公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨

文 / 张玲

引言

在我国，每年由于交通事故引起的人员伤亡数量十分惊人，一方面是驾驶员的操作生疏问题，另一方面则与公路桥梁工程的使用息息相关。随着社会的不断进步和发展，我国基础设施工程和公共服务工程建设质量不断提升，尤其是在交通工程建设路网密度和道路工程规模扩大的背景下。其中，公路桥梁作为区域之间连接的高效运输通道，建设工程数量和规模相较于传统道路工程而言，有了明显的进步。为了提升公共交通质量，要重视公路桥梁设计中的安全性和使用耐久性，设计科学且合理的方案，重视工程的建设、维护、保养等环节，促进公路桥梁的使用寿命的延长。

一、公路桥梁使用安全性和耐久性意义

公路桥梁是当下最普通的一种道路工程建设项目，应用最为广泛，且能够帮助公路或者市政道路跨越河流、山谷以及其他地形地势险要的区域。公路桥梁工程是一种人工施工工程，可连接不同其他建筑物，打造区域性的交通网络。随着我国进入改革开放新时期，社会呈现出一种蓬勃向上的发展态势，加之交通运输工程速度的不断提升，各个区域开始被连通起来，才可让更多地方的人或物“走出去、引进来”。从本质上来说，增强道路交通建设规模，有利于促进经济发展。在公路桥梁施工过程中，设计阶段是关键环节，与后续阶段的施工环节息息相关。想要提升公路桥梁的安全性，必须要从其结构承载能力、稳定性等方面进行评判，采取针对性的措施增强施工质量，规避一系列潜在安全隐患。在进行质量评定时，需要注重结构系数的合理性、承载的最大能力、稳定性以及受到恶劣环境影响下的安全性。在数据采样环节，需要按照不同区域的外部条件、汽车或其他交通工具的最大承载应力、扭矩等物理系数进行研究，了解参数在不同环境下的变化值，做好结构参数的优化。正常情况下来说，公路桥梁的耐久性是长时间使用过程中呈现出来的，其与时间、长度、频率、次数等参数息息相关，因此，在理论层面上要将材料、工艺水平含量等进行剖析，主要源于公路桥梁的安全性、稳定性对驾驶员和使用者的生命财产安全影响颇大。

本文从实际和理论两方面出发做好实践调查和分析，查阅相关的文献资料和理论寻找出公路桥梁设计过程中可能会存在的问题，结合实际的情况转变设计思想，做好公路工程设计工作的调整，进一步保证公路桥梁设计的稳定性，促进其持续使用。

二、桥梁耐久性设计认知及存在的挑战

对于现阶段的公路桥梁来讲，其自身的耐久性是体现在结构全球没有周期的多个方面的，其跨度越长所涉及到的范围也就越广。无论是对于混凝土还是钢结构的桥梁来讲，都需要在设计建造过程中考虑的耐久性的问题，对于桥梁结构产生耐久性的因素是比较多的，包括混凝土结构所出现的碳化以及动容循环和化学物质的腐蚀以及雨水冲刷等等都会导致结构本身的耐久性降低。而且对于桥梁结构来讲，其自身的耐久性不仅仅体现在结构本身，还体现在与桥梁结构相连接的附属工程内容上，桥面的防水不到位会导致桥梁本身的混凝土出现风化以及脱落，还有就是会导致钢筋出现腐蚀，这都会导致调料本身的使用寿命降低。所以对于桥梁结构来讲，自身所承受的作用的时效性会影响桥梁本身的耐久性，在桥梁使用过程中，人流量以及车流量的增加和车辆的超载，还有就是外界环境的变化以及温度的变化，都会导致桥梁的耐久性以及安全性降低。

三、公路桥梁设计阶段存在的问题

（一）设计阶段的严谨性较差

在公路桥梁建设过程中，设计阶段是非常关键的前端工作阶段，因此，在设计的过程中，设计人员往往需要根据实际的情况、相关的使用要求、使用目的等进行场地和区域的考察，按照建设标准合理绘制设计图纸，尤其是要深入考虑公路桥梁的结构，并将其作为保证该项目的稳定性的依据，保持严谨和细致的工作状态，为后期工程施工的耐久性和安全性提供支持。只有在公路桥梁工程建设前期将设计落实到位，才不会出现较大的失误，减少安全隐患的出现。现如今，我国公路桥梁的高度不断的增加，长度不断增加，很多工程设计时并没有进行专业的检查和修复，也缺乏实际的考量，导致桥梁结构具有复杂性以及意外的情况，间接性影响到了公路桥梁的使用寿命。

