提高公路桥梁安全性的设计方法

张坦

摘 要：公路桥梁建设工程作为交通建筑业中的重要组成部分，承担着十分重要的责任。一方面，公路桥梁建筑工程在一定程度上减轻了公路交通的运输负担，为交通建筑的使用者提供了一个更加方便、快捷的交通通道。另一方面，公路桥梁建筑工程在促进国民经济发展和加大社会主义建设的过程中发挥着至关重要的作用。本文主要针对提高公路桥梁安全性的设计方法进行分析和讨论。

关键词：公路桥梁设计；安全性；防水设计

公路桥梁设计是一个相对复杂的设计过程，但是在我们日常生活中却是随处可见，与我们的生活工作息息相关、密切联系。公路桥梁在生活中发挥着越来越大的作用，扮演着举足轻重的角色。

1 公路桥梁安全性存在的问题

在我国公路桥梁建设中，造成耐久性和安全性差主要原因就是设计方案不合理：一方面是设计过程中，设计人员没有深入到桥梁的施工场地，对整个施工区域的地理环境、材料供应情况等考察清楚，这就造成设计的方案跟实际脱离。比如说材料问题，作为桥梁施工，一般所处的地理位置比较偏僻，如果设计中要求采用的材料质量过高，就要从很远的地方运输优质的石料来施工才能满足要求，这样不仅耽误工期，也使得桥梁的预算提升；另一方面，设计中没有完善的结构体系或者设计理论。桥梁的设计的最终目的就是设计出科学合理且经济性好的结构方案，并且要选择合适的安全系数以及可靠性指标等来使构造物的安全性得到保障。而一些设计人员在设计时，往往只是将满足规范规定的结构强度以及安全性，但是对整个体系的细部构造、构件的选择、结构的耐久性等考虑不够，或者没有将施工中可能出现的失误考虑进去，完全是一种理想化的设计。公路桥梁的结构整体性不合理，局部受力较集中，很容易造成局部受力较大而出现破坏；或者混凝土标号不满足要求、保护层设计不合理，容易造成混凝土构件的耐蚀度降低，这些问题都造成桥梁的耐久性和安全性降低。

2 提高公路桥梁的安全性设计方法

经济的发展对于交通也提出了更高的要求，因此我国的公路桥梁建设也迎来了新的挑战，为了保证桥梁的安全性，在公路桥梁的建设时进行合理的规划设计显得更为重要。公路桥梁在投入使用之后还要承受车辆、风化以及超载等外界因素，随着时间的累加桥梁本身所使用的材料也会不断老化，所以从桥梁设计方面着手考虑安全性非常重要。

2.1 充分考虑公路桥梁的荷载强度

现如今，在公路桥梁上超载现象是极为普遍的，究其原因是由于公路桥梁的使用年限比较久，自身的荷载强度也开始下降，同時也就影响了公路桥梁的承载能力：或是由于设计者在设计公路桥梁的过程中，低估了当地车辆通行环境，这样就使公路桥梁在投入到使用后严重超载，就与原来所设计的荷载强度相差甚远。公路桥梁发生超载使用后，就会造成内部中难以修复的损伤，即便是有效地限制了超载车辆，但是在内部的变化上也是很难自行恢复。且如果在公路桥梁建设施工的过程中采用混凝土建造，经过一定时间的超载运行后，就会发生开裂的现象，即便是控制了车流量、对产生裂缝的地方进行了修复、在公路桥梁的内部所造成的损害也已经减小了弯矩，但是在实际上公路桥梁的强度已经发生了降低，是无法弥补的。

2.2 选择合适的材料

结构的安全性尤为作用，而对于建筑材料的选择则会大大的提升公路和桥梁的耐久性。公路或桥梁结构常常出现裂缝的情况，这样会使空气和液体进入，增加了对于建筑的腐蚀程度，对建筑非常不利，应选择合适的材料作为整座桥梁的骨架和填充，之所以说选择材料是设计上的问题，是因为合适的桥型设计，才能选择合适的材料作为填充，而且还可以在整体上设计桥梁，整体考虑材料的相应价格，然后做出多方对比，选择出最合理、最牢固、且价格最低的材料。除此之外，最牢固的桥梁必然存在大量的钢筋混凝土，正确的配合比都应该在设计中表现出来，并做好规划。

2.3 合理选择结构设计方案

公路桥梁作为公共的交通建筑，安全性是第一大考虑的问题。公路桥梁具体的设计过程中，桥梁设计结构方案的合理、科学及经济性是需要首先考虑的问题，对于公路和桥梁这样的建筑，合理的结构设计及结构细节直接决定了建筑的安全性。合理的结构设计方案，可以有效提高桥梁的安全性和耐久性。桥梁的结构设计形式主要分为大跨度桥梁和标准跨径桥，大跨径桥梁由于控制因素不同，方案也各不相同，而标准跨径桥则更多的是具有共性特征。细节结构设计时对抗各种问题强效有力的措施：在细节结构上进行创新性的设计，对抗腐蚀性的能力及结构的安全性和耐久性都会提高，加大保护层的厚度、最优材料的选择、防氧化的处理等，都可以增加建筑的防水排水的能力、抗腐蚀的能力。

2.4 加强铺装层的防水设计

桥面铺装是桥梁的重要组成部分，设计及施工中应该给予足够的重视。而桥面铺装的损坏又是桥梁病害的主要形式，它严重影响了桥梁的使用质量，并危及到桥梁上部结构的使用寿命。在实际施工过程中，对于公路桥梁表面的铺装层混凝土等级要求较高，需采用密实性较强的C30以上等级的混凝土，混凝土铺装层内应设置钢筋网，防止混凝土开裂。加强其防水层设计，一方面加强对公路桥梁铺装层顶面的防水设计，尤其是连续梁的负弯矩段；另一方面，加强泄水管以及伸缩缝处的排水设计，采用复合纤维混凝土或在混凝土中渗入水泥基渗透结晶材料，可以实现较好的防水效果。

2.5 注重检查桥梁疲劳损伤

正式使用公路桥梁后，自然环境以及有害化学物质会在一定程度上侵蚀公路桥梁，而且由于车辆荷载、风荷载等方面的影响也会在很大程度上损伤公路桥梁，如果没有及时处理的话，很容易导致桥梁结构出现脆性断裂，从而引发严重的安全事故。为了有效避免由于桥梁疲劳损伤造成的安全性问题，使用公路桥梁的过程中应该对桥梁定期进行安全检测，仔细、认真检查公路桥梁是不是出现疲劳损伤，一旦发现问题应该及时采取相应的修复措施，避免造成不必要的损失。

结束语

安全性、耐久性是桥梁结构设计迫切需要解决的问题。目前我国正处在大规模建设桥梁之际，我们要充分认识到桥梁结构耐久性、安全性对实施可持续发展战略、节约能源、资源和保护环境所带来的积极和负面影响，积极借鉴国外成功的经验和做法，从桥梁构造、结构体系和设计理念的角度做好耐久安全性的设计研究工作。

参考文献

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