关于路桥设计中的安全性和耐久性研究

陈泽丹

广东筑波路桥工程有限公司

摘要：公路桥梁作为交通枢纽性工程，在公路交通工程中占据关键的地位。但随着公路桥梁工程的大量兴建，在运营过程中受材料性能、受力荷载、环境因素的影响，耐久性能随时间发展而逐渐降低，因此，从影响路桥设计中的安全性和耐久性的主要原因入手，提出了改进和努力的方向，对我国以后路桥建设中的安全性和耐久性建设。

关键词：路桥设计；安全性；耐久性

一、公路桥梁安全性和耐久性的现状

1.1危桥数量多，安全性降低

在1982年的公路普查中，危桥总数占全国桥梁数量的3.45%。在我国国道公路桥梁中，桥梁的设计荷载等级低于公路-10级约占5.4%。虽然我国已经加大对钢筋混凝土桥梁的维修加固，投入了大量的人力、物力、财力，但桥梁老化的数量随着时间的推移逐渐的增加，钢筋混凝土桥梁新生病害的速度远远超过维修加固的速度，部分桥梁因承载力不足已经不能正常运营、不能采取有效地限速限载运行。

1.2耐久性能降低

由于环境作用引起混凝土结构出现局部损伤，比如：环境中的CO2、氯离子、水等通过混凝土的缺陷（裂缝、孔道、孔穴等）渗入到结构内部，并且与混凝土结构中的一些成分发生物理、化学反应，导致混凝土结构出现损伤，影响整体结构的承载能力和耐久性。

二、影响路桥设计中安全性和耐久性的主要原因

2.1国家对路桥设计的总体规范还不完善

我国对路桥建设的约束行为是通过相关法律规定来完成的，这种方式虽然对路桥设计的安全性和耐久性起到了一定的规范作用，但是一旦路桥设计出现更新变化，路桥工程建设就会面临无章可依的状况。为了确保我国公路桥梁的使用年限和保障人民财产的安全性，在路桥设计的过程中，必须严格按照国家对路桥设计的要求与规范来执行，但目前我国的相关规范还不完善。这就需要我国的相关部门早日出台相关的明文规定和规范制度，好让我国的桥梁设计工作有法可依，有章可循。

2.2路桥设计方案中缺乏对安全性和耐久性的重视

路桥建设工程是完全按照设计图纸来施工的，设计方案的科学性和完整性对路桥建设有重要的指导意义。但是有些设计人员为了图求个人利益和经济利益，心想着怎样节约建筑资金，所以，在对路桥工程进行设计时对工程整体机构没有进行合理科学的规划。从而造成了路桥建设在设计方面存在很多不合理的问题，为路桥设计的安全性和耐久性留下了隐患。如：几年前发生的新建成不久的某大桥被一辆装满货物的货车给压塌事件，专家分析就是因为结构设计不合理的原因造成的。如果结构设计合理且足够重视路桥设计中的安全性和耐久性，是不会导致这种事件的发生。

2.3路桥建设过程中施工和管理不当

近年来，我国很多的公路桥梁出现了安全性和耐久性差的问题，这些工程事故发生的很大一部分原因是施工不当和管理腐败所造成的。比如：短期内发生的路桥突然坍塌和破坏事件，多是由于施工质量没有达到设计和规范的要求，常见的问题就是材料强度达不到所要求规格和施工技术不合格等；也有的个别路桥建设工程中的材料质量不合格，以次充好、偷工减料等严重的问题，更是对路桥设计的安全和耐久性造成致命的损害。

2.4对路桥建设中疲劳损伤的研究没有足够重视

很长时间以来，我们对路桥设计中疲劳损伤的研究一直停留在钢结构的设计中。随着路桥设计工程的快速发展，人们逐渐意识到混凝土结构对路桥疲劳损伤同样存在着不容忽视的影响。随着科研人员对混凝土结构疲劳损伤研究精力投入的加大，在这方面也取得了一定的研究成果。因为路桥建设所使用的材料一般都不是均匀的和连续的，所以在结构内部一定存在着我们肉眼所能看到的缺陷。在一些荷载的不断作用下，缺陷会不断的加重，逐渐的形成疲劳损失，随着时间的推移会出现裂纹。如果对这些裂纹不重视，没能及时采取措施，必然会引起路桥结构的脆性断裂。这些细小的影响通常不能被检测到、不易察觉，所以不会引起足够的重视，必将会引发不可想象的后果。

