中北工程设计咨询有限公司 陕西省西安市 710000
摘要：大部分的设计人员在设计公路桥梁时都只考虑、强调了桥梁的功能用途，却忽略了桥梁的安全性与耐久性。设计者应将保障公路桥梁的安全性与耐久性作为设计的前提，并严把施工关卡，及时发现并解决存在的安全隐患，提高工程施工的质量和效率，保证公路桥梁发挥出应有的社会和经济效益。鉴于此，本文主要分析路桥设计中的安全性和耐久性。
关键词：路桥设计；安全性；耐久性
1、路桥安全性与耐久性设计重要性
路桥的安全性是衡量路桥工程质量的重要指标，指代路桥工程项目所具有的抗破坏能力、抗震裂能力、防塌陷能力。一般情况下，在路桥工程施工建设过程中，需从路桥建设材料安全性、结构整体安全性、施工工艺应用安全性等方面进行综合考虑与分析，以确保路桥的稳固、安全与可靠。路桥的耐久性是衡量实证路桥工程施工安全性与使用可靠性的重要指标，与工程项目使用年限存在直接影响，指代路桥建成后，在规定运行年限内可正常使用的能力。例如，某路桥设计使用年限为50年，但在运行10年后，路桥出现严重损坏、塌陷、裂缝等问题，无法正常使用，则表明该路桥工程缺乏耐久性。
2、路桥设计出现安全性和耐久性问题的原因分析
路桥的安全性和可持续性主要与桥梁结构的安全性以及施工阶段和完成后的维护阶段中可能出现的问题有关。在设计阶段需要进行现场访问，以确保项目响应工程中心环境。设计师必须在每个项目中保持专注并随时调整，并且必须简化满足实际使用要求的设计解决方案。所有设计过程都必须依据数据完成，并且需要在单个项目上测量数据。设计过程应密切关注设计阶段，以确保数据的准确性。路桥的耐久性问题的原因通常在于建筑材料，用于建筑材料的质量直接影响公路和桥梁的使用寿命。所以在设计和建造路桥时需要考虑许多因素，如路桥施工所需的部件，用于构建系统的建筑材料等。因此，必须确保每个部件的安全性和耐用性，使得建筑物的整体结构可以更加规范。
3、加强路桥设计安全性与耐久性设计的策略
3.1、科学选择施工设计方案，提升工程施工建设科学水平
施工设计方案是建筑单位进行施工操作的重要依据，其选择的科学性、准确性、合理性直接影响路桥工程建设质量。对此，要想提升路桥安全性与耐久性，应做好施工设计方案选择工作。在此过程中，工作人员可以路桥工程设计原则为指导，进行方案对比分析，选择整体效益最高的方案，为工程施工建设应用方案。
基于工作经验总结，路桥设计原则主要有以下几点：（1）经济性原则，即在工程施工建设中需对投资成本进行综合分析，加强成本控制力度，实现以最少的成本获取最大的效益。（2）技术性原则，一方面，改变传统设计理念，促进新技术、新设备、新材料在工程施工建设中的应用，以进行工程施工质量、施工效率的提升；另一方面，保证所应用技术具备可行性、科学性、合理性，避免技术应用的盲目跟从，降低技术应用脱离实践问题的产生。（3）适用性原则，路桥工程不能过度追求规模化、数量化发展，应保证自身与城市规划、区域经济发展需求的相协调相统一，以免出现工程建设经济负担过重，工程使用率低下等问题的产生。（4）美观性原则，即路桥不仅是城市空间沟通的纽带，也是重要的城市景观。对此，在保证其安全性、耐久性的基础上，需加强美观设计，提高路桥建设的整体性、系统性。例如，车辆超载对桥梁结构的损害很大，特别是对于市政桥梁结构，人们在进行结构设计时，要重视车辆超载问题，这样才能保证城市桥梁的安全度和耐久性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如1994年通车的深圳市北环路，原设计荷载为汽车超20级，挂-120级。北环路主要来往于深圳、东莞等地，是深圳市连通香港唯一的货运通道，通行的货柜车载重为76-90t、行驶速度经常为90km/h（原设计车速最高为5Okm/ h。其中载重最高为110t（原设计荷载超20级重车为55t重）.由于车辆超载，严重损害了该市的一座立交桥梁，影响了该市政桥梁的正常使用，大大缩短了使用寿命，甚至出现危及人民群众生命财产安全的重大隐患。经采用碳纤维加固主梁，认真分析桥梁的结构设计中可能会存在的问题，并对中墩及桥梁基础进行加固，使其满足要求。
