公路橋梁設(shè)計質(zhì)量和耐用性提高分析

李向玉

（貴州順康檢測股份有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

公路橋梁作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，不僅需要滿足交通運(yùn)輸?shù)男枨?，還需要具備良好的耐久性和安全性。然而，在設(shè)計不合理、施工質(zhì)量不佳等因素的影響下，我國許多公路橋梁存在著耐久性、安全性不足等問題，給交通運(yùn)輸帶來了安全隱患和風(fēng)險。為了解決這些問題，提高公路橋梁的設(shè)計質(zhì)量和增強(qiáng)公路橋梁的耐用性，迫切需要加強(qiáng)相關(guān)方面的研究并采取一系列的監(jiān)管措施。

1 影響公路橋梁設(shè)計質(zhì)量和耐用性的主要因素

1.1 地形條件

地形條件是公路橋梁設(shè)計中重要的考慮因素之一，地形的高低起伏和地勢的平緩與否等都會對公路橋梁的設(shè)計產(chǎn)生影響。地形條件對公路橋梁的設(shè)計產(chǎn)生的影響包括橋梁跨度、橋墩數(shù)量、橋梁高度、地基承載力等多個方面。在不同地形條件下，公路橋梁的設(shè)計方案會有所不同。例如，在峽谷或深溝等地形險要地段，需要根據(jù)地形條件，選擇跨度較大的梁橋或拱橋來進(jìn)行設(shè)計，以確保公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性；而在平原地帶，地勢平緩，公路橋梁的設(shè)計通常較為簡單，可采用較少的橋墩數(shù)量和較低的橋梁高度，以降低工程成本。此外，地形條件還會影響公路橋梁的地基承載力和土質(zhì)情況，在設(shè)計時需要進(jìn)行地質(zhì)勘察和地基檢測，根據(jù)地形條件選擇適當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒?，如加固、加密土壤等，以保證公路橋梁的地基承載力和穩(wěn)定性。

1.2 荷載條件

荷載條件指公路橋梁在運(yùn)行過程中承受的車輛荷載、自重荷載、風(fēng)荷載、溫度荷載等外力的作用。荷載條件對公路橋梁的設(shè)計會產(chǎn)生不可忽視的影響，包括公路橋梁的結(jié)構(gòu)形式、斷面形狀、材料選擇、橋梁跨度、橋墩數(shù)量等方面，直接影響著公路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計和荷載承載能力。在設(shè)計長跨度橋梁時，荷載條件必須得到充分的考慮。例如，大型車輛的荷載會導(dǎo)致橋梁的形變和應(yīng)力集中，影響橋梁的安全性和穩(wěn)定性，因此，在長跨度橋梁設(shè)計中，需要根據(jù)荷載條件的不同，選擇適當(dāng)?shù)臉蛄航Y(jié)構(gòu)形式和材料，并采用合理的斷面形狀，增加橋墩數(shù)量，以確保橋梁的安全性和穩(wěn)定性。

1.3 材料和構(gòu)造方式

材料的選擇對公路橋梁的設(shè)計產(chǎn)生的影響主要包括強(qiáng)度、韌性、耐久性、防腐性等方面。在設(shè)計長跨度橋梁時，應(yīng)該選擇高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕性好的材料，如高強(qiáng)度鋼、預(yù)應(yīng)力混凝土等；而在設(shè)計較小跨度的橋梁時可以選擇普通鋼筋混凝土等材料，以降低工程成本。構(gòu)造方式的選擇對公路橋梁的設(shè)計產(chǎn)生的影響主要包括橋梁的結(jié)構(gòu)形式、橋面鋪裝、橋墩數(shù)量等方面。例如，在設(shè)計長跨度懸索橋時，需要選擇特殊的斜拉索結(jié)構(gòu)，以提高橋梁的穩(wěn)定性和承載能力；在橋面鋪裝方面應(yīng)該根據(jù)路況和使用要求，選擇合適的鋪裝材料和方式，以提高橋梁的平穩(wěn)性和安全性；在橋墩數(shù)量方面，需要根據(jù)橋梁跨度、地形條件等因素進(jìn)行合理的調(diào)整，以保證橋梁的穩(wěn)定性和承載能力。

