市政路橋設計中的安全性和耐久性研究

曾國全

摘要：近些年，新聞中頻繁傳出路段塌方和橋坍塌事故，引起社會的廣泛關注，但是俗話說：隔行如隔山，外行的人們只知道這或許是工人們在施工中偷工減料，殊不知，在設計環節也很可能出現問題。國內現行規范對橋梁設計提出的要求是美觀、適用、經濟安全。如今，道路橋梁施工工藝和施工技術水平有了大幅度的提高，但是設計中考慮的強度多而耐久性少，重視結構的建造而不重視結構的維護。實際上，在目前的市政路橋設計中，對其安全性和耐久性問題，更多只是作為一種概念備受關注，不但沒有考慮適用年限的要求，而且缺乏專門的耐久設計。這些傾向在一定程度上導致了當前工程事故的頻發、結構使用性能差、使用壽命短的不良后果。

關鍵詞：安全性；耐久性；路橋設計；

中圖分類號：TU997文獻標識碼： A

前言

目前， 我國經濟高速發展， 城鎮化水平不斷提高， 大量人口涌入城市， 給城市的道路交通帶來極大的壓力。 為了緩解城市交通壓力， 便利人民群眾的出行， 除了大力發展公共交通外， 各地政府不斷加大對城市路橋建設的投入。 城市路橋施工圖設計的完善與精準是保證城市路橋建設質量的前提與關鍵， 同時也是保證城市路橋安全性與耐久性的主要因素。

一、城市路橋設計中安全性、 耐久性影響因素分析

1. 貨運車輛的車型不斷加大， 城市路橋負載過高： 隨著公路貨運的不斷發展， 高速公路實施計重收費后貨運市場中的運輸車型逐步向大型化發展， 因此車貨總重不斷提高， 當車輛通過城市路橋時對橋的壓力巨大， 是城市路橋的負載過高極易發生安全事故， 降低了城市路橋的耐久性系數。

2. 設計中忽略疲勞損傷因素： 城市路橋的荷載主要由車輛荷載和風荷載組成， 這些荷載常年作用在城市路橋上對于橋的損傷是由曉得局部微損傷， 發展為裂縫等結果性損傷， 降低了城市路橋的安全系數。 這些疲勞損傷在城市路橋設計中往往被設計人員忽略從而導致了城市路橋的安全系數和耐久系數的降低。

3. 追求建設進度， 缺乏整體規劃： 現如今的城市路橋建設中經常追求建設進度，只重視建設進度的加快提前， 進而忽略城市路橋建設中的設計、 施工的質量。 這種社會現狀導致在做城市路橋設計時片面追求設計進度， 對城市路橋設計中的安全性問題考慮不足， 同時造成城市路橋耐久性保障變得力不從心。

二、路橋設計人員對安全性與耐久性的經驗不足

設計也是一門藝術，只有在行業內長時期工作的人們才能悟透，才能看清這些撲朔迷離的現象，透過現象看本質，許多剛入行的菜鳥，理論知識雖有可能高深，但是經驗和實踐能力不足，嚴重影響設計初期的結構規劃，而設計只是一件偉大工程的最初步驟，設計得如何直接影響到成型的道路及橋梁的堅實度和承載能力。

三、市政路橋設計中安全性提高的方法

當今社會瞬息萬變，有句話說得好：計劃趕不上變化。但是萬變不離其宗，要求設計者做到兩個方面。一方面，需要設計人員用發展的眼光思索現實的各種問題。設計人員應當考慮新技術、新材料、新工藝快速發展對結構設計提出的各種新要求。這就需要設計者要時刻關注時事動態，一般來說，設計師們是走在時代的前端，能預測今年流行什么顏色，什么款式，他們需要緊密結合現代的技術發展狀況，既合理又大方，畢竟這是一件大工程。

