公路橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性研究

高競(jìng)程

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)的交通行業(yè)有了很大進(jìn)展，公路橋梁工程建設(shè)越來(lái)越多。為了給人們提供更好地生活條件，提升公路橋梁建設(shè)質(zhì)量已經(jīng)成為眾多人關(guān)注的焦點(diǎn)。保證公路橋梁建設(shè)質(zhì)量最關(guān)鍵的地方在于保證橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性?；诖?，本文將對(duì)公路橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：公路橋梁設(shè)計(jì);施工;安全性;耐久性;研究

1 公路橋梁設(shè)計(jì)安全性和耐久性的基本要求

在橋梁及公路設(shè)計(jì)的過程中，項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)受地形及其他環(huán)境影響，無(wú)法保證設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確應(yīng)用于實(shí)際地形中。為提升公路橋梁設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，應(yīng)充分考量設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中涉及的材料及結(jié)構(gòu)方面的問題，制定科學(xué)合理的方案，提升公路橋梁的安全性和耐久性。

在橋梁建設(shè)過程中應(yīng)考慮跨度連續(xù)梁結(jié)構(gòu)及城市分布等方面，保障整體設(shè)計(jì)圖紙的作用效果，考量周邊居民或其他生活環(huán)境對(duì)橋梁建設(shè)的影響。在設(shè)計(jì)公路橋梁的過程中，須做好地基處理工作，地基采取的方案應(yīng)準(zhǔn)確配合實(shí)際地形結(jié)構(gòu)，確定使用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方式，選擇節(jié)省人力、物力資源的施工具體方案，保證基本結(jié)構(gòu)建設(shè)的完整性、可利用程度對(duì)應(yīng)后續(xù)工程的建設(shè)，保證附屬設(shè)施鋪設(shè)安裝的具體效用。由于施工過程部分工作需要在野外完成，外界環(huán)境具有不可控的特點(diǎn)，要求施工人員選用先進(jìn)的技術(shù)，在保證自身防護(hù)工作的完備性的基礎(chǔ)上，有效應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境帶來(lái)的不利影響，同時(shí)配合使用便于運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，提升公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量和設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

2 國(guó)內(nèi)公路橋梁建筑設(shè)計(jì)安全性與耐用性的現(xiàn)狀解析

2.1 預(yù)應(yīng)力損失

管道壁與預(yù)應(yīng)力鋼筋間存在摩擦作用，臺(tái)座間會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力松弛的情況，在溫度差的作用下，可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力損失。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用的鋼筋和錨具會(huì)在溫度和外界條件的作用下產(chǎn)生變形和壓縮。公路橋梁需要使用大量的混凝土，混凝土具有彈性壓縮的特性，在收縮過程中會(huì)發(fā)生形變。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)強(qiáng)化計(jì)算工作，結(jié)合外界施工具體狀態(tài)準(zhǔn)確衡量張拉次序，根據(jù)不同的施工要求，選擇張拉的方式控制對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)間的張拉作用，考量溫度、其他結(jié)構(gòu)的相互作用對(duì)應(yīng)力鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的具體影響，避免出現(xiàn)安全隱患。

2.2 截面抗裂性能較差

預(yù)壓預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的影響，在不同級(jí)別抗震特性的影響下作用于全部或部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，由于短期效應(yīng)組合的配合應(yīng)用，使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)正截面拉應(yīng)力的情況，部分預(yù)應(yīng)力超出限制應(yīng)力值。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中橋梁跨度較大，整體結(jié)構(gòu)重力較高，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性的要求，設(shè)計(jì)實(shí)施全應(yīng)力構(gòu)建。

2.3 結(jié)構(gòu)擾度有待提升

公路橋梁中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)撓度受承載載荷、部應(yīng)力的同時(shí)作用，部分設(shè)計(jì)人員為了保證公路橋梁建設(shè)的美觀性，設(shè)計(jì)了多種結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力，無(wú)法準(zhǔn)確考量以上兩種影響結(jié)構(gòu)撓度產(chǎn)生要素對(duì)實(shí)際應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)變化的作用，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)向上反拱的情況，不符合公路橋面平整度的要求。在后續(xù)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)準(zhǔn)確把控應(yīng)力鋼筋的含量，應(yīng)用豎向位移結(jié)構(gòu)，提升整體安全性。

3 提升公路橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性的措施研究

3.1 提高設(shè)計(jì)目標(biāo)的科學(xué)程度

工程設(shè)計(jì)單位在開展公路橋梁項(xiàng)目的設(shè)計(jì)作業(yè)當(dāng)中，將公路橋梁項(xiàng)目的質(zhì)量作為設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，同時(shí)也需要考慮公路橋梁整體的承載能力。設(shè)計(jì)人員結(jié)合未來(lái)的交通設(shè)施設(shè)計(jì)，來(lái)對(duì)公路橋梁上方行駛的車輛進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。通過得出來(lái)的車輛通行數(shù)據(jù)，來(lái)確定公路橋梁工程未來(lái)所能承載的最大壓力。并且工程設(shè)計(jì)人員還需要綜合地考慮公路橋梁在使用之后，對(duì)于橋梁的主干路等位置設(shè)置多少限高以及設(shè)置限重，避免因?yàn)槌氐能囕v行駛到橋梁路面上而造成對(duì)公路橋梁的損壞。工程設(shè)計(jì)人員將橋梁工程自身的抗震能力、抗風(fēng)能力和抗洪能力，納入到工程設(shè)計(jì)圖紙中，結(jié)合區(qū)域所發(fā)生的地質(zhì)、地震災(zāi)害信息和臺(tái)風(fēng)洪水風(fēng)暴等各類自然災(zāi)害信息數(shù)據(jù)，來(lái)進(jìn)行研究，并作為設(shè)計(jì)圖紙的一個(gè)參考內(nèi)容，來(lái)確定未來(lái)工程的抗震能力、抗風(fēng)能力等設(shè)計(jì)目標(biāo)。工程設(shè)計(jì)人員在開展項(xiàng)目的設(shè)計(jì)前期，需要對(duì)項(xiàng)目周圍區(qū)域的地質(zhì)信息和周圍自然環(huán)境信息進(jìn)行充分的勘察研究分析。并結(jié)合不同的地質(zhì)巖層狀況，來(lái)采取相應(yīng)的加固措施，以及避開那些可能產(chǎn)生地面沉降的區(qū)域。這樣就會(huì)大幅度提升公路橋梁的使用時(shí)間，以及增強(qiáng)公路橋梁工程整體的安全性。