3.2、加强对疲劳损伤的研究
完成道路工程和桥梁的施工后，还需要吸收巨大的动态负载。因此，疲劳损伤是不可避免的。目前，大多数路桥工程使用钢和混凝土等材料，这种材料具有连续和不规则的性质，所以会有很多小裂缝。如果项目无法及时检测和处理，项目的整体安全性和可持续性将受到严重影响。与此相关，在规划路桥的建设时，规划者需要正确地计算和验证疲劳参数。另请注意，相关研究和所有路桥建设项目不能承受高负荷或高温事故，而有些项目在低温下仍然破裂。可以得出结论，冲击试验后的大多数钢在常温下具有一定的脆性。因此，为了确保路桥的安全，在选择钢材时，必须选择尽可能多的低韧性和低系数的材料，为可持续性提供强有力的支持
3.3、抗震结构的优化设计
在路桥抗震设计时可以创建有限元模型，检查地震模型最脆弱部分的横截面，适用于大型和超大型脚结构的绝缘，主要设计方法如下：使用有限元分析软件SAP2000生成桥接和超级模式。如果安装了有限元模型，则对主支撑结构和原始尺寸的分层结构以及桥墩和桥梁等工具进行建模结构转换为质量并添加到有限元模型中，以确保有限元模型与实际结构之间的一致性。根据地震要求的鲁棒性计算结构梁极，以便使用正常截面强度控制软件的其他有限元核心部分的地震分析的结构，以满足抗震设计规范。在重要桥梁结构的抗地震分析中，降低了假人的地震响应，该假人是安装在载体末端的粘性流体阻尼器顶部的绝缘地震轴承，铁的位置是桥梁结构的纵向和横向弹性。
3.4、更新设计理念
（1）高度重视路桥载荷
对于路桥的载荷问题，是近些年来关注的比较高的问题，由于路桥长期受到车辆的碾压，或者是出现的超载现象等等这些，使得设计师在设计初期更为关注路桥的载荷。在设计的初期，要考虑路桥的通行量，和车辆本身的超载问题，来科学地设计路桥的载荷。当路桥已经到了其预定的使用寿命，则容易出现载荷超出的问题，这种情况下，也要有预期的解决方案来缓解，如果没有任何补救措施，则会损害路桥的质量，从而缩短寿命。
（2）重视路桥的疲劳损伤
在路桥的设计中，同样要重视其疲劳损伤的程度，尤其是在关键的结构上，更要多注重其承受能力，在考虑设计是否合理和科学性的同时，要将关键部位的承受力考虑其中。与此同时，降低路桥的疲劳损伤程度，可以通过提高承载能力来解决，这就需要在设计初期考虑到路桥的未来使用的情况，对重要部分进行加强设计的方法，提升其坚固性和耐久性，降低疲劳损伤的程度。
总之，我国交通事业已经取得了很大的进步，在交通事业不断发展的今天，我国国内的路桥工程已经得到了迅速的发展。根据调查可以知道，路桥工程的数量正在逐年的增加，但是路桥工程中的安全性和耐久性问题并没有得到有效的解决，存在着桥梁坍塌和路段塌方的现象，对人们的生命造成了严重的威胁，一定要引起我们的注意。因此，对结构的安全性及耐久性研究变得十分有意义。
参考文献：
[1]张广涛.路桥设计中的安全性和耐久性探析[J].科技创新与应用，2017（08）：235.
[2]赵伟智.路桥设计中的安全性和耐久性研究[J].建材与装饰，2016（08）：228-229.
论文作者:晏炳科,岑卓盛
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第13期
论文发表时间:2019/12/4
标签：耐久性论文; 安全性论文; 桥梁论文; 结构论文; 工程论文; 载荷论文; 工程施工论文; 《建筑细部》2019年第13期论文;