浅析公路桥梁设计中的安全性和桥梁耐久性研究

周红

摘 要：公路桥作为便捷出行和连接各区域经济交流的重要枢纽，为货物运输和出行提供支撑。为了保证国家交通枢纽运营的有效性，公路桥梁设计中应注意耐久性和安全性问题及其相应的解決方法。针对地面设计和桥梁结构存在的问题，探讨了结构和其他可能影响安全性和耐久性的因素，为后续研究提供了更准确的施工资料。

关键词：公路桥梁设计;安全性;耐久性

0 引言

随着社会的不断发展，我国公路桥梁建设的规模和数量也在增加。此类项目虽然占用空间小，但在城市中承担了较大的交通流量，尤其是在私家车日益普及的情况下，对路桥项目提出了更高的要求。因此，在路桥设计中，应强调施工耐久性和安全性，必须保证其结构的准确性、科学性和合理性，才能充分发挥路桥工程的功能，满足人们的出行需求，为人们提供出行保障。

1 公路桥梁设计中安全性和耐久性存在的问题

1.1 预应力损失

管壁与预应力筋之间存在摩擦，支座之间会产生应力松弛，在温差作用下可能导致应力损失。设计过程中使用的钢筋和锚具会在温度和外界条件的作用下发生变形和压缩。公路桥梁需要使用大量的混凝土，混凝土具有弹性压缩的特性，在收缩过程中会发生变形。在设计过程中，应加强计算工作，结合外部施工的具体状态，准确测量张拉顺序，根据不同的施工要求，选择张拉方法控制相应结构之间的张拉作用，并考虑温度与其他结构相互作用对受力钢筋混凝土和其他结构的具体影响，避免安全隐患。

1.2 截面抗裂性差

在受弯构件的影响下，预应力混凝土是在全部或部分预应力构件受到不同等级地震特性的影响下使用的。由于短期效应的共同作用，混凝土构件出现正截面拉应力，部分预应力超过极限应力值。在实际设计过程中，桥梁跨度大，整个结构的重力高，应根据结构耐久性的要求设计和实施全应力施工。

1.3 先进技术的使用和管理不足

如今，随着社会的快速发展，科学技术不断更新。然而，目前公路桥梁的设计和施工缺乏先进科学、技术和设备的应用，在实际阶段仍然存在传统的保守思想。同时，设计阶段监督管理不够严格，容易导致工作疏忽和设计风险，后期施工设计阶段可能出现矛盾，最终影响安全性和耐久性。此外，先进技术的引进缺乏专业人才的支持。面对先进的技术，我们选择培养原始员工。但是，原始员工在设备或技术的应用上有时过于片面，无法深刻理解和掌握设备和技术的原理。所以在使用中很可能会出现一些无意识的问题。当设备难以操作或莫名其妙停机时，问题的根源就找不到了。事实上，如果内部存在隐患，很有可能在后期出现重大问题时直接报废设备，从而影响公路桥梁施工的安全性和耐久性。

2 提升公路桥梁设计安全性和耐久性的方法

2.1 重视安全性和耐久性研究

目前，一些公路桥梁设计单位在设计桥梁时，更注重公路桥梁的外部美观，坚持节约施工成本的理念，而不注重安全性和耐久性，忽视了公路桥梁在后续使用过程中的安全问题。在后续的设计过程中，相关人员要转变设计思路，坚持质量第一的原则。充分考虑公路桥梁承载能力中包含的承载极限，考虑可能影响公路桥梁使用质量和水平的其他因素，明确各项参数和指标，配合后续施工阶段的具体工序和工序，实施严格的质量监控和管理措施，延长公路桥梁的使用寿命。

