文懷龍

青海藍(lán)圖公路勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

道路橋梁的安全與耐久性設(shè)計(jì)研究

文懷龍

青海藍(lán)圖公路勘測(cè)設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

在我國(guó)城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)過(guò)程中，不僅帶動(dòng)了各行各業(yè)的迅速發(fā)展，同時(shí)城市人口數(shù)量也迅速攀升，并給城市交通帶來(lái)了不小的壓力。因此，為了方便人們的正常出行，加強(qiáng)道路橋梁工程的建設(shè)是很有必要的，而這也是經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)。但是在實(shí)踐中，道路橋梁的安全與耐久性設(shè)計(jì)中依然會(huì)存在一些弊端，使整個(gè)路橋工程的安全性以及使用壽命難以達(dá)到預(yù)期?；诖耍瑢⒙窐蚬こ贪踩c耐久性設(shè)計(jì)作為研究重點(diǎn)，是新形勢(shì)下企業(yè)提高自身路橋工程建設(shè)水平的重要舉措。

道路橋梁；安全性設(shè)計(jì)；耐久性設(shè)計(jì)；策略

1 當(dāng)前道路橋梁工程安全與耐久性設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

近年來(lái)，隨著科技技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于道路橋梁工程的要求也在不斷變化。但是，由于目前很多路橋工程的建設(shè)理念大多遵循安全、適用、美觀、經(jīng)濟(jì)的原則，使很多工程在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，總是容易出現(xiàn)重視強(qiáng)度而忽視耐久性的問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，就是設(shè)計(jì)人員過(guò)于注重路橋工程承載能力極限狀態(tài)，而并沒(méi)有考慮到其正常使用極限狀態(tài)。事實(shí)上，道路橋梁工程的整個(gè)生命周期中，決定其耐久性的正是結(jié)構(gòu)本身的正常使用極限狀態(tài)。所以，在這種情況下，路橋工程的安全性以及耐久性無(wú)法達(dá)到預(yù)期就不足為奇了。

2 道路橋梁工程安全性與耐久性設(shè)計(jì)應(yīng)注意的要點(diǎn)

道路橋梁工程在正式投入使用一段時(shí)間后，出現(xiàn)一些細(xì)小問(wèn)題以及損傷是不可避免的，而就目前來(lái)看，我國(guó)多地的道路橋梁工程在使用過(guò)程中出現(xiàn)垮塌現(xiàn)象僅僅是極少數(shù)現(xiàn)象，但是為保證道路橋梁工程的安全可靠性，相關(guān)部門(mén)或企業(yè)在后期維護(hù)中，依然會(huì)適時(shí)的更換相應(yīng)的連接構(gòu)件，以此來(lái)提升工程的牢固性。盡管這些修復(fù)工作可以有效提升工程的安全性，但是其一方面會(huì)影響到道路橋梁工程的正常通車(chē)，另一方面還增加了道路橋梁的維護(hù)成本。因此，為進(jìn)一步提升道路橋梁的社會(huì)效益以及經(jīng)濟(jì)效益，我們需要在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就做好它的安全性以及耐久性設(shè)計(jì)。其中，在設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)以下幾點(diǎn)引起重視：

2.1 道路橋梁的設(shè)計(jì)規(guī)范

近些年來(lái)，由于道路橋梁建設(shè)事業(yè)的迅速發(fā)展，國(guó)家也進(jìn)一步加大了對(duì)這一行業(yè)的重視治理力度。而道路橋梁工程的設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格遵循國(guó)家制定的有關(guān)規(guī)定，但是與之相對(duì)的是，我國(guó)現(xiàn)行的、與道路橋梁設(shè)計(jì)相關(guān)的規(guī)定并不完善，這就在一定程度上影響到了當(dāng)前道路橋梁工程的安全與耐久性設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及有效性。另外，由于法律本身具有公正性、嚴(yán)肅性等特征，在處理某些問(wèn)題上可能并不會(huì)顯得那么靈活有效，使得在道路橋梁工程實(shí)施過(guò)程中，一旦出現(xiàn)問(wèn)題將很可能陷入無(wú)法可依的困境，進(jìn)而難以保證工程建設(shè)質(zhì)量。由此可見(jiàn)，想要切實(shí)提高道路橋梁工程安全與耐久性設(shè)計(jì)的科學(xué)合理，就必須要正視路橋設(shè)計(jì)規(guī)范與路橋發(fā)展之間的內(nèi)在聯(lián)系。

