公路桥梁设计安全性及耐久性提升策略

时间：2020-10-09 11:03:43 所属分类：建筑科学 浏览量:

公路桥梁是交通系统中的重要组成部分，随着近年来城市发展建设速度的加快，公路桥梁建设也取得了显著的成果。但是，就实际情况来看，我国在公路桥梁设计当中，对于安全性及耐久性方面，仍存在着一定的问题和不足。很多公路桥梁建成后，往往需要频繁地进行改

　　公路桥梁是交通系统中的重要组成部分，随着近年来城市发展建设速度的加快，公路桥梁建设也取得了显著的成果。但是，就实际情况来看，我国在公路桥梁设计当中，对于安全性及耐久性方面，仍存在着一定的问题和不足。很多公路桥梁建成后，往往需要频繁地进行改建、加固、维修，带来了较大的成本。目前，公路桥梁设计中，对安全性及耐久性提出了更高的要求，在具体设计过程中需要高度重视。

　　1公路桥梁设计中的安全性及耐久性问题现状

　　在公路交通系统当中，公路桥梁是一个重要分支，其设计质量将直接影响建成后的使用性能及使用寿命，同时对交通质量也会产生直接的影响。在我国当前公路桥梁设计当中，仍然存在着一些方面的问题[1]。例如，设计中对于公路桥梁强度性能考虑比较多，但是对于安全性及耐久性考虑较少。设计中对于桥梁强度极限十分重视，但是对于使用极限缺乏考虑，也没有做出特定设计要求。在桥梁整个生命周期当中，其使用极限具有非常重要的意义，如果设计中对公路桥梁结构建造比较重视，但对于公路桥梁结构维护工作重视不足，也会产生安全性及耐久性的问题。因此，我国很多公路桥梁设计当中，由于对安全性及桥梁耐久性考虑不足，因而可能会经常发生一些安全事故，降低了公路桥梁整体使用性能，也缩短了其使用寿命。这种情况下，不但不符合公路桥梁安全性及耐久性的发展趋势，也可能造成一定的生命财产损失。此外，由于设计中的不足，导致公路桥梁安全性及耐久性下降，不符合公路桥梁结构动态及综合性要求，造成了很多不利的影响。

　　2公路桥梁设计中安全性及耐久性的影响因素

　　2.1施工管理水平不高

　　公路桥梁工程经过较长时间的发展，目前各个方面都在逐步趋于成熟。而由于安全性及耐久性不足引发的公路桥梁损坏坍塌事故，已经受到了社会的高度关注。通过分析原因可以看出，由于施工管理水平不高，在施工过程中存在不符合施工规定等现象，是导致这些事故的重要因素。此外，施工质量和设计标准之间有所差异，施工过程中以次充好、偷工减料，导致施工工艺及施工材料不符合要求，也是造成突发性公路桥梁损坏坍塌事故的重要原因。目前，有很多公路桥梁在实际应用中，都难以达到设计使用寿命，甚至一些公路桥梁建成后不久就出现了严重的质量问题。这种情况的出现，一般是由于施工质量情况造成的。例如施工中钢筋保护层薄弱，使用的水泥混凝土配合不合理、振捣养护不到位等。这些问题也都是由于施工管理水平不足造成的，长远来看会严重影响公路桥梁的安全性及耐久性。

　　2.2设计理念及结构构造体系不佳

　　在公路桥梁设计理念及结构构造体系方面仍存在不完善的情况。一般来说，公路桥梁结构设计不但要对结构类型的经济合理性加以考量，也要仔细分析公路桥梁结构及构件连接，确保可靠性指标及安全系数符合要求，进而保证公路桥梁结构安全性及耐久性。然而在实际设计过程中，一些设计人员仅仅注重结构强度方面的规范要求，而对于桥梁结构体系、材料、构造以及施工中人为因素造成桥梁安全性问题等，都缺乏足够的重视[2]。另外，在桥梁设计当中，结构整体性、延性方面也有所不足，在设计中的受力情况、计算图式等都缺乏明确性，因而可能造成桥梁部分结构受力不均匀的问题。此外，设计施工中混凝土强度不足、钢筋粗细不佳、保护层厚度较小等，也都会影响公路桥梁的安全性及耐久性。

