公路桥梁设计安全性和耐久性的探讨

摘 要：公路桥梁的耐久性与安全性不仅是整个公路桥梁在设计过程中关键的控制点，而且也是整个公路桥梁工程质量的决定性因素。但在整个公路桥梁的设计过程中还存在一定的问题，如设计理论的不完善、设计方案的不合理以及公路桥梁施工的不规范等问题，针对这些问题，着重探讨了确保公路桥梁设计安全性和耐久性的几点措施。

关键词：公路桥梁设计；安全性；可靠性；问题；策略

随着我国市场经济的快速发展，公路桥梁作为交通最重要的承载工具，社会对此需求也在与日俱增。而受到近几年频繁发生的公路桥梁坍塌事故的影响，人们对公路桥梁设计中的安全性和耐久性的要求也越来越高。但从目前情况来看，我国公路桥梁的设计与施工过程还存在一定的问题，这些问题对公路桥梁的耐久性和安全性产生了很大的负面影响。因此，有关设计和管理人员要对这些问题进行认真的分析与总结，从而找出相关的解决措施，确保公路桥梁设计的耐久性与安全性。

1 公路桥梁在设计与施工过程中存在的问题

1.1 缺乏完善的设计理论

就目前情况来看，我国公路桥梁的设计存在的首要问题就是缺乏完善的设计理论，即设计人员在设计公路桥梁的结构时，没能平衡好强度与耐久性两者之间的关系，过分注重公路桥梁的强度而忽视了公路桥梁耐久性这一问题。实际上，对于整个桥梁结构来说，它的生命周期中最重要的是其相关的使用性能而不是强度性能，但国内的桥梁设计师在进行结构的设计时，往往轻视了公路桥梁在使用方面的极限状态而过分注重它在强度方面的极限状态，最终导致的结果是在结构建造完成后缺乏对其进行定期的维护。也就是说，目前我国的公路桥梁设计师对桥梁结构设计的耐久性的理解尚不够正确和全面，只是把其当作一个普通的概念来关注。在公路桥梁耐久性方面没能进行一个专门的设计，对于其使用年限的要求也没能明确提出来。工程事故的频繁发生，从某种程度上讲，它也是由设计理论的不完善而造成的。

1.2 缺乏合理的设计方案

在公路桥梁的结构设计过程中，首先，最重要的是对结构方案的选择，而选择这一方案的首要标准就是要考虑到该方案是否经济合理；其次是在构建、连接的设计以及结构分析的过程中，要取用可靠性指标以及规定好的安全系数，从而确保这一结构设计的安全性。但部分设计人员在结构的设计过程中往往忽视了从结构的耐久性、结构的维护、结构的构造、结构体系等几个方面去加强所设计的结构的安全性，而只是停留在强度计算方面的安全需要。这样做的结果往往是造成了公路桥梁结构的延性和整体性的不足。并且桥梁的设计没有明确好受力路线以及计算的图式，使得公路桥梁的局部受力不均衡。此外，在混泥土材料的使用方面，其保护层没有足够的厚度，钢筋也不够粗，混泥土的强度不够等因素，使得公路桥梁的安全性与耐久性受到了很大的影响。

1.3 公路桥梁的施工过程不够规范

实际上，公路桥梁施工的不规范是造成公路桥梁安全性和耐久性受到威胁的一大因素。由于有关管理人员的以及施工人员的不负责任，这些偷工减料、以次充好的行为往往造成了公路桥梁的豆腐渣工程现象的出现，从而大大威胁到公路桥梁的耐久性与安全性。

2 确保公路桥梁设计的耐久性与安全性的策略

2.1 在结构设计上更加注重公路桥梁使用的耐久性

在公路桥梁的设计过程中，既要考虑到施工人员和设计的接受程度，也要从桥梁的结构设计这一方面对桥梁的耐久性进行改善。由于受到超载、车辆、疲劳等人为因素的影响以及酸雨、地震、台风等自然因素的作用，公路桥梁在进行施工和使用的过程中，会造成桥梁材料性能的退化，致使公路桥梁会在不同程度上受到损伤。因此在公路桥梁的设计过程中，要充分考虑好该桥梁的构造细节和结构布局，并在构建完成后，定期进行维修和检查，从而确保公路以及桥梁在使用方面的安全性，使得公路桥梁的维修费用尽可能地减少，提高了整个公路桥梁运行中的经济效益。

2.2 对超载问题的重视

就目前来看，汽车的超载通常有以下几种情况：第一种最常见的情况就是车辆的违规超载；第二种情况就是桥梁在通行车的流量上大大超过原有的设计范围；第三种情况就是先通行的公路桥梁已经超龄负载了。前者主要是人为的恶性因素，而后两者主要是由于交通量的增加以及设计的荷载发生变化所造成的。而桥梁的疲劳问题最主要也是来源于此。此外，由于桥梁超载造成的公路桥梁内部的损伤并不能自动恢复，因此也会造成桥梁的维护工作发生变化，从而对公路桥梁的耐久性和安全性产生了巨大的危害。因此，针对这一问题，一方面，有关交通部门要加强对公路桥梁上的交通管理；另一方面有关的设计和管理人员也要分析和研究超载所造成的后果。

2.3 注重对桥梁损伤问题的研究

桥梁结构在风荷载和车辆荷载方面承受的是一种动态的荷载，因此，循环变化方面的应力也会随之产生。这样不仅会造成结构发生振动，而且也会对结构造成一种积累性的疲劳损伤。而桥梁的使用材料也并非是连续均匀的，因此，在这些荷载的循环作用下，原先存在的这些小缺陷便会逐渐扩大，最终发展成为严重的损伤，导致桥梁裂纹的出现。而如果公路桥梁的维修部门没能及时发现这些裂纹并做出有效的控制，那么就很有可能导致桥梁的断裂情况的出现，从而造成了灾难性的后果。因此，在公路桥梁的设计过程中，不仅要关注到公路桥梁的整体结构，而且也要防止桥梁关键部位出现局部疲劳的效应，避免因此而造成整个桥结构的失效等。

3 结语

总的来说，我国目前的公路桥梁设计存在的主要问题就是桥梁结构的适用性差、施工材料的不规范不达标、安全性和耐用性差等多种问题。因此，在桥梁的设计与施工过程中，我们要善于发现这些问题，结合现有的科技水平和施工人员的接受程度，通过对桥梁疲劳、超载等问题的重视，选择有效的设计方案，确保了公路桥梁耐久性与安全性的实现。

参考文献

[1] 张建仁，刘扬，许福友等.结构可靠度理论及其在桥梁工程中的应用[M].北京：人民交通出版社，2002（11）.

[2] 李凤陆.浅析桥梁设计中的几个问题[J].黑龙江科技信息，2007（11）.

作者简介：吴永建（1980.11- ），男，杭州市萧山区交通规划设计研究院，工程师，研究方向：公路设计。