2.2 結(jié)構(gòu)的疲勞損傷

在車(chē)輛行駛過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生動(dòng)荷載，而這些動(dòng)荷載會(huì)在經(jīng)過(guò)道路橋梁工程時(shí)在其內(nèi)部形成一種循環(huán)的應(yīng)力變化。再加上混凝土材料一般是不連續(xù)且不均勻的，如果長(zhǎng)時(shí)間受到循環(huán)應(yīng)力的作用，就很容易出現(xiàn)許多細(xì)小的裂縫。這些裂縫的產(chǎn)生不僅會(huì)造成道路橋梁結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，同時(shí)在時(shí)間的作用下，這些裂縫還會(huì)演變成更大的裂縫，嚴(yán)重影響到工程整體的安全性以及耐久性。所以，在道路橋梁安全與耐久性設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們需要對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的疲勞損傷問(wèn)題引起重視，正確認(rèn)識(shí)疲勞強(qiáng)度帶給路橋結(jié)構(gòu)的影響，并采取有效措施來(lái)妥善處理好這一問(wèn)題。

3 有效提高道路橋梁安全與耐久性設(shè)計(jì)的策略

3.1 提高對(duì)道路橋梁安全與耐久性設(shè)計(jì)的重視

道路橋梁工程不管是在建設(shè)期間還是使用過(guò)程中，都會(huì)不可避免的受到環(huán)境乃至有毒化學(xué)物質(zhì)的作用，同時(shí)還極易受到人為因素、超載、疲勞、地震、車(chē)輛等外部作用影響，再加上構(gòu)筑道路橋梁工程材料的性能會(huì)隨著時(shí)間的推移而有所退化，使得工程結(jié)構(gòu)勢(shì)必會(huì)發(fā)生劣化或者損傷。而分析總結(jié)以往道路橋梁工程病害案例可以發(fā)現(xiàn)，除了材料與施工等方面的問(wèn)題，提高道路橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，才是保證工程安全的基本要素。所以，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要首抓道路橋梁的安全性以及耐久性，并且在實(shí)際施工過(guò)程中，不斷向施工人員宣傳安全性以及耐久性的重要性。之后在施工作業(yè)時(shí)，不定期的對(duì)道路橋梁的安全性以及耐久性進(jìn)行檢驗(yàn)，提高其安全系數(shù)，延長(zhǎng)使用壽命。

3.2 加強(qiáng)對(duì)疲勞損傷的研究

道路橋梁工程正式投入使用后，不僅要承受巨大的動(dòng)荷載，同時(shí)加載次數(shù)也很頻繁。所以，出現(xiàn)疲勞損傷不可避免。目前，道路橋梁工程的建設(shè)大多會(huì)使用鋼筋以及混凝土等材料，而這些材料又都具備不均勻連續(xù)的特性，使其會(huì)存在許多細(xì)小的裂縫。如果不能及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理與控制，那么整個(gè)工程的安全性以及耐久性將大幅度降低。對(duì)此，在道路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員一定要做好疲勞性能指標(biāo)的計(jì)算與驗(yàn)算工作。另外，結(jié)合相關(guān)調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，并不是所有的道路橋梁工程都會(huì)在高荷載或者高溫的情況下發(fā)生事故，某些工程在低溫環(huán)境以及低荷載作用下，依然會(huì)發(fā)生突然斷裂現(xiàn)象。在進(jìn)行沖擊試驗(yàn)后可以得出，絕大多數(shù)鋼材在常溫下具有一定脆性，所以，在選用鋼材時(shí)，應(yīng)盡可能地選擇那些韌性好且變異系數(shù)小的鋼材，為保證道路橋梁工程的安全性以及耐久性提供有力支持。

3.3 注重結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件的選型

在道路橋梁設(shè)計(jì)中，想要提高其疲勞振動(dòng)，可以盡可能的選用箱形截面，以提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。與此同時(shí)，為了防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，可以嘗試選擇全預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，對(duì)路橋結(jié)構(gòu)的垂直以及水平構(gòu)件施加預(yù)應(yīng)力。另外，在橋梁結(jié)構(gòu)上應(yīng)該設(shè)置一個(gè)具有防滲透、抗剪切以及拉伸的防水層，且防水涂層與瀝青混凝土鋪裝層之間的附著力要超過(guò)瀝青混凝土路面與鋼筋混凝土橋之間的附著力。值得注意的是，在橋面鋪裝的頂面、特別是連續(xù)梁的負(fù)彎矩截面，也需要設(shè)計(jì)防水層，以此來(lái)防止出現(xiàn)水滲透現(xiàn)象的發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，道路橋梁工程作為我國(guó)城市建設(shè)體系中的重要一員，其安全性以及耐久性一直是評(píng)判一個(gè)路橋工程項(xiàng)目成敗的重要指標(biāo)。所以，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該提高對(duì)道路橋梁安全與耐久性設(shè)計(jì)的重視，加強(qiáng)對(duì)疲勞損傷的研究，注重結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件的選型，從而在保證道路橋梁安全與耐久性設(shè)計(jì)可行性以及科學(xué)性的前提下，為今后開(kāi)展設(shè)計(jì)工作奠定基礎(chǔ)。

[1]傅勝明.市政公路橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性設(shè)計(jì)探討[J].工程技術(shù):全文版,2016(12):134～135.

[2]徐高峰.淺究如何做好市政路橋中的安全性與耐久性設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2012(32).