　　3公路桥梁设计中的安全性及耐久性提升策略

　　3.1提高对耐久性问题的重视

　　公路桥梁设计中，应当充分重视耐久性。以往对于耐久性的要求，主要考虑的因素是施工材料、统计分析等方向，而从结构与设计的关系等方面研究公路桥梁耐久性仍显不足。由此可见，公路桥梁的耐久性设计与普通结构设计之间存在着比较显著的差异，所以，对于传统桥梁耐久性的定性分析，应当转变为定量分析。在一些发达国家中，公路桥梁设计方面，对耐久性设计重视程度较高，在具体设计中也有较多的考虑[3]。对此，我国公路桥梁设计也要充分重视这一问题，综合考虑桥梁结构布局、构造细节等，提高公路桥梁的安全性及耐久性，降低维修费用，保证公路桥梁性能符合要求。

　　3.2强化疲劳损伤的设计

　　公路桥梁建成之后，需要承受很多的荷载，例如车辆荷载，甚至风荷载等，这些荷载都会在桥梁内部产生循环变化应力。公路桥梁在各种应力作用下，可能发生结构振动的现象，进而出现结构累积疲劳损伤。当这些累积损伤逐渐扩大，就容易引起公路桥梁宏观性裂缝。如果不能有效控制这些宏观性裂缝的发展，公路桥梁结构将会遭到进一步的破坏，从而发生断裂、坍塌等安全事故。一般来说，公路桥梁早期疲劳损伤，难以直观地发现，但是其对于桥梁结构造成的影响是不容忽视的，也是难以挽回的。所以在公路桥梁设计过程中，就要对这方面问题加以考虑。通常在钢结构桥梁设计当中，疲劳损伤是更为关键的一个问题，这是因为疲劳损伤比较容易造成钢结构开裂，进而引起公路桥梁坍塌事故。而近年来，随着混凝土桥梁结构的发展，关于此类结构的疲劳损伤问题研究也更为深入。公路桥梁结构中某个位置或构件发生疲劳损伤，造成该部分原有效用丧失，从而在疲劳损伤作用下，导致公路桥梁整体失效，如斜拉桥拉索锚固端疲劳损伤，就是较为常见的一种。因此，强化对疲劳损伤的设计研究，在设计中就充分考虑这一问题，提升桥梁结构抗疲劳损伤性能，从而强化桥梁安全性及耐久性。

　　3.3关注公路桥梁的超载问题

　　超载问题是引起公路桥梁安全性及耐久性下降的一个重要因素之一，所以在公路桥梁设计中，要对超载问题加以关注。一般情况下，超载情况主要包括车辆自身超载行驶，实际通行车辆超出设计流量，使用年限超出设计年限等方面。其中，除了车辆自身超载属于司机违法运营引起的之外，其余两种情况，都是由于桥梁荷载变化、交通流量变化等因素引起的。公路桥梁的超载问题，容易加剧公路桥梁疲劳损伤情况，由于超载导致桥梁承受疲劳应力增加，因而其自身也将会出现更为严重的疲劳损伤，这种损伤有时就会引起公路桥梁结构损坏。而且，由于超载引起的桥梁内部结构损伤，一般难以修复。在之后正常荷载情况下，由于桥梁工作状态发生改变，就会造成桥梁安全性及耐久性的下降。例如，一些超载造成的早期内部疲劳损伤无法发现，因而认为桥梁的耐久性充足，但在汽车超载作用下，将更有可能发生开裂。即使在荷载卸除之后，有些裂缝能够自动闭合，但是对混凝土结构内部造成的损伤是不可逆的。构件开裂造成弯矩和刚度的下降。因此，在正常荷载作用下，一些本来不该开裂的结构也会出现裂缝，或是本来比较小的裂缝逐渐增大，引起超出允许范围的裂缝或变形。这些因素对于桥梁的安全性及耐久性都有很大影响。所以应当加强分析与管理，避免桥梁超载的情况发生。

　　4结语

　　公路桥梁作为交通系统中的重要组成部分，对于交通发展有着很大的影响。就公路桥梁设计现状来看，在安全性及耐久性方面并不乐观，很多方面的因素都会对其造成影响。对此，在公路桥梁设计当中，需要注意采取有效的措施加以完善，有效解决问题，确保公路桥梁安全性及耐久性满足要求。

　　参考文献：

　　[1]曹海峰.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究[J].科技创新与应用，2017(5)：229.

　　[2]叶伟华，龚方涛.基于公路桥梁设计中的安全性和耐久性分析研究[J].交通节能与环保，2016(3)：82-84.

　　[3]曾新.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].交通世界，2017(11)：80-81.

　　《公路桥梁设计安全性及耐久性提升策略》来源：《交通世界》，作者：汪罗英

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