3.2 提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度

工程設(shè)計(jì)單位需要組織內(nèi)部的設(shè)計(jì)人員來(lái)了解工程現(xiàn)場(chǎng)周圍的地質(zhì)狀況信息以及周圍的自然環(huán)境狀況信息。設(shè)計(jì)工作人員在掌握到全面的地質(zhì)信息之后，然后對(duì)所需要的橋梁各類設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化，并對(duì)橋梁工程的各個(gè)構(gòu)件所使用的規(guī)格、類型、數(shù)量等進(jìn)行設(shè)計(jì)。工程設(shè)計(jì)單位還需要開展橋梁工程項(xiàng)目中的部件處理，根據(jù)不同工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求來(lái)使用工程項(xiàng)目的加固構(gòu)件。尤其是在橋梁的橋墩設(shè)計(jì)當(dāng)中，要求充分地考慮到當(dāng)?shù)厥┕がF(xiàn)場(chǎng)中的地基沉降問題。

3.3 重視安全性和耐久性研究

目前某些公路橋梁設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，更注重公路橋梁外在的美觀性，并堅(jiān)持節(jié)約施工成本的理念，未著重考量安全性、耐久性，忽視了公路橋梁在后續(xù)使用過程中安全問題。

在后續(xù)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)思想理念，秉持以質(zhì)量為先的原則。充分考量公路橋梁承載力中包含的承載極限，考慮其他可能影響公路橋梁使用質(zhì)量和水平的要素，明確各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，配合后續(xù)施工階段的具體工序和流程，實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控和管理措施，延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。

3.4 完善現(xiàn)有公路橋梁設(shè)計(jì)制度

由于公路橋梁屬于國(guó)家基本交通建設(shè)工程，為促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，相關(guān)部門應(yīng)完善目前各項(xiàng)制度，針對(duì)其設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)存在的具體行為，提供對(duì)應(yīng)的管理方法、管理意見，監(jiān)督公路橋梁設(shè)計(jì)部門嚴(yán)格按照對(duì)應(yīng)的規(guī)章制度，開展相應(yīng)的工作活動(dòng)。此行為可有效管控公路橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免發(fā)生安全事故，通過將規(guī)章制度健全化，嚴(yán)格管理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的具體操作，為后續(xù)制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，提供制度支持，保證使用的材料設(shè)備等滿足質(zhì)量及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，保障及把控設(shè)計(jì)效果。

3.5 增加混凝土層的保護(hù)厚度

加厚混凝土保護(hù)層是提升鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)黏合力的關(guān)鍵措施，通過此種方式可避免鋼筋受到外界物質(zhì)的侵蝕作用，可有效阻擋有害介質(zhì)滲入混凝土。

在使用過程中，外界環(huán)境、混凝土中包含的氯離子會(huì)擴(kuò)散到鋼筋表面，其擴(kuò)散的時(shí)間與形成的保護(hù)層厚度平方成正相關(guān)。增加混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)充分考慮到這一密切關(guān)系，保證設(shè)置的厚度符合擴(kuò)散時(shí)間。除了氯離子外碳化現(xiàn)象，產(chǎn)生二氧化碳會(huì)降低結(jié)構(gòu)物的黏合力，在設(shè)計(jì)混凝土保護(hù)層厚度的環(huán)節(jié)中，為增強(qiáng)其對(duì)鋼筋等其他結(jié)構(gòu)的保護(hù)性能，應(yīng)適當(dāng)增加混凝土保護(hù)層的厚度，保證其結(jié)構(gòu)可維持相應(yīng)的耐受力作用。

3.6 強(qiáng)化疲勞損傷的研究

力度疲勞損傷會(huì)導(dǎo)致鋼筋開裂，出現(xiàn)道路橋梁坍塌的情況，為解決以上問題，研究人員提供了新型的解決辦法，積極應(yīng)用多種技術(shù)，保障鋼筋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于選用的強(qiáng)化混凝土的技術(shù)未有效解決人為損害和材料腐蝕等問題，出現(xiàn)了疲勞損傷加劇的情況。相關(guān)技術(shù)人員和單位應(yīng)強(qiáng)化現(xiàn)階段使用的具體技術(shù)，提供技術(shù)革新及優(yōu)化問題解決方法的具體措施，有效應(yīng)對(duì)鋼筋疲勞損傷問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為保證公路橋梁建設(shè)的安全性能，應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和案例，轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，強(qiáng)化管理力度，采用階段性和全過程管理的辦法，積極應(yīng)對(duì)可能影響結(jié)構(gòu)安全性能的問題，并提供對(duì)應(yīng)的解決方案，提升公路橋梁的運(yùn)行質(zhì)量。

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