摘要：随着当前科学技术的不断进步，路桥作为城市基础设施中的一个关键组成部分，在社会经济发展过程中起着举足轻重的作用，尤其是在缓解交通压力方面，是交通建筑现代化的重要体现，因此路桥结构设计的安全性、可靠性、实用性以及耐用性直接决定着路桥建筑的可持续发展，路桥结构设计及优化问题，已经成为了当前路桥建设的核心内容。本文主要通过分析路桥结构设计中存在的问题，从而具体阐述路桥结构设计及优化策略。
关键词：路桥建筑；设计要求；优化
引言
在当今社会经济不断发展中，路桥建设里存在着两个问题就是：路桥结构的耐久性不够强与结构的不完善，因此，路桥的设计者需要加强对路桥结构的设计与优化的工作。优化方案得包含桥位选择优化，桥型结构的设计优化，桥长设计的优化等内容；而路桥结构的设计方案中包含了设计里混凝土的裂缝地宽度，设计的地基高度等措施。使得路桥结构的设计程度不断地优化变得完美，让其可以更好地服务于人民群众，并促进交通便利。
1、我国路桥结构设计的现状
1.1 路桥设计缺乏先进的理论基础和完善的结构体系
在我国一些路桥设计人员在设计时对结构的整体性、安全性和耐久性考虑片面，部分路桥结构整体性延性不足，计算图式和受力路线不明确，主要会引起以下几种情况：
（1）局部受力过大，强度要求过低；
（2）保护层厚度过小；
（3）构件截面过薄和过大。
这些现象都削弱了路桥结构的耐久性，会严重影响建筑的安全。此外，我国路桥设计师缺少动态思维方式，在针对不同的环境、不同的使用条件和不同的设计对象时，不能根据变化因素对结构体系做出相应的应对措施。在新技术新材料新工艺快速发展的情况下，对结构设计也提出了新要求，这时候设计人员的创新意识和与时俱进的设计理念就尤为重要。
在结构体系上，目前的路桥设计缺乏整体的设计规划，过于偏重设计建成时期结构的工作和服务能力而对其他时期的性能变化没有更为全面的考虑。桥梁工程是一个由许多结构件组成的一个系统结构，设计人员要用动态思维去解决面临的发展技术问题要尽可能的将未来所面临的问题也计算在内，保证路桥设计结构体系的完整。
1.2 设计结构的可靠性和耐久性问题
桥梁结构的建筑过程包括：施工期、服役期和超龄期三个阶段。桥梁结构的可靠性的概念是：在规定的服役基准期内，在正常使用和维护的情况下，结合环境和结构抗力衰退等因素的影响，路桥结构在服役期过后的后续服役期内能完成预计功能的能力。我国路桥结构设计可靠性的重视程度大于耐久性，重视强度极端状态而不重视使用极限状态，重视路桥结构的建造而忽视检测和维修，不少大桥坍塌都是由于构建疲劳损坏所引起，影响了桥梁的承载能力和性能。
桥梁在建造和使用过程中，受到了外部和自身环境的影响导致结构各部分不同程度的损伤和劣化，有些桥梁仅用10年左右的时间就因为耐久性出了问题影响结构安全。结构耐久性不足已成为路桥结构最普遍的一个安全问题，设计时要从构造材料等角度采取措施加强结构耐久性。
1.3 路桥结构疲劳损伤情况
路桥结构的疲劳损伤，是由于路桥所采用的材料不均匀和连续，存在许多微小的缺陷，在反复荷载作用下，这些微小缺陷会逐渐变化形成损伤，并渐渐在材料中形成大面积裂纹，裂纹得不到有效控制，极有可能会引起材料、结构因脆弱而断裂，造成严重后果。对疲劳损伤的研究不仅仅针对整个路桥结构，实际上路桥结构常常由于某些关键部位的局部疲劳而导致整个结构的失效。近几年，我国发生过几次大的路桥事故，都是因为结构疲劳损伤的情况引起的。另外，超载也是导致路桥结构疲劳损伤的重要原因。
2、目前路桥结构设计存在的问题
2.1 路桥设计理论和结构构造体系不够完善。路桥建设是一个综合性的工作，如果一个环节出现问题都会对整个工程的自身的性能造成很恶劣的损伤，经常由于设计人员本身在设计的时候考虑不够全面，没有综合性的考虑到整个路桥机构的整体性，安全性等因素，造成有的结构整体延性不足，冗余度过小，有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大，强度要求过低，保护层厚度过小及构件截面过薄和过大。
2.2 路桥结构的耐久性不强。路桥在修建完工和使用的过程中，收到了环境和化学物质的洗礼，而且要承受自然灾害和人为的车辆的碾压等因素的影响，同时与建筑使用的材料的好坏也密不可分。这些都会对路桥的持久性造成影响，大量的事例证明，除了在选材上面的不足，设计上的漏洞也会影响到路桥结构的耐久性。在人们长期的设计中不难发现，设计师们侧重于设计方法，忽略了需要修建路桥实际的清况。