2 當(dāng)前公路橋梁設(shè)計存在的問題

2.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范待完善

公路橋梁的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是保證其設(shè)計質(zhì)量和耐用性的重要保障，但目前一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范相對落后，不能完全滿足公路橋梁設(shè)計的實(shí)際需要。例如，一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對荷載條件、材料和構(gòu)造方式等方面的規(guī)定相對簡單，不能全面反映公路橋梁的實(shí)際情況；一些標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范缺乏實(shí)用性，難以指導(dǎo)公路橋梁設(shè)計的實(shí)際工作[1]。

2.2 工程質(zhì)量管理不嚴(yán)格

公路橋梁工程質(zhì)量管理是保證其設(shè)計質(zhì)量和耐用性的關(guān)鍵，但當(dāng)前存在一些問題。一方面，部分設(shè)計單位和施工單位存在片面追求利潤而忽視工程質(zhì)量的現(xiàn)象，導(dǎo)致工程質(zhì)量難以得到保障；另一方面，部分地方政府和相關(guān)部門在工程監(jiān)管方面存在疏漏，難以有效監(jiān)督公路橋梁工程的質(zhì)量和安全。

2.3 技術(shù)創(chuàng)新不足

公路橋梁設(shè)計中存在技術(shù)創(chuàng)新不足的問題，導(dǎo)致公路橋梁的設(shè)計質(zhì)量和耐用性無法得到有效提升。一些設(shè)計單位和施工單位缺乏技術(shù)創(chuàng)新意識，仍然沿用傳統(tǒng)的設(shè)計和建造方法。此外，一些新技術(shù)和新材料難以得到應(yīng)用和推廣，限制了公路橋梁設(shè)計的發(fā)展。

3 提高公路橋梁設(shè)計質(zhì)量和耐用性的措施

3.1 完善設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范

為了提高公路橋梁的設(shè)計質(zhì)量和增強(qiáng)公路橋梁的耐用性，需要完善公路橋梁的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保公路橋梁的設(shè)計符合國家的相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)要求。應(yīng)當(dāng)根據(jù)公路橋梁的設(shè)計類型、環(huán)境條件、地質(zhì)特征、使用目的等不同因素進(jìn)行分類制訂；同時，應(yīng)當(dāng)參照國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國內(nèi)實(shí)際情況，確保標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的科學(xué)性和適用性。此外，還要提高標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，對公路橋梁設(shè)計的各個方面進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)定，如建筑結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計參數(shù)等；對公路橋梁設(shè)計中的各種技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行規(guī)定，如抗震性、耐久性、安全性等指標(biāo)，從而確保公路橋梁的設(shè)計質(zhì)量和耐用性。對此，應(yīng)該建立完善的監(jiān)管和評估體系，由政府部門、行業(yè)協(xié)會等對公路橋梁的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行監(jiān)督和檢查；對公路橋梁設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的實(shí)施效果進(jìn)行定期評估，從而不斷改進(jìn)和完善標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范[2]。

3.2 加強(qiáng)工程質(zhì)量管理

要加強(qiáng)公路橋梁工程質(zhì)量管理，需要建立完善的工程質(zhì)量管理體系，包括組織結(jié)構(gòu)、職責(zé)分工、工作程序、工作要求和質(zhì)量控制等方面，以確保公路橋梁工程在全過程中得到有效的監(jiān)督和管理。此外還要嚴(yán)格執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確保公路橋梁工程的質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求。監(jiān)督管理也是非常重要的，可以由政府、行業(yè)協(xié)會等部門進(jìn)行監(jiān)督，對施工的質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)督和檢查，及時發(fā)現(xiàn)并糾正施工過程中存在的問題，以確保公路橋梁工程的質(zhì)量和安全。在工程質(zhì)量管理中，材料的把控也不能忽視，材料是公路橋梁建設(shè)中的重要組成部分，其質(zhì)量直接影響公路橋梁的使用壽命和安全性，因此必須對材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的把控，確保材料的質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