2.2 引进先进技术和相应的人才

经济增长和科学技术的快速发展为国家发展和工程建设创造了良好的基础条件，因此可以通过引进先进的科学技术和设备来提高公路桥梁设计的安全性和耐久性。同时要引进先进的技术人才，保证技术的综合应用和设备的积极作用，注意学习国内外成功的施工案例，并加以借鉴。技术和设备的更新必须及时，硬件和软件的改进可以保证设计中安全性和耐久性的提高和维护。不断引进先进的硬件和机械设备，更新相关的技术和软件，软硬件的双向推进可以促进施工技术的高效应用。同时，技术人员专业技能和专业素质的提高是保证工作质量和效率的关键。与人力和智力同步，可以有效保证施工的高质量，稳步提高公路桥梁的安全性和耐久性。

2.3 抗震结构设计

在桥梁的抗震设计中，可以通过创建有限元模型来检查地震模型横截面的最薄弱部分。在应用过程中，利用SAP 2000有限元分析软件构建几何模型，输入桥梁材料特性、截面特性、单元特性、工程过程和反应谱。桥梁设计中的地震响应和滞回曲线通过动力特性分析、时程分析和反应谱分析的计算模式输出。根据抗震要求，对桥梁结构进行计算，对其他部分进行抗震分析，确保满足抗震要求。通过这种方法，可以改善建筑物的抗震特性，改变结构的自振周期，从而避免地震后的共振，利用标准扭转尺寸和螺旋整体稳定性的抗震结构特点，设计桥梁的抗震结构。

2.4 抗疲劳损伤设计

路桥施工后，要吸收的动荷载过大，必然导致疲劳破坏。目前桥梁工程大多采用混凝土、钢材等材料，连续性不规则，容易出现裂缝。如果项目未能及时处理和测试，其安全性将受到影响。因此，本工程要求设计人员仔细计算和验证工程的疲劳参数，模拟混凝土在多个方向的抗压和抗侵蚀能力，调查多角度试验得到的混凝土质量比，通过冲击试验确定常温下钢材的脆性。因此，为了保证桥梁的安全，选择低系数、低韧性的材料为结构安全提供支撑。在选材上，选用高性能钢材，其结构具有良好的耐腐蚀性和焊接性。环氧树脂用于涂覆钢筋和钢绞线，以避免钢筋腐蚀;混凝土选用高性能混凝土，路面选用环氧沥青混凝土，以提高本工程路面的耐磨性、强度和密实度。在此过程中，应严格按照国家标准进行设计，以避免成本控制与设计要求不一致。

2.5 增加混凝土保护层

保护层作为保护混凝土与钢筋粘结强度的屏障，还可以保护钢筋免受腐蚀，防止有害介质侵入内部。从研究中可以看出，氯离子向钢筋表面扩散的时间与保护层厚度成正比，二氧化碳的扩散速度也与保护层厚度密切相关。一般保护层越厚，钢材表面的无腐蚀时间越长，可以降低钢筋的腐蚀速率，提高耐久性。因此，工程中可以适当增加混凝土保护层的厚度，以提高其结构耐久性。本工程选材采用高性能混凝土，路面采用环氧沥青混凝土，以增强其密实性和耐磨性。

2.6 重点控制公路桥梁超载

第一，公路桥继续使用超过使用年限;二是交通量超过设计要求;第三，驾驶车辆的自重严重违章。基于上述三种情况，要求相关部门和车辆管理单位共同努力，注意防止超载造成的结构损坏，定期检查公路桥梁内部损坏情况，提供相应的修复方法，减少公路桥梁损坏的影响，通过对周围影响因素的管理和控制，充分回收和检测桥梁外部有裂缝的材料，及时处理和修复桥梁损坏部位，确保公路桥梁的安全和耐久性。

3 结束语

总之，安全性和耐久性是公路桥梁设计的重中之重，必须严格规范和限制，以先进技术和设备的引进为支撑，在设计和施工的各个方面充分考虑，以确保公路桥梁的整体安全性和耐久性得到提高，从而保证公路桥梁的高质量施工水平。“想富先修路”，只要保证连接富国和强国的公路桥梁畅通，就能有效保证人民生活质量，提高国家综合实力。

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