關(guān)于路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性研究

田 浩

(山西通暢工程勘察設(shè)計(jì)咨詢有限公司，山西 太原 030006)

路橋工程建設(shè)隨著交通工程的快速發(fā)展而日益崛起，無(wú)論是工程規(guī)模還是要求都在不斷提高，對(duì)路橋設(shè)計(jì)無(wú)疑提出了更高的要求，尤其是在保證路橋安全性與耐久性方面，亟需通過(guò)相關(guān)措施的采用來(lái)解決所有可能對(duì)安全性與耐久性造成的因素、問(wèn)題。

1 路橋安全性與耐久性主要影響因素

1.1 方案欠合理

路橋設(shè)計(jì)中，保證其安全性與耐久性為基本要求，而決定路橋安全性與耐久性的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)是否合理。在路橋工程建設(shè)中，設(shè)計(jì)是十分重要的環(huán)節(jié)，對(duì)工程建設(shè)質(zhì)量有直接影響。部分人員在工程建設(shè)過(guò)程中，沒(méi)有充分考慮施工和需求之間的結(jié)合，對(duì)工程建設(shè)施工造成影響，降低工程經(jīng)濟(jì)效益，并產(chǎn)生安全性與耐久性方面的問(wèn)題。

1.2 施工能力不足

路橋一旦發(fā)生坍塌事故，將對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大威脅，調(diào)查與統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，近五年一共發(fā)生了30起橋梁坍塌事故，由此造成的傷亡與經(jīng)濟(jì)損失均無(wú)法挽回。路橋坍塌的主要原因?yàn)榘踩耘c耐久性較差，而導(dǎo)致安全性與耐久性較差的主要原因是施工能力不足。

1.3 未對(duì)路橋養(yǎng)護(hù)引起足夠的重視

路橋養(yǎng)護(hù)可以有效延長(zhǎng)路橋使用壽命，提高路橋耐久性，所以路橋養(yǎng)護(hù)至關(guān)重要，必須引起足夠的重視。然而，從當(dāng)前的實(shí)際情況看，很多路橋建設(shè)參與單位都沒(méi)有重視路橋養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)意識(shí)嚴(yán)重缺乏，工程建設(shè)完成后未能及時(shí)開(kāi)展各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)工作，導(dǎo)致路橋處于不利狀態(tài)。

2 路橋設(shè)計(jì)中保證安全性與耐久性的措施

2.1 嚴(yán)格控制混凝土保護(hù)層的厚度

根據(jù)相關(guān)文件資料可知，鋼筋施工作為路橋建設(shè)重要環(huán)節(jié)，其合格率不能低于95%。在實(shí)際工作中，要根據(jù)相關(guān)驗(yàn)收規(guī)范，對(duì)路橋工程特征進(jìn)行深入考察，同時(shí)按照偏差的允許范圍，對(duì)不滿足要求的部分及時(shí)予以整改。對(duì)于梁板和拱橋保護(hù)層厚度實(shí)際偏差，應(yīng)控制在±7 mm以內(nèi)，對(duì)于路橋的墩臺(tái)，為保證其堅(jiān)固性，需將保護(hù)層厚度實(shí)際偏差控制在±8 mm以內(nèi)。

2.2 做好混凝土材料的應(yīng)用

鋼筋如果和空氣長(zhǎng)期接觸，并受到雨水的浸泡或沖刷作用后，將產(chǎn)生銹蝕，鋼筋一旦銹蝕，不僅抗壓及抗拉能力會(huì)大幅下降，直接對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力造成影響，對(duì)鋼筋結(jié)構(gòu)整體堅(jiān)固性造成很大的影響，產(chǎn)生安全隱患或問(wèn)題。對(duì)此，為防止鋼筋銹蝕，對(duì)設(shè)計(jì)人員而言，應(yīng)做好相關(guān)設(shè)計(jì)，保證混凝土保護(hù)層厚度合理性，滿足規(guī)范和施工要求。除此之外，設(shè)計(jì)人員還需不斷加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與新材料的應(yīng)用，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。以某沿海地區(qū)的路橋工程為例，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮潮濕條件下鋼筋與混凝土容易產(chǎn)生銹蝕的特性，以此提高整個(gè)路橋結(jié)構(gòu)的性能與質(zhì)量。在條件允許的情況下，可使用高性能混凝土來(lái)取代傳統(tǒng)混凝土，利用高性能混凝土具有的高密實(shí)度、高耐久性、高工作性和穩(wěn)定性來(lái)防止鋼筋受潮銹蝕從而保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全性延長(zhǎng)其使用的耐久性。

