淺析公路橋梁設(shè)計中的安全性和橋梁耐久性研究

周紅

摘 要：公路橋作為便捷出行和連接各區(qū)域經(jīng)濟交流的重要樞紐，為貨物運輸和出行提供支撐。為了保證國家交通樞紐運營的有效性，公路橋梁設(shè)計中應(yīng)注意耐久性和安全性問題及其相應(yīng)的解決方法。針對地面設(shè)計和橋梁結(jié)構(gòu)存在的問題，探討了結(jié)構(gòu)和其他可能影響安全性和耐久性的因素，為后續(xù)研究提供了更準確的施工資料。

關(guān)鍵詞：公路橋梁設(shè)計;安全性;耐久性

0 引言

隨著社會的不斷發(fā)展，我國公路橋梁建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量也在增加。此類項目雖然占用空間小，但在城市中承擔(dān)了較大的交通流量，尤其是在私家車日益普及的情況下，對路橋項目提出了更高的要求。因此，在路橋設(shè)計中，應(yīng)強調(diào)施工耐久性和安全性，必須保證其結(jié)構(gòu)的準確性、科學(xué)性和合理性，才能充分發(fā)揮路橋工程的功能，滿足人們的出行需求，為人們提供出行保障。

1 公路橋梁設(shè)計中安全性和耐久性存在的問題

1.1 預(yù)應(yīng)力損失

管壁與預(yù)應(yīng)力筋之間存在摩擦，支座之間會產(chǎn)生應(yīng)力松弛，在溫差作用下可能導(dǎo)致應(yīng)力損失。設(shè)計過程中使用的鋼筋和錨具會在溫度和外界條件的作用下發(fā)生變形和壓縮。公路橋梁需要使用大量的混凝土，混凝土具有彈性壓縮的特性，在收縮過程中會發(fā)生變形。在設(shè)計過程中，應(yīng)加強計算工作，結(jié)合外部施工的具體狀態(tài)，準確測量張拉順序，根據(jù)不同的施工要求，選擇張拉方法控制相應(yīng)結(jié)構(gòu)之間的張拉作用，并考慮溫度與其他結(jié)構(gòu)相互作用對受力鋼筋混凝土和其他結(jié)構(gòu)的具體影響，避免安全隱患。

1.2 截面抗裂性差

在受彎構(gòu)件的影響下，預(yù)應(yīng)力混凝土是在全部或部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件受到不同等級地震特性的影響下使用的。由于短期效應(yīng)的共同作用，混凝土構(gòu)件出現(xiàn)正截面拉應(yīng)力，部分預(yù)應(yīng)力超過極限應(yīng)力值。在實際設(shè)計過程中，橋梁跨度大，整個結(jié)構(gòu)的重力高，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性的要求設(shè)計和實施全應(yīng)力施工。

1.3 先進技術(shù)的使用和管理不足

如今，隨著社會的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷更新。然而，目前公路橋梁的設(shè)計和施工缺乏先進科學(xué)、技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用，在實際階段仍然存在傳統(tǒng)的保守思想。同時，設(shè)計階段監(jiān)督管理不夠嚴格，容易導(dǎo)致工作疏忽和設(shè)計風(fēng)險，后期施工設(shè)計階段可能出現(xiàn)矛盾，最終影響安全性和耐久性。此外，先進技術(shù)的引進缺乏專業(yè)人才的支持。面對先進的技術(shù)，我們選擇培養(yǎng)原始員工。但是，原始員工在設(shè)備或技術(shù)的應(yīng)用上有時過于片面，無法深刻理解和掌握設(shè)備和技術(shù)的原理。所以在使用中很可能會出現(xiàn)一些無意識的問題。當(dāng)設(shè)備難以操作或莫名其妙停機時，問題的根源就找不到了。事實上，如果內(nèi)部存在隱患，很有可能在后期出現(xiàn)重大問題時直接報廢設(shè)備，從而影響公路橋梁施工的安全性和耐久性。

2 提升公路橋梁設(shè)計安全性和耐久性的方法

2.1 重視安全性和耐久性研究

目前，一些公路橋梁設(shè)計單位在設(shè)計橋梁時，更注重公路橋梁的外部美觀，堅持節(jié)約施工成本的理念，而不注重安全性和耐久性，忽視了公路橋梁在后續(xù)使用過程中的安全問題。在后續(xù)的設(shè)計過程中，相關(guān)人員要轉(zhuǎn)變設(shè)計思路，堅持質(zhì)量第一的原則。充分考慮公路橋梁承載能力中包含的承載極限，考慮可能影響公路橋梁使用質(zhì)量和水平的其他因素，明確各項參數(shù)和指標(biāo)，配合后續(xù)施工階段的具體工序和工序，實施嚴格的質(zhì)量監(jiān)控和管理措施，延長公路橋梁的使用壽命。

