郭帥

市政路橋設(shè)計(jì)中的安全和耐久性研究

郭帥

對(duì)于市政路橋設(shè)計(jì)而言，保證安全性和耐久性是施工過(guò)程中最為關(guān)鍵的兩大要素，同時(shí)也是為日后通車(chē)以及人們出行安全進(jìn)行保障的一個(gè)重要前提。文章以提升路橋設(shè)計(jì)質(zhì)量，從安全性和耐久性兩個(gè)方面著手，對(duì)完善設(shè)計(jì)方案與思路、創(chuàng)新設(shè)計(jì)觀念、優(yōu)化安全性與耐久性設(shè)計(jì)三個(gè)方面展開(kāi)了論述，有利于提升市政工程質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)城市化進(jìn)程快速發(fā)展。

結(jié)合我國(guó)現(xiàn)如今的交通運(yùn)輸情況，可見(jiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)得到了飛速發(fā)展，也使得城市交通得到了改善。在這一過(guò)程中，難免會(huì)出現(xiàn)一些安全隱患。對(duì)于市政路橋建設(shè)工程而言，因?yàn)槠錄Q定著城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以保證施工質(zhì)量十分必要。市政路橋設(shè)計(jì)合理性，有利于進(jìn)一步緩解城市中的交通壓力，為人們的出行提供安全保障。由此可見(jiàn)，確保市政路橋設(shè)計(jì)的安全性與耐久性，是施工設(shè)計(jì)過(guò)程中最為關(guān)鍵的兩個(gè)要素。

市政路橋設(shè)計(jì)的安全性與耐久性

對(duì)于市政路橋工程而言，保證安全性和耐久性其中最為關(guān)鍵的兩個(gè)點(diǎn)，同時(shí)也是市政路橋設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，尤其是路橋使用期限的設(shè)計(jì)，和工程本身的安全性有直接的關(guān)系。因此，作為設(shè)計(jì)人員，必須要對(duì)工程設(shè)計(jì)階段進(jìn)行重視。對(duì)路橋進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其中最為重要的并非是節(jié)約造價(jià)成本，而是要在工程經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行重視，以此也對(duì)路橋設(shè)計(jì)的安全性、耐久性進(jìn)行保證，同時(shí)將安全性與耐久性歸納到設(shè)計(jì)考量的范圍之內(nèi)，從而能夠充分發(fā)揮路橋各個(gè)構(gòu)件的性能，使其能夠在路橋工程使用的過(guò)程中提升其可靠性。另外，實(shí)際進(jìn)行路橋設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照規(guī)定要求對(duì)路橋工程安全系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)槁窐蚬こ膛c一般的建筑工程不同，因此設(shè)計(jì)時(shí)便需要全方位考慮結(jié)構(gòu)組件安裝時(shí)所使用的技術(shù)與工藝，通過(guò)相應(yīng)工藝的運(yùn)用，確保路橋結(jié)構(gòu)的安全，也對(duì)路橋工程的耐久性能進(jìn)行保證。另外，合理選擇路橋工程材料，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，也要對(duì)諸多細(xì)節(jié)進(jìn)行注意，以設(shè)計(jì)規(guī)范為前提對(duì)路橋設(shè)計(jì)進(jìn)行完善與改進(jìn)，只有如此才能從根本上將路橋工程中存在的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行解決。

市政路橋要點(diǎn)

所謂市政路橋，即城市中的道路以及橋梁，城市道路為達(dá)到城市中的各個(gè)地區(qū)提供了便利，為城市內(nèi)部交通運(yùn)輸與行人也帶來(lái)了安全保障，為人們的生活與工作等活動(dòng)帶來(lái)了極大的方便。城市道路相較于公路更加寬闊，為了能夠支持交通出行，一般會(huì)在道路上劃分多種車(chē)道，例如機(jī)動(dòng)車(chē)道和非機(jī)動(dòng)車(chē)道等。在道路的兩旁一般會(huì)有人行橫道與房屋、建筑等，在人行道下方會(huì)埋設(shè)公共管線。按照道路本身對(duì)于城市道路的重要意義，可以將其分為以下幾種類(lèi)型，即快速路、主次干路、支路。在這其中快速路是為了能夠快速、暢通的對(duì)城市中大量交通問(wèn)題進(jìn)行處理的道路，這一類(lèi)型的道路要確保線型的平順，區(qū)別于普通的道路；相較于交通量比較大的干路，在相交時(shí)可以采用立體交叉這一形式，如果和交通量比較小的支路相交，那么則可以采取平面交叉的方式。

而橋梁如果按照結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)，則可以劃分為梁式橋、拱橋、鋼架橋、纜索承重橋這幾種基本的形式，在這之外也有組合體系橋梁式橋，例如簡(jiǎn)支板梁橋、懸臂梁橋以及連續(xù)梁橋。拱橋主要是以豎向荷載作用為前提，在兩端支承處分別生成豎向反力以及水平推力，在水平推力的作用下，會(huì)將跨中彎矩減小，從而加大跨越能力。通常混凝土拱極限跨度約為500m，那么鋼拱便可以達(dá)到1200m。在這一推力下，對(duì)拱橋進(jìn)行施工時(shí)，對(duì)地質(zhì)條件也提出了非常大的要求。對(duì)于剛架橋而言，其中主要分為T(mén)形剛架橋以及連續(xù)剛構(gòu)橋兩種，T形剛架橋橋面有很多伸縮縫，無(wú)法有效支持高速行車(chē)。而連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁連續(xù)且無(wú)縫，所以在行車(chē)方面體現(xiàn)了很大的優(yōu)勢(shì)。

