天津市市政工程设计研究院 天津 300450
摘要：公路桥梁的安全性与耐久性是保证公路桥梁运行安全的重要因素，是公路桥梁设计中考虑的重点。从公路桥梁安全性与耐久性现状分析入手，分析了公路桥梁设计中存在的主要问题，提出了桥梁安全性与耐久性设计主要途径与方法。
关键词：桥梁；安全；耐久
引言:
现阶段，桥梁工程设计水平不断提升，使得设计阶段的质量得以有效的把控，但受到人为因素与其他因素的影响，使得设计中极易出现安全耐久性问题，对此需要从现有的问题出发，在进行桥梁设计时，做好设计思路把控，不断优化设计方案，以确保桥梁的安全耐久性。
一、 桥梁安全耐久性问题的影响
若桥梁设计的过程中，未能有效的解决安全耐久性问题，则会影响到桥梁的使用寿命与人员的安全性。基于此，在进行桥梁设计时，要重点做好安全耐久性分析，合理设计安全设施，避免发生重大的工程事故，造成经济损失。
二、 设计环节的桥梁安全耐久性问题分析
超载问题对桥梁耐久性的影响。公路超限超载是公路与公路桥梁耐久性使用的最大危胁，是影响公路安全使用与运行的最大隐患。公路与桥梁超载是造成桥梁使用质量下降的主要原因，公路桥梁在设计时就要充分考虑桥梁的超载对于
桥梁本身存在的破坏性作用。为了保证桥梁安全运行，在桥梁设计时在考虑经济性因素的条件下，最大限度的保证桥梁的设计与使用耐久性。根据设计交通通过量来科学的预测交通量，适当的增加公路桥梁设计荷载是目前保证公路桥梁运行
安全与耐久性的必要手段。【1】
（一） 安全程度低
就公路运营状态来看，危桥数量较多。虽然各地区不断加强对桥梁的维护管理力度，加大人力物力投入，但运行载荷与环境等因素的影响，使得桥梁老化问题较为严重，桥梁新生病害较多，使得维护加固作业难以达到要求，部分桥梁部分不得不采取限速的方式，来进行保护。此问题的发生，主要是因为桥梁建设时间较长，设计荷载难以满足快速增加的运行要求，加之综合因素的影响，使得安全程度较低。
（二）桥梁耐久性不足
就桥梁安全耐久性问题的具体表现来看，常见的问题包括混凝土结构疲劳与老化、结构密实性较差、混凝土碳化等，这些问题与设计过程中混凝土材料的选择与配比设计等，有着直接的关系，加之施工阶段的质量把控不严，以及后期维护不到位，使得桥梁结构的耐久性较差，在后期运行的过程中，受到重复荷载的作用，产生运行疲劳，产生明显的变形，引发安全危害。
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（三） 桥梁设计规范性较差
通常情况下，桥梁工程建设较早，随着交通流量与车载重不断地增加，使得原有规范中的荷载标准值，已经难以达到桥梁设计要求，加之新型桥梁结构的出现，缺乏设计标准进行规范，若单对混凝土耐久性裂缝宽度进行验算与控制，难以保证桥梁的安全性与耐久性，对此 2004 年建设部所发布的最新规范中，提出要按照设计年限与使用环境类别等，来设计桥梁结构的耐久性。【2】
三、桥梁设计中安全耐久性把控要点
（一）规范化设计
对于桥梁设计中的安全耐久性问题，组织设计专家与施工人员等，对桥梁规范进行合理的修订，不断地完善桥梁设计规范，以提升桥梁设计的标准，指导桥梁设计与施工运营。桥梁设计单位要加强设计人员队伍建设，做好人员技能培训工作，更新设计人员的知识架构，组织设计人员做好现场勘查作业，加深其对桥
梁施工材料与机械的认识与理解，以开阔设计人员的思维，更新设计理念。设计人员要不断地改善设计思路，采用动态化设计思路，以应对桥梁动态变化与安全耐久性情况。
（二）强化桥梁安全性设计
