花费，所以标准跨度的桥梁应用更加广泛。

（三）设计理论体系和构造构造体系的完善

在目前的设计工作中，缺乏完善的结构构造体系和设计理论，设计问题也就因为良好的理论依据的缺乏而时常发生。因此，为了使其设计工作有可靠的依据，必须对其结构构造体系以及设计理论体系予以不断地完善。主要可以从几个方面开始：对相关的理论体系进行评估，对理论体系中所存在的问题进行不断地改善，其中所运用的安全系数、强度计算公式以及失效应力等等在设计中加强正确的应用，使计算工作在设计中更加的准确有效;在设计过程中，要对公路桥梁的整体性、延展性以及冗余性进行充分的考虑，以设计中适当地保留一定的余量，可以有效地就应对应力过大以及变形的防治等问题。

（四）注重耐久性

桥梁一经架构，其耐久程度就应当能够承担长期风吹雨打的侵蚀，以及大量交通工具所形成的压力，所以在进行桥梁的设计当中，应当提高对于耐久性的认识。一些大型桥梁的架构，往往跨度较长，而且对于使用寿命的要求较高，一旦由于设计方案存在不合理性，那么再好的材料也不能抵挡结构的不稳定性，所以在设计的过程中，应当结合当地的地质地貌和自然环境，对桥梁作出详细的估算，并对一切可能发生的问题提前做出判断，不断完善设计方案。

（五）加强桥梁施工管理

加强桥梁工程施工管理，需要建立一批专业技术高超的施工队伍，保证在施工团队中，人员具有较高的专业理论知识和丰富的实践经验。在施工过程中，要建立一个施工管理单位或者部门，要求具有高超专业技能的人员担任管理人员，他们都具有丰富的施工经验，还有一定的监管才能，保证施工过程的每一环节都在监督管理之下，都经过专业人士监督，保障桥梁工程的质量。

四、结语

综上所述，公路桥梁设计安全性及耐久性被很多企业所重视，专业设计人员要更加重视，要求大家根据以往的工作经验，采集整理我国在公路桥梁建设方面的重大案例、典型经验，通过参考国际上的研究成果，结合国情，设计出结构合理耐受力持久的公路和桥梁，为我国的经济发展提供保障。

参考文献：

[1]冀永生.略述公路桥梁设计中的安全性与耐久性[J].工程建设与设计，2017（4）：100–101.

[2]蒋成义.浅析公路桥梁设计中应注意的相关问题[J].华东科技，2017（3）：120–121.

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