顧明道

【摘要】高水平、高性能的橋梁是公路質(zhì)量的一個(gè)重要考量要素，因此橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性就顯得更加的重要。筆者在文中結(jié)合多年的施工實(shí)踐，從目前橋梁設(shè)計(jì)普遍存在的問題入手，分析原因，尋求公路橋梁安全性與耐久性的設(shè)計(jì)方法。

【關(guān)鍵詞】橋梁設(shè)計(jì)；安全性；耐久性；思考

公路出行還是目前人們出行的最重要方式，隨著我國的公路里程不斷增加，公路橋梁的數(shù)量也不斷增多。要提高公路橋梁的質(zhì)量，必須加強(qiáng)工程前期的設(shè)計(jì)，在安全性和耐久性上做足功夫。

一、橋梁設(shè)計(jì)安全性和耐久性存在問題及原因分析

1、安全性和耐久性不能很好結(jié)合。在公路橋梁的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員往往受功利思想影響，把公路橋梁安全性的設(shè)計(jì)放在首位，只要項(xiàng)目安全就行，橋梁建成后耐久性一時(shí)也看不出來，因此忽視了耐久性設(shè)計(jì)。導(dǎo)致公路橋梁在開通后，由于受到環(huán)境、有害物質(zhì)的侵蝕，加上日久自身性能的退化，耐久性會(huì)受到很大影響。

2、設(shè)計(jì)人員理論和實(shí)踐不能很好結(jié)合。許多設(shè)計(jì)人員理論知識豐富，在設(shè)計(jì)過程中，也都是按照相關(guān)的規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，但不少設(shè)計(jì)還停留在理論的理想層面，與橋梁所在地的實(shí)際情況有出入，如不少設(shè)計(jì)人員很少考慮到公路橋梁在建設(shè)施工中所選用的建筑材料與施工方法，對公路橋梁的安全與使用壽命也沒有清晰的認(rèn)識，等等情況不一而足。

3、宏觀的結(jié)構(gòu)化和微觀的精細(xì)化不能很好結(jié)合。在公路橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，不少設(shè)計(jì)人員注重經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)類型，公路橋梁的結(jié)構(gòu)以及構(gòu)件連接等從宏觀面上看都沒問題，但一些公路橋梁設(shè)計(jì)過程中精細(xì)化還不夠，如，相關(guān)的計(jì)算圖式和受力情況不夠明確，導(dǎo)致橋梁某一部分的受力出現(xiàn)過大的現(xiàn)象等都會(huì)對公路橋梁的耐久性產(chǎn)生影響。

二、橋梁設(shè)計(jì)中必須重視的要素

1、橋梁設(shè)計(jì)中必須重視汽車超載問題。汽車超載一直是公路橋梁的主要危害源。在實(shí)際生活中，有早期修建的老橋超齡負(fù)載運(yùn)營；橋梁通行的車流量超過原設(shè)計(jì)；車輛違規(guī)超限超載等三種情形。橋梁的超載嚴(yán)重危害橋梁的安全性和耐久性。例如，混凝土橋梁在汽車超載下，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部受到損傷，構(gòu)件的開裂彎距降低，剮度下降，產(chǎn)生裂縫或較大的變形。因此要使橋梁設(shè)計(jì)具有安全性和耐久性，必須將超載因素重點(diǎn)考量。

2、橋梁設(shè)計(jì)中必須重視疲勞損傷問題。橋梁結(jié)構(gòu)所承受的荷載基本上都是動(dòng)荷載，如車輛荷載和風(fēng)荷載等，這些荷載會(huì)在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力，不但會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，還會(huì)引起結(jié)構(gòu)的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的，實(shí)際上存在許多微小的缺陷，在循環(huán)荷載作用下，這些微小缺陷會(huì)逐漸累積疊加，轉(zhuǎn)變成大的損傷，呈現(xiàn)在材料上的是宏觀裂紋，由于早期疲勞損傷往往不易被檢測到，宏觀裂紋往往得不到有效控制，發(fā)展到最后，超出材料結(jié)構(gòu)的承載極限，會(huì)引起脆性斷裂的后果。

3、橋梁設(shè)計(jì)中必須重視結(jié)構(gòu)的耐久性。路橋的使用壽命長短是檢驗(yàn)工程的總體效益高低唯一標(biāo)準(zhǔn)，因此對于橋梁設(shè)計(jì)來說，結(jié)構(gòu)耐久性越強(qiáng)，說明設(shè)計(jì)越成功。由于橋梁在運(yùn)行階段容易受到外界環(huán)境、施工工藝以及施工材料等多種因素影響而降低使用壽命，所以設(shè)計(jì)人員要對設(shè)計(jì)方案中橋梁在運(yùn)行階段可接受危險(xiǎn)水平加以分析與研究，并要對于其在使用階段的可檢測性與可維護(hù)性加以論證，這樣才能進(jìn)一步提高橋梁在使用階段的耐久性。

4、橋梁設(shè)計(jì)中必須重視細(xì)節(jié)問題。細(xì)節(jié)的準(zhǔn)確性將大大降低橋梁結(jié)構(gòu)的腐蝕，提高橋梁整體的穩(wěn)定性和耐久性等。針對不同的橋梁設(shè)計(jì)可以選擇恰當(dāng)保護(hù)層，既能避免橋梁鋼筋不被腐蝕，也可以在橋梁設(shè)計(jì)過程中加入排水及防水層作業(yè)設(shè)計(jì)，這樣就能提高橋梁的防水性能，即便是雨水天氣也能夠起到很好的保護(hù)作用。

