对道路桥梁的安全与耐久性设计研究

对道路桥梁的安全与耐久性设计研究

近年来，我国的桥梁事业得到了快速的发展，桥梁建设项目不断增多。桥梁工程是国家基础设施建设中的重要方面，随着社会经济的快速发展，桥梁工程已经引起了人们的关注。尽管我国的道路桥梁设计领域的整体水平较高，但是依旧还有许多的设计方案都缺乏安全性与耐久性等设计，这就会对整个社会经济的健康发展产生重要的影响，因此加强对道路桥梁设计中的安全性和耐久性等设计。

标签：道路桥梁；安全性设计；耐久性设计

为了实现区域经济一体化的进程，最近几年来国家在基础设施工程上的投资逐步加大，在这其中就包括道路桥梁的建设。但在设计的过程中，依旧存有许多问题，造成道路桥梁安全性与耐久性运远远不足。以下就是对其进行的探究与阐述，为更好的推动道路桥梁工程设计施工的顺利展开。

1、目前道路桥梁影响其安全性和耐久性的因素

1.1总体设计规范不完善

设计规范不完善是影响道路桥梁安全性和耐久性的重要因素，在桥梁设计的时候，必须严格地按照国家相关规定进行，但是目前的规范还不是很完善，对桥梁设计的指导作用还是有限的。法律是约束人们行为的有效手段，在保证桥梁安全性和耐久性上起到了十分重要的作用。法律是不可能实时改变的，所以伴随着桥梁工程的不断改变，就可能出现工程建设没有相关法律法规作为依据，也就缺乏指导性，这就容易导致桥梁工程出现问题，影响工程的质量。例如，某桥梁工程在施工的过程中施工人员没有按照设计方案进行，导致出现了很多的安全问题，而正是因为没有相关法律法规可以参考处罚，使得这种现象越来越多。这也就说明了一个问题，不断发展的桥梁工程和落后的法律法规之间存在一定的矛盾，会影响到桥梁工程的安全性和耐久性。

1.2设计理念陈旧

设计理念陈旧会给道路桥梁的安全性和耐久性造成很大的影响，众所周知，桥梁设计方案和整个工程的安全性与耐久性有直接关系。但是设计人员为了能够在规定的时间内完成工程，就忽视了对设计工作的重视和更新，这就使得工程设计理念的陈旧，发展程度不能满足当前工程建设的需要。例如，在设计时应该重视工程的防腐蚀问题，但是一些设计人员根本就没重视这一点，在设计时对这方面的内容几乎没有涉及，给工程的安全性和耐久性造成不良影响。此外，设计人员并没有根据外界环境的变化对自身的设计理念进行更新，使得设计陈旧。设计人员应该对自身的知识进行不断更新，学习先进的理论创新知识。

1.3桥梁疲劳损伤

进入21世纪，人们渐渐的意识到疲劳损伤同样对混凝土结构有着重大影响，不应忽视，于是设计人员开始着手研究混凝土结构的疲劳损伤并取得了初步的研究成果。桥梁使用的材料在动荷载的作用下会出现明显的裂纹，若对这些明显裂纹不重视、不采取必要措施的话，随着时间推移必会引起桥梁结构断裂。但这些微观裂纹平时不易被检测出来，人们也就因不易察觉而忽视其影响，这必然会引发严重的后果。

1.4桥梁自身特性的影响分析

桥梁本身有其特点，具体来说，主要有以下几点：①桥梁通过的主要车型分析，路桥梁处在城市外环，通过的主要车型为过境及入境的客车和货车，桥梁处在市内时其上通过的主要车型为客车。②桥梁的其他特性：桥梁中有一大部分是高架桥，这些高架桥一般是由限高、限宽的。这些特性使得某些大型车辆可能会在行驶过程中对城市桥梁造成碰撞性损伤。

2、道路桥梁工程存有的问题

2.1安全性低

道路桥梁在建设的过程中，因为施工技术的不成熟，造成存有质量隐患。通过对道路桥梁的运行情况调查表明，危险桥梁的数量占大概3.5%。虽然国家加大维修力度，消耗了大量的人力、物力与财力。但是在施工的过程中，还是存有重视施工，轻视维护的概念，这就会造成维修工作做不到位，会出现桥梁提前老化以及发生损坏的情况，这就会降低桥梁的使用寿命与安全系数，与此同时，采用限载限速等措施，这在一定程度上也会影响其正常的使用。