三、桥梁设计中安全性和耐久性问题需要改进和努力的方向

3.1完善规章制度，规范管理和施工过程

为了使路桥建设在整个过程中，可以有明确的规章能够参考，使中国的路桥能够更加快速的发展。国家需出台规范的政策和规章制度，如果路桥设计的各个环节都能遵照国家的规定，或许就能减少一些路桥事故的发生，使我国路桥建设事业良好发展。在路桥设计的各个阶段，管理者应该严格管理，严防一些腐败事件的发生，保证设计方案能够客观全面，材料质量达标，施工过程严格控制，使其路桥建设的整个过程能够达标完成质量。

3.2加强路桥设计中的耐久性问题研究

对于路桥而言，所讲的耐久性问题也就是路桥的使用寿命，路桥使用寿命的长短直接影响到国家的经济性问题。在路桥施工过程中所使用的材料质量问题以及施工的工艺问题，对路桥的耐久性有着很大的影响。大量的事实研究表明，除了材料和施工对路桥结构的耐久性有影响之外，设计环节对路桥结构的耐久性也有着重大的影响。长期以来，对于路桥的设计方面较重视整体结构的设计，却经常欠缺对细节方面的考虑，也没有把路桥的后期使用与维护问题考虑进来。在设计环节过程中，设计人员要全方位的考虑问题，多从施工和维护的角度出发，这样更加有利于路桥的耐久性。除了要加强结构设计和施工阶段的安全性、耐久性以及整体牢固性的要求外，还需利用在使用过程中的检测、维修和加固的新技术，对不同工程结构的物体遇到的灾害、可接受的危险水平和评估进行研究，并提出了路桥设计耐久性的概念。路桥结构耐久性设计要解决路桥的经济和合理使用年限的问题。要解决路桥设计中的耐久性问题是需要路桥设计、施工、管理和维护各个环节共同努力协作完成的。

3.3重视对路桥设计疲劳损伤的研究

长期以来，疲劳损伤被视为桥梁设计中的核心问题，因为钢结构疲劳会逐步导致钢材的开裂，引发路桥的坍塌事件。近年来，我国关于路桥设计中疲劳损伤的研究正在逐步发展，取得了一定的成果。由于混凝土技术的发展，路桥设计中的疲劳损伤问题得到了很好的控制，但由于钢筋混凝土结构的构件在使用的过程中受到腐蚀与人为的影响，其动态性能和疲劳性研究的难度存在的问题很多，这方面的许多问题的研究迫切需要我们去解决，所以，我们应当加强路桥设计中疲劳损伤方面的研究。

3.4加强路桥的超载问题管理

公路桥梁出现超载情况主要有三种：

（1）超过使用年限的路桥负载运营；

（2）路桥上通行的车流量超过了原有的设计；

（3）车辆违规超载行驶。前两种情况产生的原因主要是设计中荷载的变化和交通量的增多；

第一种情况是车辆的使用车违法超载所致，第二、三种超载现象是我国道路交通运输中最常见的路桥超载问题。由超载问题可能会引发路桥疲劳问题。超载会让路桥疲劳应力幅度增加、损伤加剧，更可能会引发结构性破坏事故问题。超载问题会造成路桥内部不能恢复的损伤，使得路桥在正常承载下的工作状态发生变化，所以，将会危害路桥的安全性和耐久性。

结束语

随着我国社会和经济的迅速发展，路桥建设的数量和规模都在迅猛的扩大，路桥设计中的安全性和耐久性是一项系统工程，作为路桥建设工程中的工作人员，需要全面考虑工程的各个方面，让路桥工程真正达到合理规范、经济、安全和耐久。路桥设计中的安全性和耐久性对整个社会的经济和安全都有着重要的影响为了确保公路桥梁运营过程的稳定性，需要加强对其设计过程中安全性与耐久性的重视，推进公路桥梁的可持续发展。

参考文献：

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