淺析市政路橋中安全性與耐久性的設(shè)計(jì)

查品才

摘要：隨著改革開放和我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市市政路橋的新建和改建任務(wù)變得繁重。進(jìn)入新世紀(jì)后，事故不斷增加，市政路橋的安全性和耐久性也被人們高度重視。本文就市政路橋的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀、路橋設(shè)計(jì)的安全性以及耐久性差的原因進(jìn)行了分析、探討，并提出了解決方案。

關(guān)鍵詞：市政路橋設(shè)計(jì)；安全性；耐久性；

目前，我國現(xiàn)階段的道路橋梁，特別是城市路橋的建設(shè)、發(fā)展都空前繁榮。從我國的城市建設(shè)近況來看，城市路橋設(shè)計(jì)中能夠保障橋梁的安全性、實(shí)用性以及耐久性的各項(xiàng)工程任務(wù)仍舊很繁重。筆者從市政路橋設(shè)計(jì)的四個(gè)方面出發(fā)，即設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不盡完善、忽略研究路橋疲勞損傷情況、盲目追求市政路橋施工進(jìn)度、忽略路橋超載問題和缺少正常的檢測和維護(hù)，深入分析了市政路橋的建設(shè)問題。

一、市政路橋設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

目前，在市政路橋的新建、改建以及加固維修的各項(xiàng)工程設(shè)計(jì)中，多數(shù)設(shè)計(jì)者只是簡單的在規(guī)范上滿足了路橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度安全性的要求，而忽略了路橋建設(shè)中的現(xiàn)實(shí)方面用于加強(qiáng)、保證結(jié)構(gòu)安全性的要求。比如，在結(jié)構(gòu)材料、施工過程中常出現(xiàn)人為的錯(cuò)誤。有的計(jì)算受力路線不明確，使得局部受力過大；有的混凝土強(qiáng)度不夠、鋼筋過細(xì)、截面過薄、保護(hù)層厚度太小等等，這些都降低了結(jié)構(gòu)的耐久性，嚴(yán)重影響了其安全性。部分路橋雖然滿足了設(shè)計(jì)規(guī)范的強(qiáng)度要求，但是僅僅使用了5～10 年就因耐久性問題而影響了結(jié)構(gòu)的整體安全。結(jié)構(gòu)的耐久性不足已經(jīng)成為了一個(gè)最為現(xiàn)實(shí)的安全問題，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從材料和構(gòu)造等方面采取措施，從而加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性。

一份規(guī)范不可能包含設(shè)計(jì)人員需要解決的全部問題，更不可能滿足信息化時(shí)代下新技術(shù)、新材料的要求。由于使用環(huán)境、使用條件、設(shè)計(jì)對(duì)象的不同，從而對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的構(gòu)造和布局的部分要求也不盡相同。因此，安全、耐久的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但需要滿足規(guī)范上的要求，而且還需要設(shè)計(jì)者能結(jié)合自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)際出發(fā)，提出更佳安全適用的設(shè)計(jì)。

二、路橋安全性、耐久性差的原因

1. 設(shè)計(jì)理論、結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不盡完善設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以及施工階段的不足都會(huì)影響到路橋的安全性和耐久性的缺失，下面從路橋的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行分析研究。設(shè)計(jì)階段對(duì)路橋質(zhì)量有很大影響，它對(duì)施工整體進(jìn)行布局，用于控制整個(gè)工程的施工過程。施工中所使用的材料都需符合規(guī)范所規(guī)定的要求，應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)選購材料。對(duì)于路橋工程中的各個(gè)構(gòu)件，不僅應(yīng)滿足構(gòu)件自身?xiàng)l件，還應(yīng)滿足其在整體路橋結(jié)構(gòu)中的性能指標(biāo)。

題。設(shè)計(jì)人員只有有了專業(yè)知識(shí)、先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念以及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)才可以設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的路橋方案，才可以保障路橋的安全適用性和耐久性。延長路橋適用壽命，提高使用質(zhì)量。

2. 忽略研究路橋疲勞損傷情況

進(jìn)入21世紀(jì)，人們漸漸的意識(shí)到疲勞損傷同樣對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)有著重大影響，我們不應(yīng)忽視，于是設(shè)計(jì)人員開始著手研究混凝土結(jié)構(gòu)的疲勞損傷并取得了初步的研究成果。路橋使用的材料不是連續(xù)、均勻的，因而在結(jié)構(gòu)內(nèi)部肯定存在著眾多肉眼觀察不到的缺陷。在動(dòng)荷載的作用下，這些微小的缺陷會(huì)因不堪重負(fù)而不斷嚴(yán)重，漸漸的會(huì)形成疲勞損失，隨著時(shí)間的推移也會(huì)出現(xiàn)明顯的裂紋。若對(duì)這些明顯裂紋不重視、不采取必要措施的話，隨著時(shí)間推移必會(huì)引起路橋結(jié)構(gòu)斷裂。但這些微觀裂紋平時(shí)不易被檢測出來，人們也就因不易察覺而忽視其影響，這必然會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的后果。

