桥梁设计中的安全性及耐久性研究

董擘

湖北省武汉市  430056    

摘要：随着我国经济常态化发展，推动着交通运输业的进步，使得桥梁工程数量不断增多，进而对工程耐久性及安全性提出新的要求。路桥设计中需采取积极有效的措施处理工程耐久性及安全性问题，构建安全稳定的通行环境。文章结合桥梁安全性及耐久性设计的重要意义，重点对桥梁设计中的安全性及耐久性进行了研究，以为提高整桥质量、延长路桥寿命提供保障。

关键词：桥梁；安全性；耐久性

引言

安全性与耐久性是桥梁工程施工建设中的重要指标。通过保证桥梁工程建设的安全性与耐久性，更有利于提升桥梁工程整体效果。不过，在实际工程建设中，也需认识到桥梁工程的复杂性和系统性特点，把握好影响桥梁工程建设的诸多因素，做好全面考量，在科学方案和正确技术工艺指导下，使桥梁工程建设能够实现安全和耐久性目标。

1桥梁安全性及耐久性设计的重要意义

1）提升经济效益。做好桥梁的安全性及耐久性设计，不论是结构型式还是材料使用均符合要求，可以保证现场施工顺利进行，有助于缩短建设周期、避免资金浪费，并在运行阶段减少养护频率、降低维护费用，从而提升经济效益。2）提升社会效益。做好桥梁的安全性及耐久性设计，能提升社会效益，主要体现在以下方面：①能保证区域交通运输能力，让人们获得良好的交通出行体验；②能加快商品流通速度，促进周边第一、第二、第三产业发展；③能完善城市的基础设施体系，有助于招商引资。

2桥梁结构的安全性设计要点

2.1优化结构设计模型

设计者在对结构设计模式进行优选时，应科学地选取设定方式。一是对桥梁进行离散化，使其成为一个有限的自由空间，从而提高桥梁的总体性能。所以，设计者必须对道路、桥的受力情况进行全面分析，才能保证公路、桥的稳定。二是模型的构造，在构造上，设计者要对道路桥面上的静载进行力学分析，并对其构造进行造型；三是在材料与荷载方面，设计者应充分运用多种不同的材料来模仿道与桥梁的构造，从而大大简化了结构的设计过程，大大提升了设计的效率。四是针对工程建设的实际情况进行分析，以节省工程建设费用，减少工程建设时间，保证工程质量。

2.2做好防水层有效设计

桥梁工程施工建设中，往往伴随着十分丰富的混凝土材料类型，且不同桥梁工程在建设中，也会有着混凝土材料类型选择方面的差异。例如，在开展铺装作业时，便需要企业应用更高密度的混凝土材料。同时，在开展铺装作业期间，一并针对钢筋网做好铺设处理。另外，一并针对混凝土材料做好束缚处理，避免出现混凝土材料开裂问题。具体来看，施工技术人员可选择应用复合纤维材料进行工程设计。然后针对桥梁工程中的不同位置，对其中不同标准进行确定，把握好防水层设计的差异。之后，对桥梁工程中排水管道做好布置，一方面保证桥梁工程中排水系统设计的合理性；另一方面通过排水系统的运行，及时排出积水[4]。

2.3优化加固设计

1）桥面加固。桥面与通行车辆直接接触，随着车辆荷载增加，受到摩擦、振动因素的影响，容易造成桥面损坏，甚至引起内部结构损害。对桥面加固设计，一是设计标准防水层，如流水槽、排水系统，将桥面的降水及时有效排除，防止积水浸泡桥面结构。二是在桥面与路面交界处加固设计，解决裂缝、平整度不足等问题，避免发生桥头跳车事故，提高行车舒适度。2）钢筋混凝土构件加固。针对局部钢筋混凝土强度不足的问题，需对此类构件加固处理，常用方法如下：①在原构件基础上增大截面，或对内部钢筋配置进行优化，从而增强结构的承载力和稳定性。该方法的缺点是对构件结构的改变明显，需要重新进行受力分析；②强度较低的混凝土、有质量缺陷的混凝土，将其剔除后重新浇筑，选用品种相同但强度等级更高的混凝土，增强混凝土结构的局部强度。该方法的缺点是工程量大，适用于改建扩建项目，不适用于新建项目；③针对受力不合理的部位，使用结构胶粘剂向内部灌注，形成整体受力体系。该方法的缺点是施工工艺复杂，加固效果无法准确预测；④在钢筋混凝土表面粘贴钢板或复合纤维材料，提高延展性和承载力，产生表面防护屏障。该方法不仅操作简单，而且不会影响构件的受力特征，能产生良好的加固效果。该项目中，最终选择粘贴复合纤维材料的方法，对局部钢筋混凝土构件进行加固。