（二）设计理念较为滞后

现阶段，我国公路桥梁工程施工工艺有了较大的提升，工程建设时间能够在保证质量的前提下得到缩短，但对于偏远地区或者外界施工条件比较恶劣的地区来说，低等级公路的桥梁在设计过程中并没有与时代同步，且和国际先进的设计相比仍然存在较大差距，主要源于国内公路桥梁工程施工设计理念较为滞后所导致。由于设计理念的固化，在实际应用过程中，公路桥梁的安全系数往往取最大值，所计算出来的结果会导致桥梁结构的尺寸、标号、钢筋使用量变大，这种情况一般会导致公路桥梁工程设计的经济性减弱，且对公路桥梁的承载力和耐久性来说会造成重大影响，非常不利于长期使用。

（三）细节重视程度较低

对于现阶段的道路桥梁耐久性以及安全性设计来讲，因为在施工过程中所使用的技术以及材料相比较于过去都有了很大变化，所以在设计过程中需要考虑的因素也要更多。尤其是在当前对于道路桥梁来讲，本身所使用的环境相比较于过去也有了很大不同外界的温度气候变化等也具有了很大差异，所以在这种状况下，如何进行道路桥梁的安全性以及耐久性设计，需要进行深入的实地考察以及分析，若是不能够进行全方位的数据收集，那么所设计的道路桥梁会缺乏细节保障。

四、加强公路桥梁设计安全性和耐久性的措施

（一）积极转变设计观念

在公路桥梁工程设计过程中，需要紧跟时代潮流进行实际考察和研究，并积极阅读政策实现对自身项目设计理念的调整，结合国内或国际先进经验，改变传统的设计手法和理念，按照不同区域的实际情况确定设计平面和剖立面、使用何种结构、重视细节部分的关键设计，秉承“集约化”的理念选择建造模式，保障设计的合理性，进一步加强公路桥梁工程的使用安全性和耐久性，最终保证全阶段的桥梁质量。

（二）完善设计方案

道路桥梁工程的设计观念转变之后，还需要按照实际的情况进一步完善设计方案。一般来说，设计方案的完善分为两个部分，第一部分是对结构和选材的完善，第二部分是对疲劳损伤设计的重视。就结构的选材来讲，为保证公路桥梁工程的安全性，在设计的过程中需要结合设计区域的地质、地形、水文、土壤等条件因素来选择符合实际建设条件的材料，完善设计结构，为后续的施工提供指导，避免偷工减料的情况出现。同时，要重视疲劳损伤设计。这是因为在公路桥梁使用的过程中，桥梁在承受自重和车辆、人群等荷载的影响，粱板常常处在较为弹性的工作状态，所承受的荷载变化会引发桥梁结构的振动，长时间会出现视疲劳损伤的情况。重视视疲劳损伤要求工作者在设计的过程中做好基础研究，通过仿真模拟技术等新型技术进行设计方案对比，确定后期可能会出现的疲劳损伤情况，做好积极的应对，改善损伤情况的出现。

（三）重视保护层设计

针对钢筋混凝土构件来说，为做好保护层的设计，要减少钢筋和大气直接接触造成碳化现象。一般来说，钢筋到构件表面的距离确定为保护层的厚度，进一步扩大保护层厚度，减少外界入侵机内部构件的几率，可提升钢筋混凝土构件的耐久性。但是在进行保护层设计的过程中，还需要注意到其厚度也不能够太大，否则会起到相反的作用，会导致钢筋混凝土构件的安全性降低、钢筋之间的裂缝变大。因此，要根据实际情况设计合理的保护层厚度，加强构件的耐久性，促进混凝土强度的稳定性，减少资源的浪费。

（四）更新理念，加强细节重视

在进行公路桥梁耐久性以及安全性设计过程中，要对设计理念有全新的认知，因为当前所处的社会发展环境与工作环境相比较于过去已经有了翻天覆地的变化，所以对桥梁结构的耐久性设计的认知是要能够保证桥梁结构耐久以及建设质量，这是公路桥梁本身建设效率得以提升的最主要前提。所以啊，在这一背景下需要对公路桥梁的质量管理工作进行严格把关，真正意义上是桥梁质量得到保证，让国家运输产业的发展能够有所依据。这就需要在现阶段开展工作桥梁设计时，针对安全性以及耐久性设计进行理念的更新测量设计的工作，单位应当加强对耐久性与严谨性的学习和研究，然后通过交流学习以及经验沟通和借鉴的，对自身在工作当中存在的不足进行补充。

结语

综上所述，就我国公路桥梁工程而言，其建设水平长期处于不断提升过程中，相应的承载负担也在增加。为了能够提升公路桥梁工程的使用寿命和承载力，从本质出发，重视设计阶段的工作，从设计理念、设计手法、设计技术、设计测算和设计模拟等角度进行分析，从分析现状问题和潜在威胁的因素入手，提出符合实际的高效措施。一般需要从公路桥梁的施工设计图阶段开始，以严谨的工作态度来对待设计图纸的绘制，重视细节，促进公路桥梁给工程的建设质量。