2.3 加強(qiáng)對(duì)涂裝設(shè)計(jì)的控制

在當(dāng)前的路橋工程建設(shè)中，處于海洋、江河浸泡環(huán)境下的大型混凝土結(jié)構(gòu)工程除了提高混凝土自身的耐久性外，還需采用附加防腐蝕措施。附加防腐蝕措施包括:阻誘劑、涂層鋼筋、電化學(xué)保護(hù)、有機(jī)硅憎水劑、混凝土表面涂料等。其中有機(jī)硅憎水劑和混凝土表面涂料屬于混凝土表面保護(hù)措施，阻止以水為載體的氯離子等有害物質(zhì)滲透進(jìn)入混凝土，以達(dá)到保護(hù)鋼筋的目的。近年來(lái)經(jīng)常有不同類型新興技術(shù)與產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用，這和涂裝技術(shù)不斷增強(qiáng)有著密切的關(guān)系。首先，在材料選擇時(shí)，為保證工程質(zhì)量，浸鍍鋅厚度需按照90 μg控制，涂鋁和鍍鋅的厚度都按照100～300 μg的范圍控制，環(huán)氧富鋅厚度按照小于8 μg控制，無(wú)機(jī)富鋅厚度按照小于等于80 μg控制，水性富鋅厚度按照小于80 μg的要求控制。熱噴鍍鋅過(guò)程中，鋼筋和鍍鋅層之間要有足夠結(jié)合力，一般要保持在6～8 KPa范圍內(nèi)；熱噴涂鋁過(guò)程中，鋼筋和鍍鋅層之間也要有足夠結(jié)合力，一般要保持在10～17 KPa范圍內(nèi)。除此之外，環(huán)氧富鋅和鋼筋之間的結(jié)合力要達(dá)到2.3～2.7 KPa，無(wú)機(jī)富鋅和鋼筋之間的結(jié)合力要達(dá)到4～5 KPa，水性富鋅和鋼筋之間的結(jié)合力要達(dá)到2～3 KPa。為防止和空氣當(dāng)中含有的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使鋼筋或鋼板產(chǎn)生銹蝕，在設(shè)計(jì)中就要充分考慮涂層材料選擇，通過(guò)選擇適宜的涂層材料來(lái)延長(zhǎng)鋼筋及鋼板實(shí)際使用壽命。從而提高混凝土結(jié)構(gòu)自身的耐久性。

2.4 引入先進(jìn)的技術(shù)手段與管理方法

如今，電子信息技術(shù)正快速發(fā)展，這對(duì)設(shè)計(jì)和管理人員而言，除了能采用這些先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行日常監(jiān)督，還能提高信息處理水平，保證信息傳輸效率和質(zhì)量。路橋工程建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)高度重視和先進(jìn)技術(shù)之間的結(jié)合，最大限度發(fā)揮各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)的作用功能，通過(guò)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的合理應(yīng)用使路橋的設(shè)計(jì)方案得以全面優(yōu)化。比如，為提高路橋工程建設(shè)質(zhì)量，除了要對(duì)工程設(shè)計(jì)引起足夠的重視，還應(yīng)加強(qiáng)實(shí)際的管理力度。在預(yù)應(yīng)力管道的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)其預(yù)拱度設(shè)置與調(diào)整引起足夠重視，同時(shí)以此為基礎(chǔ)確定適宜的張拉強(qiáng)度，加強(qiáng)對(duì)拱度的有效控制。在此環(huán)節(jié)當(dāng)中，可利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的模擬實(shí)驗(yàn)，采用實(shí)驗(yàn)的方式除了能保證生動(dòng)性，而且效果相比于傳統(tǒng)的方式更加顯著。另外，對(duì)路橋的下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工的過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范的路程進(jìn)行，和施工實(shí)際情況應(yīng)做到完全相符，防止設(shè)計(jì)和人為方面的因素對(duì)工程建設(shè)造成影響，需對(duì)施工中包含不同結(jié)構(gòu)坐標(biāo)實(shí)施反復(fù)的確認(rèn)，以保證實(shí)際工程質(zhì)量和路橋結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性。

2.5 充分吸取國(guó)內(nèi)外相關(guān)成功經(jīng)驗(yàn)

盡管在路橋工程的建設(shè)方面我國(guó)在最近幾年得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，但在實(shí)際情況下，依然存在一些不足和問(wèn)題，對(duì)路橋工程建設(shè)質(zhì)量及設(shè)計(jì)成果的安全性及耐久性造成影響。對(duì)于此，可充分參考借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)成功經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)這些成功經(jīng)驗(yàn)和案例的學(xué)習(xí)掌握，除了能延長(zhǎng)路橋結(jié)構(gòu)使用壽命，還能幫助相關(guān)技術(shù)人員準(zhǔn)確且全面的樹(shù)立起觀念意識(shí)，從設(shè)計(jì)中的不同方面入手保證路橋設(shè)計(jì)的安全性及耐久性，在實(shí)際工作中應(yīng)和相關(guān)部門之間做好聯(lián)系溝通，無(wú)論相關(guān)規(guī)章制度或管理水平，都需要得到不斷的提高與完善，借鑒和學(xué)習(xí)先進(jìn)的做法及技術(shù)方法，為國(guó)內(nèi)路橋工程建設(shè)和設(shè)計(jì)提供參考借鑒，起到促進(jìn)工程建設(shè)與設(shè)計(jì)不斷發(fā)展的作用，保證路橋設(shè)計(jì)成果的安全性及耐久性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在路橋工程建設(shè)發(fā)展進(jìn)程中，路橋施工工藝和技術(shù)都取得了很大的進(jìn)步和提高，也創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)的大國(guó)工程，工程質(zhì)量的進(jìn)步也提高了設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)水平和能力，作為一名設(shè)計(jì)人員也在不斷的進(jìn)步與成長(zhǎng)。而路橋結(jié)構(gòu)的安全性及耐久性作為關(guān)鍵性的控制要點(diǎn)。作為設(shè)計(jì)人員首先需要分析可能對(duì)路橋建設(shè)質(zhì)量及安全性、耐久性造成影響的因素，然后采取多元化的措施加以改進(jìn)。另外，由于路橋建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜性與系統(tǒng)性都很強(qiáng)的綜合工程，所以需要不同部門之間做好溝通和配合，設(shè)計(jì)單位在精心設(shè)計(jì)施工單位按規(guī)范化施工的同時(shí)，加大社會(huì)監(jiān)理和政府監(jiān)督力度，各部門協(xié)同工作，以此保證工程建設(shè)得以順利完成，并達(dá)到預(yù)期的安全性與耐久性。