3. 盲目追求市政路橋施工進(jìn)度

市政路橋設(shè)計(jì)對(duì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的要求一般較嚴(yán)格，若僅僅盲目追求市政路橋的施工進(jìn)度，肯定不能保證路橋質(zhì)量的安全性和耐久性。甚至一些路橋施工隊(duì)伍會(huì)在澆筑混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)添加催化劑、忽視混凝土養(yǎng)護(hù)，這些都會(huì)削弱路橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、承載力以及降低混凝土的抗?jié)B性。

4. 忽略路橋超載問題，缺少正常的檢測和維護(hù)

汽車超載情況主要有三類：前期修建的老路橋超齡運(yùn)營；路橋的通行車流量超出原來的設(shè)計(jì)量；車輛違規(guī)超載。引起前兩種情況的主要原因是設(shè)計(jì)荷載量的變化以及交通量的增加，第三種情況是司機(jī)違規(guī)超載運(yùn)營，后一種情況在我國的道路運(yùn)輸中很普遍。

路橋超載一方面會(huì)引起疲勞問題。超載會(huì)增大路橋的疲勞應(yīng)力幅度，出現(xiàn)一些因超載導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面由于超載導(dǎo)致的路橋的內(nèi)部損傷是無法恢復(fù)的，這些必然引起路橋的結(jié)構(gòu)開裂，嚴(yán)重危害路橋的安全性、耐久性。

我們只有正確使用、正常檢測并定期維護(hù)路橋，才可保障路橋結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施工程如市政路橋應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)壽命經(jīng)濟(jì)分析、評(píng)價(jià)，適當(dāng)加大初期的投資經(jīng)費(fèi)，強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的耐久性，這才是最經(jīng)濟(jì)、最有效的途徑。

三、改進(jìn)和努力的方向

1. 重視結(jié)構(gòu)的耐久性問題

對(duì)路橋來講，耐久性也就是使用壽命，路橋使用壽命的長短關(guān)乎到經(jīng)濟(jì)性問題。在路橋的施工過程中，施工工藝、施工使用的材料質(zhì)量問題都會(huì)影響到路橋的耐久性，縮短使用壽命。經(jīng)大量的事實(shí)表明，施工、材料以及設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)都會(huì)影響到路橋結(jié)構(gòu)的耐久性。

長久以來，多數(shù)設(shè)計(jì)者對(duì)路橋的設(shè)計(jì)只是注重整體結(jié)構(gòu)而忽視細(xì)節(jié)，而且并沒有考慮到路橋的后期使用、維護(hù)。在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)全面考慮，不僅要強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工期的安全性、耐久性以及整體牢固性，還要考慮路橋投入使用階段的檢測、維護(hù)技術(shù)。

2. 重視疲勞損傷的問題

路橋結(jié)構(gòu)所承受的動(dòng)荷載一般指的是車輛荷載以及風(fēng)荷載，在結(jié)構(gòu)內(nèi)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，從而引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)和結(jié)構(gòu)的疲勞損傷。早起疲勞損傷不易察覺，但會(huì)引起災(zāi)難性的后果。對(duì)疲勞損傷的研究不只是整個(gè)結(jié)構(gòu)，事實(shí)上，路橋結(jié)構(gòu)常由于一些關(guān)鍵部位的部分疲勞失效導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)失效。

3. 重視材料工藝設(shè)計(jì)

我國路橋設(shè)計(jì)存在的問題主要是結(jié)構(gòu)正常使用的性能差（即與設(shè)計(jì)初期相比，可總結(jié)為適用性較差，例如橋梁振動(dòng)過大、接頭跳車、結(jié)構(gòu)開裂等）、安全性和耐久性差（即壽命短、維護(hù)費(fèi)高、安全事故頻發(fā)等）。這些問題與目前我國施工質(zhì)量以及管理水平低有關(guān)。由于這些問題并不能在短時(shí)間內(nèi)得到解決，工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)正視這一問題?？紤]的因素包括施工管理的水平、材料工藝，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)方法和安全度保證路橋的使用性能，這才是主動(dòng)、有效的方法。

四、結(jié)語

本文簡單分析了市政路橋的安全性和耐久性差的主要原因。耐久性的預(yù)測不可能十分精確，結(jié)構(gòu)的使用壽命預(yù)測也只是個(gè)估值。由于影響耐久性的因素很多，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在工程實(shí)踐中不斷總結(jié)，吸取教訓(xùn)，認(rèn)真進(jìn)行結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計(jì)。市政路橋安全性和耐久性的不足已經(jīng)成為亟需解決的問題，我們應(yīng)積極借鑒國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)施工質(zhì)量管理，強(qiáng)化設(shè)計(jì)理念。同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)疲勞、超載對(duì)路橋結(jié)構(gòu)耐久性的研究，從而提高路橋的安全性和耐久性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐朋，淺談高速公路橋梁設(shè)計(jì)[J]. 四川建材，2008（03）

[2] 尹志強(qiáng)，橋梁工程設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問題[J].交通世界，2009（09）

[3] 路曉東，市政路橋設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性[J].交通世界，2010（05）

[4] 郝超，賈冬玲，柳世強(qiáng)，后張預(yù)應(yīng)力混凝土橋的安全評(píng)估[J].國外橋梁，2012（02）