2.2耐久性差

道路桥梁的耐久性不高，主要表现在整体的结构与钢筋混凝土上。总的来说，其一，结构的密实度低，这会出现结构密实度差，产生明显的裂缝。其二，结构疲劳老化。当在长期负载的运行过程中，无论是在哪一种结构下都会出现疲劳老化的现象。一旦道路桥梁老化疲劳之后就不允许及时进行加固，最后就会造成严重的危害。其三是混凝土出现碳化。当二氧化碳和其他化学物质相互接触之后随之就会出现相应的反应，且混凝土内部的碱度就会减少，对表面的钝化保护膜形成损耗，并处在极为容易氧化的情况下。其四，钢筋发生锈蚀。钢筋处在氧化状况下，水分和氧气就会使钢筋锈蚀，并继而体积增大，以至于出现裂缝，这在一定程度上减少了钢筋与混凝土之间的粘结力，造成整体的承载力减少，造成结构的破坏。

3、道路桥梁设计施工的改进措施

3.1注重安全性设计

注重疲劳损伤。桥梁在规划设计阶段，通过实地勘察了解现场的特征以及水

文特征，并识别工程施工过程中出现疲劳损伤的不利原因，且明确相关因素为更好的保障设方案的合理性与科学性。除此之外，为了更好的满足荷载运行的需求，就应该重视桥梁结构的应力，并选用先进的设备与技术，且对设计的流程进行简化，控制好设计的环节，尽可能的消除疲劳损伤。

3.2重视耐久性设计

对于耐久性的设计最初应该要合理科学的选用水泥与混凝土等材料。水泥石混凝土的重要组成要素，水泥的质量在一定程度直接决定着混凝土的强度与稳定性指标。就以粉煤灰水泥、硅酸盐水泥为对象，化学成分的不同也会造成混凝土质量的不一样。这会提示桥梁在济宁施工的时候，就要综合分析温度、水文以及气候等特征，为了更好的选择适宜的水泥类型。当在混凝土的搅拌过程中应当添加减水剂，这样做可以有效的控制水化热，以减缓碳化的速度。

3.3加强运维管理

对于桥梁超载的现象，大部分是由：第一，超载行驶。其根本在于管理工作的不到位。这就要求加强对车辆负重的监督管理。第二，交通流量超出设计流量。这是因为设计荷载的变化，这就要求要提升设计流量。为了更好的保障桥梁的正常使用，在设计期间应该要满足平顺和均匀的特點。并依照工程的特征合理设计各个部分的结构，为满足设计的要求。当然为了更好的减少安全事故的出现，设计施工要注意结构的冗余设计，一旦当结构出现损伤与变形时，就要提高抗震能力。特别是在地震的频发地带，还需要考虑到抗震性与偶发荷载等的的影响，并通过冗余设计对其起到约束的作用。4、桥梁结构安全性与耐久性设计

桥梁结构安全性和耐久性设计是一项复杂的工程，主要是由于桥梁使用过程中会受到环境以及某些化学物质的侵蚀，还要承受车辆、地震、超载等因素的影响。在耐久性计算的过程中考虑结构体系和构造对结构耐久性的影响，可以督促设计人员在结构体系选择和结构构造上多做研究，不能认为耐久性设计就是简单的加大保护层厚度、提高混凝土标号，如图1所示。此外，桥梁所使用的材料性能也会因时间逐渐退化，从而使结构各部分受到损伤。

桥梁安全性和耐久性设计可以从以下几个方面进行，具体来说，主要有：首先就是要改善桥梁表面铺装的抗疲劳性，要将桥梁的铺装与主梁相结合。其次，是桥梁的防水层。在桥面铺装与主梁之间设置防水层可以防止桥面的水渗入主梁，使設计只利用防水混凝土进行防水。最后，是主梁的设计。桥梁的主要承力构建就是主梁，在设计时要对整体和局部进行综合分析，在理论角度可以满足相关规范要求。但在实际运营过程中，主梁内部会出现大量积水现象，甚至会出现积水灌满箱体的情况。这样就会使主梁的预应力受到损伤，主梁的安全性也会大大降低。发生这种现象的主要原因是对主梁细节的设计不到位，主梁的排水构造设计不完善。如果桥面的积水长时间得不到排出，就会通过梁顶的缝隙进入到箱体内。在箱体内积累，最终形成了箱体内的积水现象。在设计时，要在箱内设置排气孔，这样可以保证箱内外的气温相近，减少温差引起的局部应力。

5、结束语

随着我国社会和经济的迅速发展，桥梁建设的数量和规模都在迅猛的扩大，桥梁设计中的安全性和耐久性对整个社会的经济和安全都有着重要的影响。目前，我国的桥梁设计中还存在着很多问题，但是只要不断健全设计规范、完善设计方案、严格管理施工和健全新的设计理念，这样可以在较大程度上保证桥梁建设中的安全性和耐久性问题，使得桥梁工程的质量得到很好的保证，促进我国社会的和谐发展。

参考文献：

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