探究公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性

摘 要：在我国当前的公路桥梁设计中，安全性和耐久性问题很多只是停留在一种概念的基础上，对于公路桥梁的使用年限并没有提出具体的要求，公路桥梁耐久性也没有相关专门的设计要求，这也直接导致了当前我国公路桥梁安全性和耐久性经常出现问题。文中首先从当前我国公路桥梁安全性和耐久性的现状出发，分析了公路桥梁设计中安全性和耐久性问题出现的原因，最后对公路桥梁设计中安全性和耐久性需要改进的对策。

关键词：公路桥梁；安全新；可靠性

中图分类号：TU997 文献标识码： A

随着我国经济的快速发展，公路桥梁建设取得了巨大的成就，但是从当前我国公路桥梁的建设情况来看，公路桥梁的安全性和耐久性仍然存在一定的问题，一些公路梁的改建、加

固、维修工程普遍存在，这些问题的存在给公路桥梁设计有关安全性和耐久性的内容提出了新的问题。在我国当前的公路桥梁设计中，安全性和耐久性问题很多只是停留在一种概念的基础上，对于公路桥梁的使用年限并没有提出具体的要求，公路桥梁耐久性也没有相关专门的设计要求，这也直接导致了当前我国公路桥梁安全性和耐久性经常出现问题。

一、我国公路桥梁设计中安全性和耐久性的现状

在我国现阶段公路桥梁的设计过程中存在这样明显的倾向：公路桥梁设计过程中更多的对桥梁的强度进行考虑，而对桥梁的耐久性考虑相对较少；重视桥梁的强度极限，而对于桥梁的使用极限并没有特定的设计要求，而公路桥梁的使用极限则是桥梁的整个生命周期中最重要的组成部分；重视公路桥梁结构的建造，而对于公路桥梁结构的维护工作重视程度不够。

这些公路桥梁设计中存在的普遍倾向使得当前的公路桥梁工程事故经常发生，桥梁的整体使用性能普遍不高，公路桥梁的整体使用寿命较短等问题，这不仅与当前国际上对公路桥梁安

全性和耐久性不断重视的实际相反，而且还会给人民的生命财产安全带来巨大的隐患，同时，还与公路桥梁结构动态和综合经济性等要求相违背。我国近些年来发生了很多公路桥梁安全

性和耐久性事故问题，给人民群众的生活带来了巨大的经济损失和生命威胁。具体情况如表 1、2 所示。

二、公路桥梁安全性和耐久性较差的主要原因

1．施工管理水平较低

当前公路桥梁突然损坏和坍塌问题已经备受社会的关注，从实际的事故来看，主要的原因是由于施工过程以及管理过程中的腐败、野蛮施工等造成的，而那些突发性的公路桥梁损坏和坍塌事故主要是由于施工的质量与设计的标准之间存在较大差异造成的，施工过程中各种偷工减料、以次充好的现象以及施工材料和工艺没有达到相关要求等问题，是对公路桥梁安全性和耐久性造成影响的主要因素。

公路桥梁的设计理念和结构构造体系不完善

除了施工管理方面的原因外，公路桥梁的设计方面也存在一定的问题。公路桥梁的结构设计除了要选择经济合理的结构类型外，还需要对公路桥梁的结构以及构件连接等进行仔细的分析和设计，选择相关规定的相应安全系数及可靠性指标，从而使公路桥梁的结构安全性达到相关的规定要求。

公路桥梁设计安全性和耐久性的完善

1．公路桥梁设计过程中重视耐久性问题

我国对于公路桥梁耐久性的研究，主要是从施工材料和统计分析两个角度来进行，但是对于如何从结构和设计的角度以及设计和施工人员易于接受的方式来进行公路桥梁的耐久性进行改善问题研究相对较少。总的来讲，公路桥梁的耐久性设计与普通结构设计之间存在明显的不同，应该努力将传统的桥梁耐久性定性分析朝着定量分析的方向发展。当前，国外将公路桥梁的耐久性设计作为公路桥梁设计的重要组成部分，对桥梁的结构布局以及构造细节等进行综合细致的考虑，并注重桥梁结构便于检查和维修的设计方式，尽量保证桥梁的安全以，减少不必要的维修费用。

重视公路桥梁疲劳损伤的设计研究

对于公路桥梁而言，它所承受的各种荷载，如车辆荷载、风荷载等都会在桥梁的内部产生一种循环变化的应力，而这种应力会使得公路桥梁的不同结构产生振动，从而导致结构累积疲劳损伤。由于累积损伤不断扩大，最终导致公路桥梁宏观性裂缝的产生，这些宏观性的裂缝如果得不到有效地控制，最终将导致公路桥梁结构出现断裂坍塌的等事故。通常公路桥梁的早期疲劳损伤不容易被发现，但是这种损伤给桥梁带来的影响缺失非常巨大的，甚至是无法挽回的。通常疲劳损伤一般被认为是钢结构桥梁设计中最重要的问题之一，主要是由于疲劳损伤导致的钢结构开裂和桥梁坍塌事故较多，近些年来，疲劳损伤的研究开始向混凝土桥梁结构发展。此外，对于疲劳损伤的研究不单单局限于桥梁的整个结构而言，公路桥梁结构中，往往是由于某一个部位或构建出现疲劳损伤，使得这一部分失去其原有的效用，最终导致整个公路桥梁由于疲劳损伤出现失效现象，最常见的就是斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。

3．重视公路桥梁的超载问题

公路桥梁的汽车超载一般有三种基本的情况：（1）桥梁超出使用年限的超龄负载运营；（2）公路桥梁上通行的车辆超出桥梁设计流量；（3）车辆自身超载行驶。前面两种情况的主要原因是桥梁荷载变化和交流流量变化，而第三种情况则是司机违法运营导致的。公路桥梁超载问题，一方面会导致桥梁出现疲劳损伤现象。桥梁的超载使得桥梁所受的疲劳应力变

大，桥梁自身的疲劳损伤变得更为严重，严重的时候甚至可能导致桥梁结构出现损坏；另一方面，桥梁超载问题导致的内部结构损伤是无法得到恢复的，这使得桥梁在正常的荷载情况

下，工作状态出现变化，最终导致桥梁的安全性和耐久性出现降低的现象。例如，混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性，但在汽车超载作用下，可能发生开裂；裂缝即使在荷载卸除后能够闭合，但由于混凝土结构内部已经受到损伤，构件的开裂弯距降低、刚度下降；于是在正常使用荷载作用下，本来不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出规范允许的裂缝或产生较大的变形。这些都会对结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响，因此除了交管部门要加强管理外，也需要对超载带来的后果进行研究、分析。

4.结束语

综上所述公路桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题，这也成为设计人员必须正视并且急需解决的一个大问题，这不仅需要我们不断总结并吸取国内大量的公路桥梁工程实例所积累起来的经验与教训，还需要我们能够积极而又谦虚地对国际上的成功经验和与惯例做法进行良好的借鉴，从而最终将我国的公路桥梁设计提升到一个新的台阶。