提升市政路橋設(shè)計(jì)中的安全性與耐久性的幾點(diǎn)建議

對(duì)設(shè)計(jì)方案與思路進(jìn)行完善

市政公路橋梁設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范條例中難免會(huì)存在一些不完善之處，為了保證路橋施工設(shè)計(jì)質(zhì)量，可以邀請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)方面的專(zhuān)家以及具有豐富經(jīng)驗(yàn)的人員等對(duì)路橋規(guī)范進(jìn)行修訂與完善，使設(shè)計(jì)規(guī)范趨近于完善，從而實(shí)現(xiàn)路橋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范性的提升，也為路橋設(shè)計(jì)、施工提供有效的參考依據(jù)。此外，為了使路橋設(shè)計(jì)保證規(guī)范性，要對(duì)參與路橋設(shè)計(jì)的相關(guān)人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，針對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)與技能等對(duì)其進(jìn)行教育，更加全面的了解路橋施工材料與設(shè)備等，以此提升市政路橋設(shè)計(jì)水平。

對(duì)設(shè)計(jì)觀念進(jìn)行創(chuàng)新

提高路橋載荷的重視程度。在路橋設(shè)計(jì)過(guò)程中，超載是其中非常常見(jiàn)的問(wèn)題之一，超載現(xiàn)象的產(chǎn)生主要是因?yàn)槁窐蜷L(zhǎng)期受車(chē)輛的碾壓，進(jìn)而導(dǎo)致超載現(xiàn)象。若路橋通行量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出設(shè)計(jì)預(yù)期，再加上路橋使用時(shí)車(chē)輛自身存在超載的現(xiàn)象，或者是路橋使用期限已到預(yù)定年限，這些問(wèn)題都會(huì)造成路橋超載現(xiàn)象。若該現(xiàn)象一直沒(méi)有得到解決，那么必然會(huì)對(duì)路橋質(zhì)量造成影響，進(jìn)而縮短路橋使用期限。為了避免這一現(xiàn)象，需要在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)其進(jìn)行考慮，加大重視程度，按照超載實(shí)際狀況制定設(shè)計(jì)方案。

加大對(duì)路橋疲勞損傷的治理。實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中也需要對(duì)路橋今后的使用進(jìn)行重視，如果路橋長(zhǎng)期使用很有可能會(huì)導(dǎo)致疲勞損傷。所以，除了在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行重視之外，也要關(guān)注結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保其合理性，對(duì)路橋的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)路橋?qū)嶋H承受力進(jìn)行考慮。另外，也可以利用路橋承載能力降低疲勞損傷程度。進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)路橋之后的使用情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，加大設(shè)計(jì)力度，從而實(shí)現(xiàn)路橋可靠性與穩(wěn)固性的提升。

對(duì)安全性與耐久性設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化與完善

適當(dāng)增加混凝土的保護(hù)層厚度。在路橋設(shè)計(jì)施工的過(guò)程中，對(duì)于混凝土保護(hù)層位置的選擇，需要以確保鋼筋、混凝土粘結(jié)強(qiáng)度為準(zhǔn)，并且對(duì)鋼筋使用質(zhì)量提供保證，使其能夠?qū)ζ琳线M(jìn)行保護(hù)，以免有害介質(zhì)侵入其中，從而降低鋼筋混凝土有效性。若氯離子在鋼筋表面擴(kuò)散，擴(kuò)散時(shí)間以及保護(hù)層厚度這二者之間一般會(huì)以平方成正比的形式表現(xiàn)其關(guān)系；二氧化碳擴(kuò)散速度則與保護(hù)層厚度呈現(xiàn)緊密的聯(lián)系。一般混凝土保護(hù)層厚度決定了鋼筋免受侵蝕，厚度越厚那么時(shí)間則越長(zhǎng)。由此可見(jiàn)，適當(dāng)增加混凝土保護(hù)層厚度，對(duì)于提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性具有非常重要的作用。

合理選擇結(jié)構(gòu)與構(gòu)件。實(shí)際市政路橋設(shè)計(jì)階段，可以將箱形截面作為主要的截面形式，因?yàn)槠淇梢匀嫣嵘w結(jié)構(gòu)剛度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)路橋疲勞振動(dòng)的降低。除此之外，以免路橋存在結(jié)構(gòu)性裂縫這一現(xiàn)象，要在主橋結(jié)構(gòu)垂直以及水平構(gòu)件中，結(jié)合實(shí)際情況施加預(yù)應(yīng)力，以此構(gòu)成全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，對(duì)結(jié)構(gòu)形變進(jìn)行控制，以免造成裂縫。但是針對(duì)構(gòu)件斷面的設(shè)計(jì)，可以加大棱角外觀斷面密度以及強(qiáng)度，并對(duì)混凝土骨料粒度密度、分布以及強(qiáng)度等進(jìn)行控制，使鋼筋間距趨于合理。對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)也可以在其中設(shè)置防滲透性強(qiáng)，并且具有拉伸、抗剪切作用的防水層，從而實(shí)現(xiàn)防治水分滲透的目的，以免對(duì)路橋工程質(zhì)量造成影響。

綜上所述，市政路橋決定了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以必須要保證設(shè)計(jì)安全性與耐久性。一方面，有利于提升路橋工程質(zhì)量，為人們?nèi)蘸蟪鲂刑峁┝朔奖?，另一方面，則為城市發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)水平的提升奠定了基礎(chǔ)，為我國(guó)市政工程水平與質(zhì)量的提升提供支持。

（作者單位：上海合新市政科技發(fā)展中心）