公路桥梁工程属于大型建设工程的一种，其自身在施工的过程中存在施工工序复杂，工期长等特点。与建筑工程相比，对于施工结构的稳固性提出了更高的要求。在针对公路桥梁进行设计时，既要保证外形的美观性，又要确保其自身的结构稳固性能够满足车辆通行的要求。一些已经投入使用的桥梁结构会发生多种损坏问题，为了延长其使用寿命和安全性。会对引发结构损坏的原因进行分析，并且找出相应的改造措施，这是当前桥梁施工中所面临的重点任务。
一、科学开展公路桥梁设计
1、抗震结构设计
桥梁工程的抗震性能是判定桥梁工程使用性能的重要指标。在针对桥梁结构进行设计时，需要对抗震性能进行全面考虑。根据施工区域的环境特点以及地质条件，采取静力法的方式，对其在振动时所产生的位移和应力进行计算，之后根据桥梁结构的主体形式，采取有限元的分析方式，对其失稳危害问题进行分析。最后，利用单位质量算法，对各类构件的位移状况进行检测，从而实现对振动影响因素的全面了解。借助上述参数，才可保证对桥梁工程抗震性能的合理设计。
2、耐久性设计
防腐设计：通过对大桥表面涂刷丙烯酸聚氨酯材料防腐涂层，使跨水域大桥与湿度较大的空气隔绝，该材料同样可以运用到混凝土结构上，随桥墩浸没于水中；冻融循环设计：针对北方温差较大地区的公路桥梁，冻融循环是必须考虑的因素；混凝土强度设计：混凝土的徐变效应和收缩现象市混凝土结构的损害高发点，对桥墩的箍筋配置、桥梁的腹筋和弯起钢筋的配置是混凝土结构设计中的重点。
3、抗疲劳设计
公路桥梁结构自身所受应力造成的桥梁的震动幅度是桥梁疲劳设计的重要指标。因此，可以通过模拟风荷载、统计设计区域平均车流量等数据模拟，绘制桥梁疲劳载荷谱，充分了解桥梁设计的易损点。
4、预应力设计
预应力指的是，在进行桥梁结构设计时，根据结构部位在使用中的承力特点和承力方向，对结构自身的构件进行预应力张拉操作，确保其在投入使用之后，可以借助结构内部构件的预应力卸载一些外部拉力或者压力，从根本上提升桥梁结构的稳固性。而对于已经建成的桥梁，在投入使用之后，出现结构损坏问题的状况，则需要采取相应的加固施工来改善桥梁结构的预应力。主要采取方式有，可以在桥墩的顶部利用工字形钢对桥墩进行箍筋施工，以免其在外力的张拉之下形成开裂的问题，对桥墩结构的安全性能造成影响。在桥墩结构的承载力得到有效集中的情况下，桥梁自身的荷载能力也会得到有效提升。根据桥梁结构的受力状况，在桥梁的特定位置加设鱼腹梁，从而起到弯矩分担的作用，降低桥梁主体在使用时所受到的应力。
二、公路桥梁结构损坏的成因
1、结构荷载能力的影响
（1）车辆荷载。这是桥梁的主要荷载，车辆经过桥梁的速度很快，除动荷载外还包括摩擦引起的动能，普通的动荷载对桥梁的弹塑性影响并不大，而摩擦产生的振动位移与动荷载产生的振动位移方向相互垂直，使桥梁的振动位移和幅度都变得更加复杂，不断地对桥梁施加疲劳荷载，逐渐消耗其寿命。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆超载对桥梁的损害是不可恢复的，超载的车辆超过了桥梁的设计容许应力，使桥梁结构内的钢筋由弹塑性阶段进入屈服阶段，加速了钢筋进入强化阶段的时间，缩短了桥梁的使用寿命。多车道车辆同是几乎并行，甚至在桥梁上堵车时间过长，对桥梁的稳定性是极大的考验，这种情况易产生受力不均的情况，长此以往会使桥梁发生位移，引发瞬变甚至失稳现象。对于多车道桥面，交通繁忙时会出现2辆或3辆车并排运行的情况，车辆荷载相互交叉作用，对铺装层的受力会产生一定影响。2辆并排行驶的汽车一超20级标准车，一般情况，自身后轴轮距为1.8m，相邻车后轴外侧轮距为1.3m，而纵向两轴之距最小为4m。可见，相邻两轮距已大于单轮荷载的影响范围，它们之间的影响极小，可以不予考虑。在荷载作用下，依据本文的计算结果，铺装层的最大纵向剪应力是铺装层力学控制性指标，铺装层的破坏主要是剪切破坏，故以纵向最大剪应力作为剪切破坏的控制指标。在通常所采用的铺装层厚度范围内，铺装层的最大剪应力出现在荷载前缘接触层中心，因此铺装层与桥面板间往往发生剪切滑动破坏。由于板桥的几何形状的简单，荷载作用于不同位置对铺装层的受力及位移影响不大。因此，一旦铺装层出现位移则很可能代表着桥梁结构的损坏。
（2）风荷载。除地震灾害的影响以外，大风天气也会对桥梁的结构性能造成一定威胁。在风力较大的情况下，极易导致桥面出现位移现象，致使桥梁结构的稳固性能降低。由于桥梁结构的分布状况不同，在投入使用的过程中，会受到来自不同方向的风力影响。而桥梁结构在投入使用之后，这种影响问题就一直存在，在外力的作用下，桥梁结构的内部构架受到来自各个方向的应力，致使结构自身的稳固性降低。尤其是对于钢筋混凝土结构来说，在多个外力的影响之下，钢结构很容易产生扭矩现象，与混凝土结构形成分离，此时的桥梁结构性能会持续降低，最终引发多种安全事故问题。
2、外部环境影响
桥梁结构所处位置的不同，其自身所受到的环境因素影响也不同。对一些设置在跨海区域的桥梁结构来说，其在使用的过程中，需要长期受到海风和海水的侵蚀影响。部分情况下还会导致一些微生物附着在桥梁结构，这些物质均会对桥梁结构造成一定的侵蚀影响。一些微生物还存在腐蚀的能力，会严重威胁桥墩结构的性能。
3、结构自身的问题
在地下水系变化和地层结构运动的影响下，在地面上的桥墩结构也必定受到一定影响。为此，桥梁结构本身在使用的过程中就需要面临多种不确定的风险因素。较为严重的情况为，大陆架发生变化时，桥梁自身的结构会发生一定的位移，一旦桥梁结构受到位移的影响较大，其自身就会出现结构开裂的问题，严重的还可能产生桥梁部分结构坍塌的事故问题。此种状况对通行车辆的安全也会造成极大威胁。
结语：公路桥梁的损害防止工作是非常重要的，必须保证在设计工作中根据当地经济发展水平和建桥地区车流量等因素的充分考虑；在桥梁的抗震设计过程中要仔细进行地质勘查工作，全面计算每一个构件的容许应力；施工过程中要根据施工区域的环境条件，做好工程防护工作，尽量减少材料失效情况；实时监测桥体的各项指标，必要时要进行加固和改造设计。
参考文献：
[1]曹彦龙.公路路桥设计及桥梁结构损坏原因的研究[J].建材发展导向:上,2017,15(10):263.
[2]张倩.路桥设计及桥梁结构损坏的原因与对策分析[J].建筑工程技术与设计,2016(12).
论文作者:张伟峰,
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第8期
论文发表时间:2019/6/24
标签：桥梁论文; 结构论文; 荷载论文; 位移论文; 桥墩论文; 应力论文; 性能论文; 《中国西部科技》2019年第8期论文;