辽宁省交通规划设计院有限责任公司 辽宁省 110166
摘要：安全性是路桥设计中最基本的，如果安全性得不到保障，在路桥投入使用后就很容易发生安全事故，威胁路桥使用者的生命安全。耐久性则决定着路桥工程的使用年限，因此，在对路桥进行设计时，要注重提升其安全性和耐久性，从而确保路桥的施工质量。本文根据笔者工作实践，对路桥设计中的安全性和耐久性措施进行了分析和探讨。
关键词：路桥；设计；安全性；耐久性
1.提升路桥安全性和耐久性水平的过程中应当遵循的设计原则
桥面铺装工作进行的过程中应当注意到的问题。桥面铺装实际路桥实际运行的过程中和汽车之间直接产生接触的一个构件，也是桥面排水领域中的第一道工序。桥面在实际运行的过程中除去需要承受汽车运行的过程中产生的滚动剪切之外，另外一个层面上也需要承受重复应力以及具体构成结构变形带来的影响，上文中提及到的这些问题一般情况之下都会在初级阶段中对桥梁造成影响，而后再将桥面之上排水系统的正常功能破坏掉，最终也就会在降水的过程中使得桥面之上的钢筋产生较为严重的腐蚀问题。长此以往，混凝土路面和主梁之间就会呈现出来一种相互分离的态势，使得主梁实际运行的过程中发挥出来的受力性能受到较为严重的负面影响，最终想要对桥梁具体构成结构的安全性及耐久性做出保证自然也就是一件较为困难的事情。主梁是路桥实际运行的过程中使用到的最为重要的承载性构件，一般情况之下人们在路桥整体设计以及局部分析工作进行的过程中都会予以这个问题充分的重视，站在理论的层面上对这个问题展开分析，主梁的安全性和耐久性一般情况之下都可以使得现行规程中提出的要求得到满足。但是在路桥工程施工阶段中主梁箱体当中呈现出来的积水问题一般情况之下都较为严重，水箱满载这种问题出现的几率自然也就会显得比较高，因而预应力钢梁以及普通的钢筋就会受到较为严重的负面影响，使得主梁的安全性在施工阶段中难以得到应有的保证。之所以会出现上文中提及到的这个问题，一般情况之下是在主梁设计工作进行的过程中，没有予以细节性问题充分的重视，与此同时在主梁位置之上设置的排水具体构成结构的数量严重不足。
2原因分析
2.1不重视抗震结构设计
在对路桥结构进行设计时，应该注重对结构抗震性的设计。我国的许多地区都处于地震区，如果路桥结构的抗震性能达不到设计要求，当地震发生时，就会使路桥结构遭到破坏。但是，在路桥结构抗震性的实际设计中，抗震设计模型与实际的结构并不一致，抗震设计与实际的抗震模型间所表现出的差异更大，甚至有些中小型桥梁直接忽略抗震设计。还有的设计者在路桥结构的抗震设计中，直接采用低抗震设防标准，或者所选用的抗震设防烈度要抗震要求不符，从而使得路桥结构的抗震设计存在严重的安全隐患。
2.2不重视耐久性设计
在路桥设计中，设计者往往不太关注混凝土冻坏、冻融破坏等问题，对氯离子侵蚀、防腐蚀设计的考虑也不够周到，使得路桥结构的耐久性比较差。比如，当路桥结构受到冻融循环破坏影响时，混凝土的内部结构就会发生改变，当损伤累计到一定程度时，就会使混凝土出现脱落现象。并且，混凝土的弹性模量和结构都会明显的降低。当混凝土出现碳化现象时，混凝土的保护层就会遭到破坏，当钢筋的保护层被破坏时，就会减小钢筋的表面积，还会导致钢筋生锈。在路桥工程中，大部分的混凝土结构都是暴露在空气中的，CO2会直接通过其表面孔隙扩散到混凝土结构中，并与群众的Ca（OH)2发生酸碱中和反应。同时，CO2与其中的含钙物质发生化学反应，还会产生CaCO3。在碳化反应的作用下，材料的体积会增加10%，久而久之，就会使混凝土盖腐蚀开裂。此外，氯离子会侵蚀钢筋，降低路桥结构的耐久性，氯离子会通过结构中的裂缝渗透到混凝土的内部，并与钢筋发生反应，破坏钢筋的保护膜，从而使混凝土的体积膨胀，导致其破裂。