另一方面，需要豐富的經驗和準確的判斷。首先，要求設計者對市政路橋有扎實的基本功和豐富的知識儲備；其次，要求設計者們有捕捉信息的能力，在設計時對橋梁整體結構全壽命使用過程進行全面綜合分析和計算，增強結構的使用耐久性；再次，要求設計師們具備一定的抗壓能力，一定程度上，壓力可以轉換成動力，沒有壓力，人們就沒有責任，所以應當在設計之前強調設計施工的責任和出現問題需要追究的責任問題，使設計師們在市政路橋設計中牢記要把安全性問題納入到設計圖紙和計算中。

四、市政路橋設計中耐久性提高的方法

自然界與人類社會的聯系甚密，即使路、橋工程的設計和施工質量堪稱完美也難免受自然環境的迫害，如有害化學物質的侵蝕和承受地震、車輛、風、疲勞等外來作用，同時橋梁所采用建材本身的性能也會不斷退化，從而導致結構各部分不同程度的損傷和衰退。

在國內大跨橋領域，從20世紀80年代開始，修建了大量的斜拉橋。雖然迄今為止比較少出現倒塌或嚴重損害，但如今出于安全考慮，有多座橋梁因為拉索的耐久性問題而不得不提前換索，如此改造，不僅影響了使用，給人們帶來不便，也增加了經濟成本。

因此，我們要改變人們一直以來偏重于結構計算研究方法，而對細節處理方面和總體構造缺乏關注的做法，建議設計者們充分認識結構耐久性設計與常規的結構設計的本質不同，從結構和設計角度，以設計和施工人員易接受操作方式來提高道路和橋梁耐久性并將耐久性研究從定性分析向定量分析發展。

五、城市路橋安全性與耐久性問題的對策

通過上述從城市路橋設計現狀問題分析、 城市路橋安全性影響因素分析、 城市路橋耐久性分析， 城市路橋自身特性分析四方面對城市路橋設計中安全性與耐久性的影響因素的探究， 本文從以下幾方面， 提出在城市路橋設計中提高城市路橋的安全性和改善城市路橋的耐久性的解決方案。

1. 完善設計規范， 提高設計人員水平， 改善設計思路

（1） 組織相關專家學者、 資深設計人員、 經驗豐富的施工人員、 具有多個重大項目監理工作經歷的監理工程師等專業人員對現行的城市路橋規范進行一次完整的、 徹底的修訂以適應時代發展的需求。 完善城市路橋設計總體規劃， 為城市路橋設計的總體建設奠定科學依據。

（2） 改善設計思路： 提高設計人員對于城市路橋所處環境的動態變化設計水平。 現今， 城市路橋的動態變化繁多而且情況復雜， 改善以往的靜態設計思路轉向動態設計思路就顯得必要而且緊迫。

2. 重視疲勞損傷， 提高創新水平， 提高設計標準

（1）在城市路橋設計中重視疲勞損傷： 在設計城市路橋設計時注意加入疲勞損傷因素， 充分考慮疲勞損傷的形成原因， 結合具體影響因素制定科學、 合理的涉及對策解決損傷問題。

（2）適應現代發展需要，提高理論和實踐中的創新水平： 現在城市路橋建設中大跨徑、 結構形式復雜越來越多。 為了適應時代發展需求必須提高城市路橋設計中的理論和實踐創新， 研究其內在機理， 分析其具體影響因子， 給出科學合理的解決方案。

（3）提高設計標準： 城市路橋設計標準的提高有助于城市路橋安全性和耐久性的提高和改善。 在設計城市路橋時對于要求高， 負載大的結構物要適時地提高設計標準以提高城市路橋的安全系數和耐久系數。

3. 注意結合城市路橋自身特性在城市路橋設計中要注意其所處地理位置的地質狀況， 周邊發展情況， 所通過主要車型等信息， 只有掌握了這些信息才能提高和改善城市路橋的安全性和耐久性。

結束語：

本文首先分析了影響城市路橋的安全性和耐久性影響因素， 結合城市路橋的自身特征， 探究從設計思路更新、 設計規范的修訂、 提高設計人員水平幾方面對城市路橋設計中得出提高安全性和耐久性的解決方案， 為城市路橋設計的研究提供了原則性指導建議。

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