三、提高公路橋梁安全性和耐久性的設(shè)計(jì)方法

1、做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作。為了確保設(shè)計(jì)出安全性和耐久性俱佳的公路橋梁，設(shè)計(jì)單位在工程中標(biāo)后，需要及時(shí)組建專業(yè)隊(duì)伍，實(shí)地勘察施工范圍內(nèi)的地質(zhì)條件和水文條件，為公路橋梁的設(shè)計(jì)提供真實(shí)性和可靠性的參考資料，力求為公路橋梁的施工選擇出一條成本小、安全性能高的施工路線。

2、制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。我們一定要進(jìn)行與實(shí)際情況相符的科學(xué)化、合理化設(shè)計(jì)，制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，并按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行施工。因此設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，需要對公路橋梁的施工形態(tài)、施工的具體方案、材料選用、后期養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行綜合考慮，尤其是對公路橋梁的施工技術(shù)方面的設(shè)計(jì)更要嚴(yán)謹(jǐn)，要確保公路橋梁的線性弧度、剪力以及基準(zhǔn)線的科學(xué)性和合理性，確保公路橋梁結(jié)構(gòu)性能的最大化、最高化，對公路橋梁的負(fù)荷承載能力進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)定。如，加強(qiáng)公路橋梁表面鋪裝層的防水設(shè)計(jì)，在實(shí)際施工過程中，對于公路橋梁表面的鋪裝層的混凝土等級要求較高，需采用密實(shí)性較強(qiáng)的C30以上等級的混凝土，混凝土鋪裝層內(nèi)應(yīng)設(shè)置鋼筋網(wǎng)，以防長期下來混凝土開裂。

3、結(jié)合施工需要進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。橋梁設(shè)計(jì)必須符合實(shí)際施工作業(yè)需要，這樣才能充分發(fā)揮橋梁設(shè)計(jì)的重要意義，但是由于橋梁施工作業(yè)環(huán)境的特殊性，并不是所有的橋梁設(shè)計(jì)都完全符合施工作業(yè)環(huán)境需要，如在一些新疆等的偏遠(yuǎn)地區(qū)，由于建筑施工材料匱乏，很難保障設(shè)計(jì)中所使用的建筑材料與實(shí)際施工作業(yè)相符，這樣就會(huì)給施工作業(yè)環(huán)境造成一定的阻礙，降低橋梁設(shè)計(jì)在實(shí)際施工中的作用。因此在實(shí)際材料供應(yīng)上必須保障與實(shí)際施工作業(yè)相符，才能從根本上保障其質(zhì)量，使得橋梁設(shè)計(jì)在保障質(zhì)量的前提下，也提高了其安全性及耐久性。又如在橋梁的建設(shè)中使用普通鋼筋混凝土，其結(jié)構(gòu)則屬于必然裂縫地帶工作的結(jié)構(gòu)，其會(huì)隨著使用時(shí)間的加長而出現(xiàn)裂縫，橋面的水能夠滲入裂縫內(nèi)部，直接侵蝕到負(fù)彎矩部位，該部位就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的鋼筋銹蝕情況，因此在設(shè)計(jì)中要重視防腐材料的應(yīng)用。環(huán)氧樹脂涂層鋼筋即是其中重要的一種，其優(yōu)勢在于能夠有效地預(yù)防腐蝕問題。將其合理運(yùn)用于一般鋼筋混凝土負(fù)彎矩區(qū)的鋼筋中，能夠大幅度地提高結(jié)構(gòu)的耐久性。在設(shè)計(jì)外業(yè)調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)錨頭區(qū)也會(huì)出現(xiàn)鋼絲銹蝕的情況，情況嚴(yán)重的甚至造成了橋梁的倒塌。該問題也需要予以重視，因此在設(shè)計(jì)中張拉完畢后，可以使用環(huán)氧樹脂砂漿將錨頭嚴(yán)密封堵，避免出現(xiàn)銹蝕問題。

4、結(jié)合養(yǎng)護(hù)進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)。養(yǎng)護(hù)作業(yè)對整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的使用有著不可忽視的重要意義，因在使用過程中必須給予足夠的重視，如雨雪天氣或是橋面結(jié)冰、積水等都會(huì)對橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)成一定威脅，所以要加強(qiáng)這方面的養(yǎng)護(hù)，對于設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)期而言橋梁設(shè)計(jì)中必須將承重構(gòu)件放在重中之重，對于并非主要構(gòu)件，通常斜拉索護(hù)套、支座等壽命只有20-30年，結(jié)構(gòu)的整體工作性能會(huì)因后期構(gòu)件更換不及時(shí)，養(yǎng)護(hù)管理工作不到位受到嚴(yán)重影響，也難以確保橋梁的安全性和耐久性。

總之，隨著公路橋梁的安全性與耐久性問題不斷被人們所重視，我國的公路橋梁設(shè)計(jì)理 念不斷優(yōu)化，建設(shè)水平不斷提升，大量優(yōu)質(zhì)公路保障了人們的出行，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到了重要作用。

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