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摘要：我国交通事业的发展让公路桥梁数量不断增多，公路桥梁的结构优化设计直接影响到桥梁的耐久性与使用安全性。影响桥梁质量的因素较多，例如施工质量控制、桥梁周边环境影响、桥梁使用频率、车辆荷载、地基稳固性等，均可能对桥梁结构产生隐患。本文简单分析了影响桥梁质量的因素，并在此基础上针对公路道路桥梁结构优化设计要点展开研究。
关键词：桥梁设计；影响因素；结构优化
公路桥梁属于基础设施建设，需综合考虑桥梁承载力、车辆使用频率、水文地质条件等，确保车辆行驶过程中不会损害桥梁结构，周边环境不会造成整体性能隐患[1]。桥梁结构优化设计应充分考虑可能造成结构损坏的因素，提升桥梁的使用耐久性，保障交通运输质量。本文以公路道路桥梁的结构设计为切入点，研究了影响桥梁质量的部分因素，并在此基础上提出几点设计要点。
一、影响桥梁质量的因素
（一）施工质量因素
施工期间的质量控制直接关系着公路桥梁的使用寿命以及承载力。施工期间，工人们对桥梁应力结构的了解、施工材料的准备、子工程的质量控制均会成为影响因素[2]。桥梁施工不同于普通公路，桥梁需严格遵循设计保障承载力，尽可能减轻荷载因素对结构稳定性的干扰。材料方面，原材料质量、混凝土配比等均可能影响桥梁承载.
（二）周边环境因素
公路桥梁周边环境的不良影响主要存在于土质结构、河流走向等因素。例如部分地段处于河流旁，洪汛期的沙砾冲击会直接导致桥梁基础受损[3]。加上河流周边地质稳定性不足，若在设计中未除险加固，桥梁周边存在塌方隐患，基础失稳直接导致桥梁坍塌。
（三）荷载均匀因素
公路桥梁的车辆行驶频率较高，桥梁荷载会很大程度受到车辆自身重量的影响，直接出现劳损。当荷载所致劳损达到一定程度后，不仅桥梁路面存在开裂、变形隐患，其内部结构也可能受损，影响稳定性[4]。加上目前我国在车辆行驶监管上存在疏漏，部分公路桥梁需承载超重车辆，荷载力超出设计标准而导致结构受损。
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（四）地基质量因素
地基质量控制离不开前期勘察，设计师在图纸规划时必须强调实地勘测，若公路桥梁地基位置属于软土地，桥梁基础荷载得不到保障，易在使用过程中受到车辆重量影响而下沉，地基沉陷直接促使桥墩位移，桥梁会逐渐变形，安全性受到极大威胁。
二、公路道路桥梁结构优化设计要点
（一）钢筋配置设计
在公路桥梁设计过程中，钢筋的锈蚀情况会直接影响亚原结构导致桥梁无法承受车辆所产生的压力，造成整体下滑和有效受力面积减少情况，影响到整体结构安全。同时，钢筋若存在锈蚀情况还会直接影响到对截面，影响桥梁的使用耐久性，降低整体构件性能。因此在桥梁设计阶段需注重钢筋质量的控制并强调防腐处理以及保护层厚度控制。在工程建设期间振捣过程中应注意方式及技术，避免出现麻面和蜂窝情况，保障混凝土的耐久性与稳定性。若桥梁周边存在河流，应注意在设计中强调防腐涂层以及高性能混凝土，重视转移氯离子吸附方向。由于目前混凝土质量逐渐提升，可选择新型混合式材料并重视搅拌过程的工艺，可达到更高的稳定性以及密实度。
（二）涂层设计
涂层可分为中间涂层以及封闭涂层两种。中间涂层指的是表面层与底层位置上的连接处，设计时应强调连接位置涂层的厚度，确保达到整体涂装体系。封闭涂层则指的是通过涂层材料的均匀涂抹避免涂料之间出现电化学腐蚀，可明显延长钢板抗腐蚀时间与性能。公路桥梁结构优化离不开材料的选用，不仅包含钢筋、混凝土之类的常见材料，还应根据桥梁建设特点及使用要求，在涂装材料的选择上严格要求。通常水性富锌镀层厚度应处于80μg以内，镀层与钢之间结合力控制在2kP以上、3kP以内；热喷涂铝镀层厚度控制在100μg以上、300μg以内，镀层与钢之间结合力控制在17kP以内、10kP以上；热浸镀锌镀层厚度控制在80μg以上、100μg以内，镀层与钢之间结合力不存在；无机富锌镀层厚度控制在80μg以内，镀层与钢之间结合力控制在5kP以内、4kP以上；环氧富锌的要求与水性富锌完全相同；热喷镀锌镀层厚度控制在100μg以上、300μg以内，镀层与钢之间结合力控制在8kP以内、6kP以上。
（三）荷载监控
桥梁设计不仅应重视其本身的质量控制，还应在桥梁上安设有效的监控系统，对桥梁荷载展开全面监控，避免出现桥梁路面损坏和荷载超负荷情况。有效的监控可通过对结构部分的检查推动桥梁安全与性能的提升，同时可根据公路桥梁设计承载力判断部分大型车辆与超载车辆是否达到通行标准，减少超限荷载事件保障桥梁结构。政府部门也应注重对桥梁荷载的管理力度，对于超重、超载车辆必须严格限行，以确保桥梁使用寿命符合设计规划，桥梁行驶安全得到保障，桥梁资金投入可达到最大价值。
（四）保护层厚度设计
保护层厚度的控制可根据目前正在使用的《公路工程质量检验评定标准》，在钢筋安装检查要求上不仅保障合格率达到90%以上，还需严格控制正负偏差限值区间。公路桥梁设计者应结合桥梁特点，包含桥梁周边土质结构、桥梁使用频率、所处位置气候环境等，规定每次抽样结果中正负偏差限值具体数值并无条件纠正。明确钢筋保护层与厚度的偏差数值，例如桩基础偏差值为负10mm、正15mm，墩台偏差值为负5mm、正12mm，拱桥与梁板之间的偏差值为负7mm、正10 mm。
三、结束语
综上所述，作为基础设施类型，公路路桥的结构设计必须保障桥面平整、地基稳固、荷载达标、内部稳定，避免结构损坏达到极限值后出现桥梁倾倒、下沉、断裂等安全事故，通过结构优化设计提升公路道路桥梁的整体安全。
参考文献
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[4]黄任远，杨明.基于三维动态模型的桥梁与公路视觉安全协调性评价研究[J].公路交通技术，2014，No.112 03：141-146.
论文作者:常建华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/23
标签：桥梁论文; 荷载论文; 公路论文; 结构论文; 镀层论文; 因素论文; 涂层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第33期论文;