市政桥梁设计中的安全性和耐久性设计

汪小平

（贵阳市投资控股集团建设管理有限公司，贵州贵阳 550081）

在城市建设过程中，一座设计优秀的市政桥梁极有可能成为城市的名片和地标性建筑，代表一个城市的形象。近年来，全国多省市发生由于设计原因、施工质量因素、运营管养维护缺失等因素导致的市政桥梁安全、质量事故。在市政桥梁设计中，安全性和耐久性成为被重点强调的内容，一方面，提升安全性能够提高桥梁使用中的稳定性；另一方面，耐久性设计能够延长桥梁的使用寿命，不管是稳定性的提升还是使用寿命的延长，都显著提升道路桥梁的经济效益，因此对道路桥梁的安全性和耐久性设计做分析与强调有突出的现实意义[1]。结合当前的工作实践可知在市政道路桥梁设计实践中，不管是安全性设计还是耐久性设计均会受到诸多因素的困扰，所以在明确困扰因素的基础上对设计做针对性强调，这对于设计整体实效提升是有显著价值的，如图 1、图2 所示。

图1 北盘江大桥地标性建筑

图2 清水河大桥地标性建筑

1 市政道路桥梁安全性和耐久性设计的影响因素

结合现阶段道路桥梁的设计资料以及道路桥梁的实际应用情况可知桥梁的安全性耐久性是与诸多因素有关的，比如材料、结构、车辆荷载、后期管养维护等，所以在实践中为了加强道路桥梁的安全性和耐久性，需要积极地强调设计工作，以此规避不利影响，提升道路桥梁的整体安全性和耐久性。结合分析可知，在道路桥梁安全性和耐久性设计实践中，主要的影响因素如下。

（1）资料的收集。任何设计工作的开展都需要有详细的资料作参考，因为设计工作是在客观实施依据上的合理规划和安排，不是随意的想象，所以如果失去客观数据或事实资料的支撑，设计工作的最终结果必然达不到预期的标准[2]。基于此，强调设计工作中的资料收集便有了突出的价值。在目前的道路桥梁设计实践中，资料收集工作也在开展，不过在资料收集的过程中，因为方法问题以及资料收集目标问题，总是会出现资料数据不足或者是资料本身真实性较弱等问题。解决此问题后，道路桥梁设计工作的参考内容会更加丰富、准确。

（2）设计方法的利用[3]。在设计工作实践中，不同的设计方法对最终的设计成果影响是显著不同的。比如在设计实践中，有的单位会采用整体结构法进行设计，这种设计方法强调了宏观上的整体，在保持道路桥梁的结构稳定性方面有突出的作用，但是此种方法的细节强调往往会存在忽视情况，所以最终的设计结果会有细节瑕疵。再比如有的单位会采用单元模块设计方法，这种方法强调的是对某个单元的详细设计，比较重视细节，但是这种设计方法的整体成本控制效果不佳，且最终的模块组合设计会存在各模块拼接问题，所以在实践中也存在瑕疵。总的来讲，结合目前的先进技术强调设计方法的更新与利用有突出的现实意义。

2 市政道路桥梁安全性和耐久性设计的策略和方法

结合现阶段的实践研究，结合市政道路桥梁安全性和耐久性影响因素的基础上开展设计工作，这对道路桥梁设计效果的综合性提升有重要价值。基于实践总结的有效提高道路桥梁安全性和耐久性的设计策略与方法如下：

（1）加强道路桥梁设计调查研究，为设计工作提供更加丰富的资料。具体的调研工作分为如下内容：①道路桥梁区位调研。所谓的道路桥梁区位调研具体指的是对市政道路桥梁的所处位置、在城市交通规划中道路功能和实际情况进行调查分析，一方面是明确道路桥梁所处位置的地理情况，比如地质、水文状况、山河湖泊情况等。另一方面是明确在城市规划中道路的功能定位，道路桥梁位置周边的土地规划和产业布局以及实际情况。通过自然环境和社会环境的调查可以进一步明确道路桥梁设计实践中需要解决和注意的事项，这对设计实效提升有很大帮助；②结合现状调查预测道路桥梁的中远期使用情况。结合城市的发展和功能布局规划以及道路桥梁的位置信息对道路桥梁的车流量、车辆荷载等做研究，并预测道路桥梁的未来交通流量。基于交通流量预测，道路桥梁的安全设计标准以及耐久性设计要求会更加清晰。这样，安全设计和耐久性设计工作开展目的性和方向性会更加显著。总之，在道路桥梁安全设计和耐久性设计实践中，调研工作为设计提供充实、有效的参考资料，并指导后期设计工作的开展，因此在实践中不容忽视。

（2）需要对道路桥梁安全性和耐久性设计方法进行思考。结合实践做分析可知不同的设计方法获得的实际效果是显著不同的，而且方法的细节性偏差会影响到最终的设计实效，所以在道路桥梁设计的时候，需要基于安全性和耐久性目标科学选择设计方法[5]。就现阶段的设计方法研究来看，模型分析法具有突出的实践意义，具体的执行策略为：①基于道路桥梁的规划、对城市景观和经济性的要求以及实际地形地貌对安全性和耐久性参数进行明确，并在参数基础上确定道路桥梁的结构形式；②基于道路桥梁的结构，结合安全性和耐久性的具体要求对结构的受力、荷载以及刚度、强度等指标进行明确；③基于各项参数进行道路桥梁的模型设计；④基于道路桥梁的模型进行仿真分析，通过仿真实验了解各参数变化对桥梁安全性和耐久性的具体影响，同时结合城市发展预测和车流量变化的具体情况对耐久性和安全性做总结分析，这样，耐久性和安全性的整体控制会更加清晰。综上所述，利用模型分析的方法实现对道路桥梁安全性和耐久性设计的优化，对于提升道路桥梁安全性和耐久性有积极的意义，如图2 所示。

图2 桥梁设计结构

（3）在道路桥梁安全性和耐久性设计实践中积极的使用预应力技术。预应力技术是成熟的桥梁设计施工技术，结合工程实践和桥梁应用实践可知，在相同断面的情况下，预应力技术能够有效地提升道路桥梁的荷载，使其具有更好的刚度、强度以及稳定性，而且预应力技术的利用可以有效延缓道路桥梁的力学性能衰退，这对道路桥梁本身的稳定性、安全性加强和使用寿命延长有突出的意义。简单来讲，道路桥梁安全性设计的主要目的便是提升道路桥梁的应用稳定性和耐久性，而耐久性的强调，主要目的是延长道路桥梁的使用寿命。通过预应力技术的利用可以很好地完成安全性加强和耐久性提升的要求，并且降低桥梁造价，所以在道路桥梁安全性和耐久性设计实践中积极强调预应力技术的利用有突出的现实意义。

3 结语

综上所述，市政道路桥梁设计是市政道路桥梁建设中需要重点强调的工作内容之一，桥梁的安全性、耐久性对市政道路桥梁的建设运营有非常突出的影响，所以在实践中需要基于安全性和耐久性的具体需要做设计优化与完善。本文对市政道路桥梁安全性和耐久性设计的具体影响因素进行了分析和总结，并在影响因素基础上从设计调查、设计方法和预应力技术应用三个角度对道路桥梁的耐久性设计和安全性设计进行总结，最终的目的是要指导设计实践工作。