以湖南某桥梁养护工程为例，针对桥梁路面的荷载限制与伸缩缝较多等问题，进行大桥养护。此大桥建成共计 12 年，因为超负荷车流量和重载车辆等的增加，使得桥梁铺装层被破坏，使得桥梁结构的安全性与耐久性受到极大的影响。基于此，在设计维修方案时，考虑到桥梁疲劳损伤情况，结合传统铣刨罩面工艺的应用条件，若采用以往的施工工艺，进行道路封闭，则需要耗费较长的时间，在施工的过程中极易造成大量的扬尘与废料，难以有效的解决桥面病害。基于此，此工程采用了复拌就地热再生工艺，进行桥梁维修，在施工的过程中，仅占用一股车道，以 4~6m/min的速度进行，共计花费 20d 左右，便完成了工程维修。在不改变桥面标高与横坡等指标的前提下，进行桥面养护施工，获得了不错的成效。
（三） 桥梁耐久性问题分析。
公路桥梁的耐久性是指公路桥梁在建设并交付使用后，在当地天气与水文条件的影响下随车辆荷载与自然灾害的能力。我省目前修建的大型斜拉桥是使用范围较广的桥梁设计类型，这种桥梁拉索在使用过程中抵御外界自然条件的侵袭能力达不到实际预期，严重影响到了桥梁安全运行。因此，在桥梁设计工作中充分考虑桥梁结构的耐久性设计，保证桥梁整体结构稳定。公路桥梁的安全性与耐久性是基本性保障设计指标，也是保证公路桥梁建设质量与使用质量的基本数据。公路桥梁的设计可以通过提升桥梁的承载能力、规范设计程序、创新设计思路来保证桥梁设计结构的合理与安全。【3】
（一）严格控制混凝土类型
现代化桥梁工程中使用的混凝土品种，要充分的考虑到桥梁的安全性与耐久性，合理的选择水泥品种。以湖南地区为例，在选择混凝土类型时，需要考虑到本地气候特点，即降水量较大，气候潮湿，对桥梁的质量影响较大，对此需要仔细研究各类水泥的性能与适用性。通常情况下，硅酸盐型、普通硅酸盐型、矿渣硅酸盐型的水泥，其化学组成成分不同，对于混凝土碳化速度的影响程度不同。若配合比相同，使用矿渣水泥，制作的混凝土，其结构碳化速度较快。除此之外，在进行桥梁设计时，需要考虑到各类因素的影响，采用相同类型的水泥，则混凝土结构碳化速度也存在差异，需要做好科学试验。在进行混凝土结构设计时，结合桥梁工程实际，来设计使用年限。
（二） 创新桥梁结构设计方式
基于耐久性角度，进行桥梁设计时，需要做好混凝土结构裂缝预防设计，做好细节分析工作，以确保材料的质量。设计人员要善于运用新技术，减少裂缝的产生。加强 BIM 技术的应用，做好桥梁结构设计碰撞分析，进行桥梁模拟运行分析，以确保桥梁设计的合理性与安全性，提升设计的质量。设计人员要做好桥梁构件分析，加大对耐久性的分析，融合先进的设计理念。除此之外，还需要考虑到桥梁道路运行超载问题，当桥梁通车量较大，超出设计要求，或者原设计不合理，未能满足车流量变化需求，或者驾驶人员非法超载运行，均会造成疲劳问题，增加疲劳应力，针对此问题除了要做好设计质量把控外，还需要做好后期运维管理，以提升桥梁工程的安全耐久性。
四、结语：
现阶段，危桥的数量不断增加，从安全耐久性角度分析，为了能够确保运行的安全性，对于新建与改造的桥梁，在进行设计的过程中，需要加强安全耐久性把控，以提升桥梁运行的质量，促使桥梁工程建设能够实现可持续化发展。
参考文献：
[1]曾新.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].交通世界,2017(33):80-81.
[2]叶伟华,龚方涛.基于公路桥梁设计中的安全性和耐久性分析研究[J].交通节能与环保,2016,12(03):82-84+96.
[3]李敏,吴坚彬,李燕.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J].中国水运(下半月),2013,13(11):305-306.
论文作者:鲍春
论文发表刊物:《防护工程》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/17
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