耐久性公路桥梁设计

1公路桥梁的耐久性思考

桥梁的耐久性指的是桥梁抵御自然风化、化学侵蚀、车辆摩擦重压以及自身退化等影响的能力。近几年，我国发生了很多起桥梁倒塌事故，给人民的生命和财产安全造成了极大损害。通过对这些倒塌事故的研究，我们发现造成事故的主要原因是：设计的不规范或施工质量不能满足工程需求。桥梁设计作为后续桥梁施工的依据，如果在设计之初没有考虑桥梁的耐久性问题，会严重降低桥梁使用寿命，使之产生巨大安全隐患[1]。在桥梁设计过程中，我们主要应该考虑的耐久性因素是外部环境对桥梁的影响，其中包括超负荷运营、风雨酸侵蚀、结构疲劳等等。只有依照规范进行合理论证和不断总结设计经验才能设计出质量合格的桥梁工程。

2我国公路桥梁存在的问题及分析

2.1设计过程中存在的问题

在公路桥梁的设计过程中，首先设计的是桥梁结构，桥梁结构必须满足科学性、经济性以及合理性要求[2]。在基本结构设计完成后，再进行其他辅助结构的设计。在整个设计过程中，应选择好桥梁的安全系数，必须保证桥梁的安全系数在标准允许的范围内。在桥梁的结构设计中，我们应选择国家规范的设计标准作为参考。在我国的桥梁设计中，一般对桥梁的安全性比较注重，但是对桥梁的耐久性方面关注的精力却比较少。这样就造成了很多结构细节对桥梁耐久性产生了影响，不仅造成了施工人员在建设过程中的困难，也造成了运营过程中的诸多问题，对桥梁的综合效益产生了不利影响。

2.2公路桥梁施工过程中存在的问题

施工过程对保证桥梁的质量具有决定作用，桥梁施工的标准没有满足要求，桥梁施工过程中偷工减料，就会造成桥梁在使用过程中的耐久性降低，桥梁就会很快产生破裂、损坏等现象[3]。在工程实践中，施工人员对桥梁设计理解的偏差；施工组织管理不到位；施工技术不能满足要求等原因，都有可能造成桥梁的混凝土结构、桥梁缝隙处理及预应力、张拉力等满足不了工程需要。这些问题都会在不同的方面对桥梁的安全性和耐久性产生影响。

3解决桥梁耐久性的对策

3.1增强对桥梁耐久性的重视

在桥梁设计之初，我们必须要将桥梁的耐久性因素考虑到桥梁的整体设计中去，从设计过程中就充分引起重视。当我们在进行桥梁建设时，不能仅仅以满足以往承载量作为桥梁设计是否合理的标准，还应深究如何在满足负荷要求的前提下，提高桥梁的使用寿命[4]。在实际操作中，我们应进行多次模拟实验，通过对模拟实验产生的数据进一步改进桥梁的结构设计，确保桥梁的耐久性满足要求。在桥梁的建设周期中，我们需要考虑以下几个因素：桥梁设计是否合理；桥梁施工是否达到标准；桥梁使用是否满足要求；桥梁维护是否及时到位等等，只有将这些因素都考虑进去，我们才能保证桥梁的使用寿命更长久。

3.2防止桥梁过度损伤

公路桥梁在投入使用以后，就会不断受到外界环境的影响。主要影响因素包括车流量的负荷、有害物质的侵蚀（酸雨等）、雨水冲刷、风蚀、人为损坏等等。这些影响会在桥梁内部产生结构性的循环应力，导致整个结构出现震动问题，造成疲劳现象。这种疲劳现象经过一定时间的发酵，就会在桥梁的表面产生裂纹，这些裂纹随着时间变化越来越多，如果对这些裂纹处理不及时，就会对桥梁的耐久性产生巨大的影响。所以在桥梁维护阶段，必须对这种小的结构变化产生足够的重视，防止因小的失误导致整个桥梁结构的损坏。在近些年我国桥梁工程建设中，对混凝土结构桥梁在设计时已经提高了对其疲劳损伤的考虑，但是在执行阶段重视力度不够。在下一步工作中，我们应该加强对桥梁结构中疲劳损伤的动态关注力度[5]。在桥梁设计时，除了对这个结构进行疲劳损伤控制外，我们还应对局部构件产生足够重视，有时候小的构件损伤对大的构件影响是致命的。

3.3防止超负荷运营

桥梁在运营过程中，有时候会面对超负荷现象。产生超负荷现象的原因有：①桥梁使用年限过长，造成桥梁的负载能力下降。②桥梁使用过程中，车（特别是重型车）流量过大，实际负载的车流量超过了设计标准。③公路运行过程中，没有有效的管理。桥梁投入使用以后，由于疏于管理造成大量超载车辆超负荷使用桥梁，就会对桥梁的内部结构造成损伤。这种损伤是无法进行修复的，对桥梁的安全性和耐久性会产生严重影响。例如，对于混凝土结构的公路桥梁，一般耐久性比较强，但是如果经常超负荷运营就会导致桥面和桥梁产生开裂现象，这种损害现象是不可逆过程，即使采取控制措施将裂缝闭合，但是混凝土的内部结构已经产生了严重的破坏，同时造成桥梁构件的开裂弯矩降低，桥梁的功能强度也会随之降低。而且这种现象会随着使用年限的增长变得越来越严重。所以，在桥梁运营过程中，必须防止超负荷运营。

3.4提高生产技术水平

我国在公路桥梁的设计施工和运营过程中，难以避免的会遇到各种各样的问题。针对这些问题，相关的技术人员必须做好应对措施。如：如何控制好桥梁的整个结构体系；如何合理完善公路桥梁的构造；如何合理进行施工建设等等。只有这样通过不断的发现问题、解决问题，才能推动我国桥梁技术不断发展。在加强桥梁技术方面，我们主要就以下五点作出简要分析，为桥梁的设计、建造提供一些借鉴经验：①在桥梁建设过程中，应加强对桥梁建设细节的把控，例如对钢结构做防腐蚀涂装，严格控制桥面裂缝等等。②严格控制桥梁施工所用的材料，保证所有材料均满足工程规定。③在桥梁主体结构的设计过程中，充分考虑到桥梁的耐用性和辅助结构的可置换性，可以降低维护成本。④进一步加强桥梁在检修保养和优化配置方面的力度，做好桥梁的跟踪检验工作。⑤加强对国内外先进技术的学习和引入，将具体工作落实到位，这样才能保证桥梁设计方案的合理性。

4结语

综上所述，通过对我国公路桥梁的实际分析，我们发现，过去只为满足桥梁功能作用的设计方法已经越来越不能满足实际工程的需要。人们正在加强对桥梁安全性、耐用性等方面的投入和分析，桥梁的施工建设已经远远不是只为了能投入使用。所以，这就要求在桥梁的设计过程中，工程人员必须对桥梁的安全性、耐久性产生足够的重视。另外，在桥梁的后期维护保养方面一定要执行到位，保证桥梁不会受到各种病害的威胁，使桥梁能够发挥更好的社会和经济效益。

作者：许洪亮，熊震宙 单位：江西省交通设计研究院有限责任公司