2.3 对路桥会产生损伤的预测不够。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果是灾难性的。
2.4 对桥梁的超载现象不够重视。我们国家的路桥运输上最常出现的就是车辆超载现象，车辆超载会使路桥的载重量增加，只是路桥内部的压力增强，长时间的超载引发的路桥内部损伤如果没有的到修复，对于以后使用时的安全性和耐久性造成不利的影响。
2.5 在设计和路桥施工中出现的问题不够重视。在路桥结构的设计和施工中，有没有做到因地制宜，切合实际的设计和适时的选择施工时间也是很重要的工作。在施工中有没有处理好地基土层，有没有做好地基防水封闭技术都会对桥墩产生直接的作用，还有斜腹杆混凝土受拉开裂问题，常规钢筋混凝土析架式拱桥在桥梁使用阶段其拱片斜腹杆处于受拉状态且拉应力普遍超过混凝土极限抗拉强度，造成混凝土全截面开裂并退出工作，轴向拉力全部由普通钢筋承担，对构件耐久性产生十分不利的影响。
3、路桥结构设计及优化策略
3.1 强调路桥结构耐久性设计
在国家现行规范中，要求路桥设计不仅要适用、美观，同时要满足经济安全要求，注重路桥结构的耐久性设计。在路桥使用周期中，要重视路桥性能，充分考虑路桥的使用极限状态，加强对整体结构的维护，提高使用年限与路桥结构质量，避免发生工程事故。相关设计人员在具体设计过程中，要综合考虑各种制约因素，尤其是外部环境因素，积极转变思想观念，重视路桥结构耐久性设计，提高服役期内的安全，最大限度地延长路桥衰退期，增加安全使用年限，满足经济性与实用性要求。
3.2 充分考虑疲劳损伤
随着交通压力的不断增大，路桥结构所承受的车辆荷载也得到了进一步的提高，诸多动荷载在路桥结构内容易产生应力，发生震动结构现象，从而导致结构出现积累性疲劳损伤。基于这种循环荷载作用的推动，结构缺陷将会形成大面积的裂纹，因此要积极检查早期疲劳损伤，最大限度地消除影响疲劳损伤的因素，降低事故发生的可能性。
3.3 注意路桥超载问题
一般而言，超载容易破坏路桥的承载能力，加剧路桥的疲劳损伤，不
利于路桥的使用安全。通常情况下，路桥超载主要可以三个方面来考虑：第一，路桥年限过长，出现超龄负载使用状况；第二，在路桥投入使用过程中，通行车流量超过路桥承载标准限值；第三，诸多车辆违规超载。因此，在路桥结构设计过程中，要充分考虑超载情况，一般超载易引起疲劳损伤，影响其工作状态以及安全性和耐用性。
3.4 施工期优化设计方案
在路桥施工期，主要的优化设计方案主要体现在三个方面：一是注意处理斜腹杆混凝土受拉开裂问题，运用局部预应力法，在斜腹杆内，置入冷拉级预应力钢筋，基于拱片预制成型的基础上，进行张拉锚固，有效降低斜腹杆拉应力，同时降低混凝土裂缝开展宽度；二是运用岩面防水封闭技术，处理泥岩地基问题。当基坑达到设计标高时，平整基底，在地基上浇筑封底防水混凝土，防止表层地基土膨化，提高地基土强度；三是在竣工阶段，要关注桥墩抗推问题，要在墩顶增设水平拉杆，使墩基底应力符合国家规范要求，有助于提高抗滑稳定性能。
3.5 优化路桥长度设计
在桥长设计过程中，要充分考虑桥位选址状况，一般会出现两种情况：第一，当桥址面积相对较小时，路桥长度要相应减少；第二，当桥址面积较大时，要相应增加路桥长度。具体而言，相关设计人员要把握桥长计算方法，利用模型，与实际路桥长度进行对比，提高路桥实际设计长度的准确性，从而满足国家相关规范中的具体要求，促进当地社会经济的不断发展。
4、结语
路桥的建设就是为了减少城乡道路地拥挤，还为了加速经济的发展，提高国家经济快速增长的步伐。路桥在日常生活中是必不可少的，在交通运输中也起着至关重要的作用，必须不断研究路桥的设计体系，根据安全性，耐久性和疲劳损伤问题，使得路桥结构的稳定性得到提高，最大程度的节省维修费用，最终让路桥的使用寿命得到增加，整体质量得到提高，保障人民群众的生命财产安全。
参考文献：
[1]关于路桥结构设计之我见[J].董兴龙，荣庆林.知识经济.2009（07）
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[4]关于路桥结构设计之我见[J].董兴龙，荣庆林.知识经济.2009（07）
[5]浅谈桥梁设计存在的问题及相关对策[J].陈志亮.科技资讯.2008（02）
论文作者:郑容伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期
论文发表时间:2019/4/2
标签：结构论文; 耐久性论文; 损伤论文; 疲劳论文; 结构设计论文; 荷载论文; 桥梁论文; 《基层建设》2019年第1期论文;