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3优化设计
3.1工程背景
当车辆超载时，会对路桥结构造成很大的损害，但在对路桥结构进行设计时，设计人员却容易忽视车辆超载问题，使得路桥工程的安全性和耐久性得不到保障。某道路的原设计荷载为汽车超20级，挂-120级，但这条道路是重要的货运通道，道路上同行的货柜车载重为76t~90t，原设计车速为50km/h，但实际的行驶速度却经常达到90km/h。其中，载重最高的时候能达到110t，原设计荷载超20级重车为55t。长期受到车辆超载的影响，使得该道路上的桥梁无法正常使用。因此，需要对此道路桥梁结构进行优化设计，对其进行加固处理，以提升其安全性和耐久性。
3.2提高混凝土的质量
混凝土是路桥施工中使用较多的材料，要提高混凝土的质量，就需要提高混凝土的强度，对其水灰比进行调整。水灰比越大，其抗压强度越强，内部结构的密实度也会增加。CO2对混凝土结构造成破坏，主要是通过混凝土结构中的裂缝进入到结构内部进行的。所以，当混凝凝土结构的密实度提高时，能够有效的阻止腐蚀性墙体进入到混凝土结构内部，从而确保混凝土结构的安全性和耐久性。
3.3对结构进行抗震设计
对路桥结构进行抗震设计，能够提高结构的稳定性。比如，在结构中采用隔震支座，利用减震支座或者隔震支座，可提升梁体与墩、台连接处的结构柔性和阻尼，从而减小桥梁的地震反应，并减小墩、台所承受的水平地震力。还可通过桥墩延性减震，在对桥墩进行设计时，提高其某些部位的延性。当发生强烈地震时，这些部位会形成比较稳定的延性塑性铰，延性塑性铰则能够产生弹塑性变形，从而延长结构的周期，使地震的能量被耗散。此外，还可采用新的减震结构，即型钢混凝土结构，将型钢包裹在混凝土上，以增强混凝土结构的抗剪承载力，提升其延性，从而提升其抗震性能。此结构能够吸收、分散地震能量，还能对地震能量起到隔离作用，使桥梁结构的地震反应减小，将其变形控制在合理的弹性范围内。
3.4注重路桥疲劳损伤度设计
路桥疲劳损伤度是路桥设计中不可忽视的，设计人员必须引起重视，当路桥结构出现较为严重的疲劳损伤时，就会危害人们的财产安全和生命安全。而要避免这一情况的发生，就需要提升路桥结构设计的合理性，尤其要注重路桥关键结构部位的设计，要提升整个结构的承受力。在降低路桥结构疲劳损伤度设计时，应对其以后的使用情况进行预测，以提升路桥的承载能力，使其能够使用更久的年限。比如，对路桥通行车辆情况进行预测，对路桥周边环境对其的影响情况进行预测，对路桥周围结构的稳定性进行预测，在掌握这些情况后，设计人员才能够确定出结构的强度，对其进行加强设计，从而提高路桥结构的稳定性，降低路桥结构的疲劳损伤度。
4结束语
综上所述，路桥设计中的安全性和耐久性问题是非常重要的，在对路桥结构进行设计是，要注重对结构的安全性和耐久性设计，并重视路桥疲劳损伤度的设计，以提升路桥结构的整体稳定性。在对结构的安全性和耐久性进行优化设计时，要确定好混凝土的水灰比，提高混凝土的质量，从而确保整个路桥结构的质量。
参考文献：
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[4]李倩.探析路桥设计中的耐久性与安全性[J].科学与财富,2017 (17):230.
论文作者:王东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
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