公路桥梁设计的安全性和耐久性探讨

高海龙

摘 要：公路桥梁是我国基础交通建设的重要设施，随着我国现代经济建设的步伐加快，我国的公路桥梁的安全性、耐久性的建设要求也越来越高。其中，安全性和耐久性已成为现阶段设计工作中的重点内容。论文对桥梁设计中安全性及耐久性定义进行论述，明确其必要性，并从上部结构、下部结构、隔震设计、疲劳损失检查、原材料质量等方面分析了桥梁安全性与耐久性设计要点，旨在保证桥梁整体质量。

关键词：公路桥梁设计;安全性;桥梁耐久性

引言

作为我国交通主要形式之一，公路桥梁的搭建可以将行车路线减短， 即便是在复杂的环境中，也可以实现功能做效率的提升，出行效率的提升。作为我国主要的交通形式之一，就复杂的公路环境，通过搭建公路桥梁，能够减短行车路线。我国人口数量急速增加，机动车的数量也不断上涨。在公路桥梁设计建设过程中，其安全性、耐久性属于施工重点与施工难点。只有满足这两点，才可以解决大型机械设备对桥梁承载的影响，避免自然环境对桥梁的腐蚀，延长桥梁的使用寿命。

1 公路桥梁安全性和耐久性的必要性分析

桥梁在交通基础设施中不可或缺，其安全性和耐久性均会对桥梁的运营水平带来影响。安全性可通过结构负载等指标衡量;耐久性与施工技术、材料质量及维护管理等息息相关。若公路桥梁存在安全性或耐久性方面的问题，将严重影响车辆的正常通行秩序，埋下安全隐患。因此，掌握混凝土材料的耐久性能劣化过程，是混凝土桥梁耐久性研究的基础;此外，为了确保建成的混凝土桥梁在使用期限内有足够的耐久性，就必须同步提升桥梁的耐久性施工技术和质量控制方法。由此可见，对于公路桥梁的设计来说，应该把安全性和耐久性作为重点考虑，并不断进行研究。

2 公路桥梁安全性与耐久性的影响因素

2.1 设计方案不合理

通常来说，在进行公路桥梁设计时应对技术可行性、成本控制等诸多方面的内容进行综合考虑，并依据相关行业规范及国家标准的要求来合理选择安全系数。但结合实际情况来看，对于偏远地区或自然环境较差的地区，低等級公路的桥梁设计方案、结构选择不灵活。批量化设计导致很多桥梁结构选型不适应本道路或不适应跨越本河流结构臃肿。设计方案都过于侧重安全性设计，而对于桥梁整体结构体系、使用材料、实际耐久性以及后续运行过程中的各种干扰因素所造成的影响的考虑则存在一定的不足。如此便导致公路桥梁在运营期间极易受到各种因素的影响，进而导致公路桥梁的安全性和耐久性无法达到设计预期。

2.2 设计理念落后

在我国现代科学技术的带动下，我国的公路桥梁工程建设水平也在不断提升，现有的公路桥梁的设计理念、设计技术以及设计环境也在逐步完善，但在传统设计理念的影响下，我国的很多设计单位对信息设计理念的认识不明确，如设计流程还需要进一步优化，现有的公路桥梁设计结构设计方面有所欠缺，在实际公路桥梁的整体性设计中，没有综合考虑安全系数等因素，导致桥梁的整体耐久性不足，而设计优化意识也有所欠缺，整个桥梁体系的稳定性和应力系统都没有及时更新。

2.3 施工不规范

在建设过程中施工不规范属于常见问题，受到施工环境的影响，会加剧工作强度。虽说施工队伍具有一定的工作能力，但是缺少专业技术的支持，很难确保施工规范，严重影响安全性及耐久性建设。在预应力使用器件，需要支护结构、钢筋结构的支撑。但是，由于人员缺乏技能支持，即便是图纸再完善，设计再合理，也很难确保实际与预期契合。