2.2 引進先進技術(shù)和相應(yīng)的人才

經(jīng)濟增長和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展為國家發(fā)展和工程建設(shè)創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)條件，因此可以通過引進先進的科學(xué)技術(shù)和設(shè)備來提高公路橋梁設(shè)計的安全性和耐久性。同時要引進先進的技術(shù)人才，保證技術(shù)的綜合應(yīng)用和設(shè)備的積極作用，注意學(xué)習(xí)國內(nèi)外成功的施工案例，并加以借鑒。技術(shù)和設(shè)備的更新必須及時，硬件和軟件的改進可以保證設(shè)計中安全性和耐久性的提高和維護。不斷引進先進的硬件和機械設(shè)備，更新相關(guān)的技術(shù)和軟件，軟硬件的雙向推進可以促進施工技術(shù)的高效應(yīng)用。同時，技術(shù)人員專業(yè)技能和專業(yè)素質(zhì)的提高是保證工作質(zhì)量和效率的關(guān)鍵。與人力和智力同步，可以有效保證施工的高質(zhì)量，穩(wěn)步提高公路橋梁的安全性和耐久性。

2.3 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

在橋梁的抗震設(shè)計中，可以通過創(chuàng)建有限元模型來檢查地震模型橫截面的最薄弱部分。在應(yīng)用過程中，利用SAP 2000有限元分析軟件構(gòu)建幾何模型，輸入橋梁材料特性、截面特性、單元特性、工程過程和反應(yīng)譜。橋梁設(shè)計中的地震響應(yīng)和滯回曲線通過動力特性分析、時程分析和反應(yīng)譜分析的計算模式輸出。根據(jù)抗震要求，對橋梁結(jié)構(gòu)進行計算，對其他部分進行抗震分析，確保滿足抗震要求。通過這種方法，可以改善建筑物的抗震特性，改變結(jié)構(gòu)的自振周期，從而避免地震后的共振，利用標(biāo)準扭轉(zhuǎn)尺寸和螺旋整體穩(wěn)定性的抗震結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計橋梁的抗震結(jié)構(gòu)。

2.4 抗疲勞損傷設(shè)計

路橋施工后，要吸收的動荷載過大，必然導(dǎo)致疲勞破壞。目前橋梁工程大多采用混凝土、鋼材等材料，連續(xù)性不規(guī)則，容易出現(xiàn)裂縫。如果項目未能及時處理和測試，其安全性將受到影響。因此，本工程要求設(shè)計人員仔細計算和驗證工程的疲勞參數(shù)，模擬混凝土在多個方向的抗壓和抗侵蝕能力，調(diào)查多角度試驗得到的混凝土質(zhì)量比，通過沖擊試驗確定常溫下鋼材的脆性。因此，為了保證橋梁的安全，選擇低系數(shù)、低韌性的材料為結(jié)構(gòu)安全提供支撐。在選材上，選用高性能鋼材，其結(jié)構(gòu)具有良好的耐腐蝕性和焊接性。環(huán)氧樹脂用于涂覆鋼筋和鋼絞線，以避免鋼筋腐蝕;混凝土選用高性能混凝土，路面選用環(huán)氧瀝青混凝土，以提高本工程路面的耐磨性、強度和密實度。在此過程中，應(yīng)嚴格按照國家標(biāo)準進行設(shè)計，以避免成本控制與設(shè)計要求不一致。

2.5 增加混凝土保護層

保護層作為保護混凝土與鋼筋粘結(jié)強度的屏障，還可以保護鋼筋免受腐蝕，防止有害介質(zhì)侵入內(nèi)部。從研究中可以看出，氯離子向鋼筋表面擴散的時間與保護層厚度成正比，二氧化碳的擴散速度也與保護層厚度密切相關(guān)。一般保護層越厚，鋼材表面的無腐蝕時間越長，可以降低鋼筋的腐蝕速率，提高耐久性。因此，工程中可以適當(dāng)增加混凝土保護層的厚度，以提高其結(jié)構(gòu)耐久性。本工程選材采用高性能混凝土，路面采用環(huán)氧瀝青混凝土，以增強其密實性和耐磨性。

2.6 重點控制公路橋梁超載

第一，公路橋繼續(xù)使用超過使用年限;二是交通量超過設(shè)計要求;第三，駕駛車輛的自重嚴重違章?；谏鲜鋈N情況，要求相關(guān)部門和車輛管理單位共同努力，注意防止超載造成的結(jié)構(gòu)損壞，定期檢查公路橋梁內(nèi)部損壞情況，提供相應(yīng)的修復(fù)方法，減少公路橋梁損壞的影響，通過對周圍影響因素的管理和控制，充分回收和檢測橋梁外部有裂縫的材料，及時處理和修復(fù)橋梁損壞部位，確保公路橋梁的安全和耐久性。

3 結(jié)束語

總之，安全性和耐久性是公路橋梁設(shè)計的重中之重，必須嚴格規(guī)范和限制，以先進技術(shù)和設(shè)備的引進為支撐，在設(shè)計和施工的各個方面充分考慮，以確保公路橋梁的整體安全性和耐久性得到提高，從而保證公路橋梁的高質(zhì)量施工水平?！跋敫幌刃蘼贰?，只要保證連接富國和強國的公路橋梁暢通，就能有效保證人民生活質(zhì)量，提高國家綜合實力。

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