3.3 推廣新技術(shù)和新材料

公路橋梁設(shè)計和建設(shè)的新技術(shù)和新材料不斷涌現(xiàn)，其在工程中的應(yīng)用能使公路橋梁具有更好的設(shè)計質(zhì)量和耐用性，因此，需要加強(qiáng)對這些新技術(shù)和新材料的研究和推廣?？蒲泻图夹g(shù)創(chuàng)新是推動新技術(shù)和新材料應(yīng)用的重要手段，政府、高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)合作，開展有針對性的研究和開發(fā)，推廣新技術(shù)和新材料的應(yīng)用。要想提高新技術(shù)和新材料的推廣效果，需要建立推廣機(jī)制：政府可以出臺相關(guān)政策，鼓勵企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在公路橋梁建設(shè)中使用新技術(shù)和新材料；行業(yè)協(xié)會可以通過開展宣傳活動、組織技術(shù)交流等方式，加強(qiáng)新技術(shù)和新材料的推廣和應(yīng)用。在新技術(shù)和新材料的應(yīng)用推廣中，還要注重人才培養(yǎng)，提高公路橋梁設(shè)計和建設(shè)技術(shù)水平。此外，政府也可以通過優(yōu)惠政策鼓勵企業(yè)在工程項目中應(yīng)用新技術(shù)和新材料，使其應(yīng)用水平在實(shí)踐中不斷得到完善[3]。

3.4 增加混凝土保護(hù)層厚度

混凝土的保護(hù)層是指混凝土構(gòu)件中起到保護(hù)鋼筋作用的混凝土層，其表面容易受到外部環(huán)境的侵蝕和損害，例如受到風(fēng)化、水蝕、鹽蝕、碳化等因素的影響，從而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度和耐久性降低，增加混凝土的保護(hù)層厚度能夠有效地保護(hù)混凝土表面，降低其受到外部環(huán)境損害的概率，延長公路橋梁的使用壽命。此外，適當(dāng)增加混凝土的保護(hù)層厚度還可以提高混凝土的抗裂性，減少混凝土受到外力影響而產(chǎn)生的裂縫和缺陷，從而提高公路橋梁的穩(wěn)定性和耐久性。當(dāng)然這一舉措還能夠增加混凝土與鋼筋的保護(hù)層間距，減少混凝土與鋼筋之間的銹蝕和腐蝕，保證公路橋梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。需要指出的是，適當(dāng)增加混凝土的保護(hù)層厚度并不意味著厚度越大越好，如果保護(hù)層厚度過大，會導(dǎo)致混凝土表面積累水分，內(nèi)部水泥石的碳化速度加快，從而降低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。因此，適當(dāng)增加混凝土的保護(hù)層厚度需要根據(jù)具體情況確定，以1.5～2.5cm 之間為宜。

3.5 重視公路橋梁的抗震設(shè)計

地震是導(dǎo)致公路橋梁遭到破壞的重要因素之一，因此，加強(qiáng)公路橋梁的抗震設(shè)計能夠有效提高公路橋梁的抗震能力，從而保障公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性。地震對公路橋梁的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面是地震作用導(dǎo)致公路橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)發(fā)生變化，從而對公路橋梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性造成影響；另一方面是地震作用對公路橋梁基礎(chǔ)土壤產(chǎn)生影響，導(dǎo)致公路橋梁出現(xiàn)沉降、變形等問題，進(jìn)而縮短公路橋梁的使用壽命。

加強(qiáng)公路橋梁的抗震設(shè)計能夠有效減少地震對公路橋梁的影響，提高公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性。對此設(shè)計人員要了解不同地震災(zāi)害的特征，掌握地震動力學(xué)和地質(zhì)條件相關(guān)的基礎(chǔ)知識，根據(jù)地震作用對公路橋梁的影響，制訂相應(yīng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。此外還要應(yīng)用先進(jìn)的抗震設(shè)計技術(shù)和結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析方法，如反應(yīng)譜法、時程分析法和底部剪力法等進(jìn)行抗震設(shè)計；采用新型的結(jié)構(gòu)材料和構(gòu)造形式，如鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等提高公路橋梁的抗震能力。