3 公路桥梁设计的安全性和耐久性策略

3.1 截面抗震抗裂

在开展公路桥梁截面设计阶段，要确保结构整体性，将正面承载的荷载传递到下部结构，确保公路桥梁的承载力得到科学分解。在进行抗震及抗裂设计，要考察截面科学性与合理性，在工程整体设计中作用与意义显著。公路桥梁截面作为工程核心，其抗震与抗压能力关系着使用寿命，会影响结构、安全。机体设计，并在实践过程中，就不同结构，不同截面， 要先测量，合理计算，精准取值。确保抗压数据客观、抗震数据有效。在公路桥梁抗裂设计中，要检测混凝土结构的预应力，按照混凝土结构裂痕的三等级标准（三级是可以出现裂缝，但不会影响预应力，不会影响结构;二级指的是共存标准为标准与非标准;一级为不能出现裂缝的混凝土结构），实地检测之后，合理测算每个截面位置，判断其受压情况，模拟运算，科学分析，提升工程性能（抗震与抗压）。

3.2 以合理的方式使用材料

混凝土是桥梁结构的主要组成元素，其质量将对成桥施工效果带来显著影响。当混凝土工程性能良好时，将十分有助于提高桥梁结构的安全性和耐久性。对于混凝土质量来说，配合比是影响的主要因素，因此必须严格控制水泥、水等各类材料的用量，从而更好地形成相互作用的混合材料体系。为保证混凝土的配合比具有合理性，需在大面积施工前组织工艺性试验，并对比分析实际施工效果与设计要求的关系，同时根据实际施工的情况合理优化配合比，来确定施工效果最佳状态下的配合比控制标准。确保混凝土具有足够的耐久性，可起到如下效果：（1）有效保护钢筋， 以免其在与外界潮湿空气等环境因子接触后发生锈蚀现象，充分发挥出钢筋在桥梁结构中的作用;（2）提高混凝土结构的完整性，以免其出现裂缝、破损等质量问题。

3.3 加强保护层设计

保护层设计主要针对的是钢筋混凝土构件，避免钢筋与大气直接接触造成碳化现象。一般将构件内部钢筋到构件表面的距离就是保护层的厚度，保护层厚度越大外界侵入构件内部的概率就越小，间接提高了钢筋混凝土构件的耐久性，。但要注意保护层厚度太大也会起到反作用，受到外来压力时，所产生的裂缝也会变大，安全性反而会降低，所以必须合理设计构件保护层厚度，针对不同地区、不同环境、不同构件，钢筋保护层厚度必须满足规范要求。另外为了加强构件的耐久性，混凝土强度的设计也尤为关键，如果施工时选用的低强度的水泥，配置的混凝土却是高强度的，那么水泥用量就会大幅增加，不仅耗费资源，而且水化热大浇筑的混凝土构件极容易产生裂缝，相反情况也会产生弊端，因此混凝土的强度设计也要进行规范。

3.4 采用最新的公路桥梁设计技术

建议相关设计人员在进行公路桥梁设计时，深入分析和研究桥梁设计安全性和耐久性相关技术，积极按照国家的工程设计标准和规范要求， 确定公路桥梁的安全性和耐久性参数，明确施工工艺技术的具体设计标准和内容，并对桥梁结构整体性进行分析，进而科学控制各材料的配置、选用，最终对公路桥梁的安全性和耐久性进行深入研究，为后期的实际设计工作提供有利的基础。

4 结束语

本文对公路桥梁设计安全性、耐久性进行了综合研究，得知公路桥梁设计对我国的交通事业发展和建设有着重要的推动意义，其安全性、耐久性决定了工程建设的整体质量。为了加强工程产品管控，从根源上做好控制管理，公路桥梁设计单位要做好安全性、耐久性管理，采用科学有效的措施实现设计风险管控，最终提升公路桥梁项目施工的整体质量。

参考文献

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