论述公路桥梁设计的相关问题

摘要：随着我国在基础领域投入的逐渐加大，各地很多基础建设项目也纷纷上马，公路桥梁工程在基础建设中占了相当大比例。本文分析了我国公路桥梁设计现状、安全影响因素、存在的问题及解决措施。

关键词：公路桥梁设计；安全性；问题；措施

中图分类号：U412文献标识码： A

1、我国公路桥梁设计现状

公路桥梁工程建设质量的好坏已成为人们逐渐关注的话题，但实际使用过程中，部分桥梁仅仅几年时间就不同程度地出现了桥梁结构安全问题。因此，在公路桥梁设计时应该综合考虑构造、材料等因素，采取切实措施加强桥梁结构耐久性设计。此外，还应须知，环境不一样、使用条件不一样、设计对象不一样，设计要求也就不一样，桥梁结构体系的布局和构造等方面也要完善进行调整。桥梁设计规范再详尽也无法也不可能涵盖应由桥梁设计人员解决的所有问题，桥梁设计规范更新再快也不可能完全适应新技术、新思想、新材料快速发展对桥梁设计提出的全新要求。因此，科学合理的公路桥梁结构设计除要满足桥梁设计规范基本要求之外，还要求桥梁设计人员具有较高的专业素质、丰富的设计经验和正确的实践判断能力。

2、桥梁设计中的安全性影响因素

2.1施工和管理水平不高

许多桥梁的短期内倒塌与破坏，已使国内工程界对于桥梁的安全问题倍加关注。一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。对于突然性的破坏性桥梁事件，多是由于施工质量未达到规范和设计要求，典型的质量问题主要有施工工艺不合格.材料强度不足等。对于一些桥梁存在的以次充好.偷工减料等严重问题，更是会造成致命的安全患。最普遍的，是大量的桥梁在还没有达到预期寿命时，就已经出现了严重影响正常使用劣化现象，尤其是一些桥梁，往往只使用了几年.甚至个别桥梁刚建成不久，就产生了严重的安全性问题，这些都与施工.管理水平低下有关。

2.2设计体系的不完善

目前，在桥梁设计体系上，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。大多数桥梁设计人员在进行作业时，只局限的满足于对结构强度计算上的安全性需要， 往往会忽视从结构耐久性.结构维护.结构材料.结构构造.结构体系等方面体现桥梁安全性，并且在设计―施工―使用过程中，经常会出现一些人为的错误，从而大大的削弱了保障桥梁安全性的力度。

有些桥梁虽符合了设计要求的强度，但是仅仅使用5--10年的时间就会因为耐久性而大大影响了桥梁安全性能。所以，桥梁设计时需要从材料和构造等各个角度来采取相应措施用以加强结构的耐久性。一个完整的设计体系，应当在面临不同环境.不同使用条件.不同设计对象时，对结构体系的布局和构造也是要不同的。即使规范再详细，也不能包括由设计人员来解决的全部问题；即使规范更新得再快，也不能适应新技术.新认识和新材料的快速发展。所以，合理的桥梁设计体系既要满足标准，也要求设计人员具备对结构本性的正确认识.丰富的经验和正确的判断力。

3、公路桥梁设计中存在的问题分析

目前来看，公路桥梁设计中主要存在着安全性与耐久性两个方面的问题，设计过程中出现这一问题的主要原因表现为设计理论与结构构造体系还不完善。当提到公路桥梁问题时，人们最先想到的就是施工过程中的问题，实际上在公路桥梁设计方面，尤其是公路桥梁安全性问题上还存在着很多需要改进的地方。对于一个工程项目而言，结构设计的最初任务就是要选择经济科学、合理的方案，其次就是结构与构件设计。通常情况下，主要是取用规定的安全系数与可靠性指标来保证公路桥梁结构的实用性与安全性。从实践来看，很多的设计人员一味地满足于规范对公路桥梁结构强度计算层面的安全度要求，严重忽视了从工程结构构造、结构体系、结构材料、结构耐久性、结构维护以及由设计、施工至投入使用全过程中，经常出现一些人为错误，最终还要采取另外的方式方法去加强结构的耐久性与安全性。设计过程中出现的主要问题有结构的整体性与延展性考虑不足；计算图式与受力路线的设计不明确；局部受力超标、混凝土的强度等级又太低、保护的层厚度不够、钢筋的直径太细以及构件的截面太薄。以上设计过程中忽略的问题，却成为削弱公路桥梁结构耐久性的主要原因，对于结构的安全性造成了严重的影响。从实践来看，虽然公路桥梁的设计但是可以满足相关的规范和规定，但经不起时间的考验。公路桥梁的安全性与耐久性设计是工程建设项目设计工作中的一项重要内容，因此应当重视。

4、公路桥梁设计中存在问题的解决措施

4.1重视桥梁的耐久性方案设计

从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性。桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域，国内从20世纪 80年代以来，修建了大量的斜拉桥：虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少。但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索。既影响了使用又增大了经济损失。需要指出的是，很多这类问题与没有进行合理的耐久性设计有关，这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明，除了施工和材料方面的原因，影响结构耐久性的决定性因素是来自设计上的缺陷，结构的耐久性设计与结构设计有着本质的区别，耐久性的研究应可以采用灰色分析法从定性分析向定量分析发展。强调使结果易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用，取得较好的综合经济效益。

4.2重视桥梁疲劳损伤问题

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷。在循环荷载作用下，这些微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起 材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果是灾难性的。对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言。事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效，例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。

4.3工程师能使结构物适应各种变化，采取各种措施使结构获得更强大的“体能”为交通服务。为解决这一问题，在设计和建造阶段就要挑战传统设计理念：对设计工程师要求结构设计时应使结构具有6大特性，即可检性，可修性，可换性，可强性，可控性及可持续性。因为如果建成的结构物，各个部件不可检查，不可更换，无法修复，不能控制，不加强，不可持续，那么结构在内、外因复合作用下，就会一天天衰退，破损，倒塌而“生命夭折”。

5、结语

总而言之，公路桥梁设计一定要结合实际情况选择科学的方案，桥梁设计中安全性与耐久性是一项最根本的指标，是任何桥梁工程建设中需要面对的问题，我们要积极借鉴国外成功的经验和做法，要从桥梁设计理念和结构体系和构造的角度做好耐久性的设计，从而最大限度地保证桥梁工程的质量，造就人们满意的优质工程。

参考文献：

[1] 陶金星.小议桥梁设计安全性、耐久性差的原因及其设计方法[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2008(07)

[8] 曹银良.浅析桥梁工程设计中的安全性和耐久性问题[J]. 知识经济. 2010(11)