在地震作用下，公路橋梁受到的變形和應(yīng)力會加劇其疲勞損傷和裂縫擴(kuò)展，從而縮短公路橋梁的使用壽命，加強(qiáng)公路橋梁的抗震設(shè)計能夠有效地減少公路橋梁受到的變形和應(yīng)力，減緩其疲勞損傷和裂縫擴(kuò)展，提高公路橋梁的耐久性和延長其使用壽命。需要注意的是，公路橋梁的抗震設(shè)計需要根據(jù)具體地震區(qū)域的地質(zhì)條件和地震特征來確定，設(shè)計時需要進(jìn)行全面考慮，采取科學(xué)、合理的設(shè)計方案，從而確保公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性[4]。

3.6 注重公路橋梁防水層設(shè)計

公路橋梁作為一種特殊的工程結(jié)構(gòu)，其受到各種自然環(huán)境如氣候、濕度等的影響，容易發(fā)生滲漏、龜裂等問題，因此，在公路橋梁設(shè)計中注重防水層的設(shè)計能夠有效地保護(hù)公路橋梁，提高其耐用性。公路橋梁的防水層是防止水分滲透進(jìn)入公路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部造成損害的重要措施之一。如果公路橋梁防水層設(shè)計不合理或者防水材料選用不當(dāng)，將導(dǎo)致水分滲透進(jìn)入公路橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部，導(dǎo)致龜裂、腐蝕等問題，進(jìn)而影響公路橋梁的安全性和耐用性。防水材料是公路橋梁防水層設(shè)計的核心部分，選擇合適的防水材料對于公路橋梁的防水性能和耐久性至關(guān)重要。在選擇防水材料時，需要考慮其耐久性、環(huán)保性以及使用壽命等多個方面。同時，要了解所選材料在不同氣候和環(huán)境條件下的適用性，以保證其在實(shí)際使用中具有較好的防水性能。防水層設(shè)計應(yīng)該合理選擇防水層的厚度和分層結(jié)構(gòu)，對于不同的公路橋梁類型和不同的防水材料，其防水層結(jié)構(gòu)也需要有所不同。對于已經(jīng)建成的公路橋梁，還需要定期對防水層的質(zhì)量和狀況進(jìn)行檢查和維護(hù)，及時發(fā)現(xiàn)和解決防水層存在的問題，如龜裂、損壞等，進(jìn)一步提高防水層的持久性和防水性能[5]。

3.7 強(qiáng)化公路橋梁結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計

在公路橋梁結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計中，需要充分考慮構(gòu)造方式的選擇、施工質(zhì)量等因素。不同的構(gòu)造方式具有不同的特點(diǎn)和適用范圍。例如，梁式橋是一種常見的橋梁構(gòu)造方式，適用于跨度較小的橋梁，其結(jié)構(gòu)簡單，建造成本低廉，但是受力狀態(tài)較為單一，容易出現(xiàn)疲勞損傷。相比之下，拱橋是一種跨度較大的橋梁構(gòu)造方式，其結(jié)構(gòu)具有良好的受力性能，能夠承受大的荷載，但是建造成本較高，而且在設(shè)計和建造時需要考慮橋墩的數(shù)量和位置，以及施工難度等問題。此外，斜拉橋是一種結(jié)構(gòu)新穎、美觀大氣的橋梁構(gòu)造方式，適用于跨度較大、地形起伏較大的地區(qū)，兼具結(jié)構(gòu)簡單、施工難度低、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，但其建造成本相對較高。

在選擇橋梁的構(gòu)造方式時，需要綜合考慮多種因素，如橋梁的跨度、荷載條件、地形條件、建造成本、施工難度等，以及橋梁的使用壽命和維護(hù)成本等。公路橋梁的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計是長期運(yùn)行的關(guān)鍵因素，在綜合考慮的基礎(chǔ)上，選擇合適的構(gòu)造方式，能夠使公路橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐久性得到保障，提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩院头€(wěn)定性[6]。

4 結(jié)語

總而言之，公路橋梁是交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，對保障交通運(yùn)輸?shù)陌踩?、高效、穩(wěn)定有重要作用。在未來，需要繼續(xù)深入研究公路橋梁設(shè)計和施工中存在的問題，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)驗(yàn)積累，推動公路橋梁建設(shè)和維護(hù)的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，進(jìn)一步提高公路橋梁的設(shè)計質(zhì)量和增強(qiáng)公路橋梁的耐用性，為我國交通事業(yè)的發(fā)展和社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步作出積極貢獻(xiàn)。