3桥梁结构的耐久性设计要点

3.1完善耐久度设计方案

开展桥梁工程耐久性设计工作时，要求工作人员先行把握好桥梁工程耐久性相关的具体要求，然后在要求指导下，保证桥梁工程设计的科学性与合理性。期间，混凝土作为桥梁工程建设的基础性材料，还需对混凝土结构应用特性做好分析，方能够保证结构应用达到更理想效果。其次，关注人员操作，保证人员操作的合理、规范，对工程施工步骤进行有效简化，以此降低工程中不合理投入，使桥梁工程设计可达到更好效益。

3.2强化耐久性设计方法

在桥梁设计中，耐久性分析是至关重要的一环。通过耐久性分析，可以确定桥梁在使用寿命内是否能够保持稳定性、安全性。具体来说，耐久性分析需要考虑以下几个方面：第一，材料的选择和使用。桥梁所使用的材料需要具有良好的耐久性和抗腐蚀性能，能够承受气候、水文、重载等各种环境因素的影响。第二，结构的设计和施工。桥梁的结构设计和施工需要考虑各种因素，如荷载、温度、湿度等，以确保桥梁结构的稳定性、刚度和变形控制等性能符合要求。第三，使用环境。桥梁所处的环境条件也会影响其耐久性，如气候、温度、湿度、盐雾、酸雨等因素。总之，耐久性分析是桥梁设计中不可或缺的一部分，能够帮助工程师充分考虑各种因素，从而设计出稳定、安全、经济的桥梁结构，为民众的出行和区域经济发展提供有力保障。

3.3提高桥梁结构的耐久性设计水平

要想从根本上提升桥梁工程的设计质量，应对工程的耐久性与安全性进行全方位的考虑，并将其作为设计工作的核心。应以此为基础，加强对工程设计的监督，从而实现对工程设计过程的全面管理，具体如下。①应对桥梁的使用寿命予以高度关注。对未来的工程建设进行分析，在以往的设计标准上进行提高，从而满足交通压力的要求，也就是加强载荷强度。所以，设计人员需要重视桥梁的结构设计。通常情况下，我国所设计的桥梁设计寿命为50年，对于有着一定价值的桥梁，如高速公路等需要设计到100～150年。但部分情况下这些使用寿命的设定欠缺准确性，这是因为桥梁在实际建设中需全面考虑其设计工序、施工工序、运行状态，只有进行更为严格的监测工作、维护工作，才能有效延长桥梁的使用寿命。②定时监测与维修桥梁工程。因为桥梁每天需要承受较大的车辆荷载，随着时间的流逝，将会出现诸多问题，使得桥梁本身内在结构出现循环变化的应力，不仅会让结构出现振动，而且会在一定程度上让桥梁结构发生累积性的损伤，所以需要合理设计车道数量。因为桥梁所使用的施工材料普遍存在小缺陷，在时间的流逝下这些微小缺陷将会逐渐扩大，进而对桥梁造成不可估量的损伤，倘若没有得到有效的控制，将会让桥梁结构、材料发生断裂，所以应高度重视桥梁结构的耐久性设计。

结语

在桥梁设计和施工中，安全性和耐久性分析是确保桥梁安全和耐久的重要手段。因此，在进行安全性和耐久性分析时，需要充分考虑桥梁的使用环境和受力情况，采用科学的分析方法和技术手段，有助于设计出安全性和耐久性更高的桥梁作品。

参考文献

[1]马卫建,裴建家.桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J].现代交通与路桥建设,2023(1):156-158.

[2]郑山鹰.桥梁设计中的安全性及耐久性研究[J].建材发展导向（上）,2021(5):248-249.

[3]李东.桥梁安全性和耐久性设计中的问题及对策[J].运输经理世界,2021(35):143-145.