公路桥梁设计中的安全性和耐久性设计研究

简析公路桥梁设计中的安全性和耐久性

1.桥梁设计安全的构成

桥梁的安全性和耐久性是桥梁设计者永远追求不变的宗旨。所谓安全性是指结构防止破坏倒塌的能力，主要体现在结构构件承载能力和结构的整体牢固性上。耐久性是指结构抵抗外界环境、有害化学物质侵蚀的能力。

1.1桥梁结构的安全性

桥梁结构的安全性主要体现在结构的整体牢固性和构建的承载能力两个方面[1]：

1）桥梁结构的整体牢固性是指结构不应出现与其原因不相称的破坏后果，即在桥梁结构出现局部破坏的情况下，避免发生大范围连续破坏倒塌的

能力。结构安全性良好的桥梁，依靠结构具有的优良的延性和必要的冗余度，在对付地震、爆炸等灾害或因人为差错导致的灾难方面，能够发挥较大作用，有效减轻灾害损失。

2）桥梁结构构件承载能力是指桥梁结构具有的承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用的能力。负荷超载，是对桥梁结构构件承载能力的最大威胁，主要体现在以下两方面：①时间的超负荷或超载，会使桥梁应力幅度加大、损伤加剧，甚至会导致结构破坏事故；② 由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性。

1.2桥梁结构的耐久性

在桥梁结构的设计与施工规范中，人们往往把重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少，实际上这样做存在很大的弊端。

2.我国公路桥梁工程的安全性

和耐久性现状

2.1 桥梁安全事故举例 近年来，桥梁垮塌事故时有发生，造成了巨大的人民生命财产损失和恶劣的社会影响。一座桥梁倒塌，可能是“偶然”，九天之内四座桥梁垮塌和一座倾斜，一定有必然的因素。2011年7月11日至7月19日，我国九天之内五座桥梁垮塌或倾斜，本该百年寿命的大桥频现“短命”，令人触目惊心。7月11日，建于1997年的江苏盐城境内榆河桥倒塌； 7 月12日，武汉黄陂一高架桥被发现引桥严重开裂，桥体开裂发生时，此桥还没正式通车；7月14日，建成不到十二天，造价逾千万的当地标志性工程武夷山公馆大桥倒塌； 7月15日，通车仅14天的杭州钱江三桥引桥桥面塌落； 7月19日，重达160t的严重超载货车，通过北京市宝山寺白河桥时，造成桥梁坍塌。

绿色交通　Ｌ０Ｗ　ＣＡＲＢ０Ｎ　ＷｏＲＬＤ　２０１６，ｉ２　

公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性研究　

张　宁（甘肃科地工程咨询有限责任公司，甘肃兰州７３００２１）　

【摘要】目前为止，我国的经济正在高速的发展，因此，我们对运输业的要求越来越高。特别是公路和桥梁的设计方面，已经取得了重大的成　就，入门越来越重视公路桥梁的安全性和耐久性，虽然我国已经取得重大的进步，但是公路桥梁的安全性和耐久性还是存在着一定的问题。笔　

者经过深入的分析，提出以下的一些观点。　

【关键词】公路桥梁设计；安全性；耐久性　

【中图分类号】Ｕ４４２．５　【文献标识码】Ａ　【文章编号】２０９５—２０６６（２０１６）３６—０２５０—０２　

我国的经济正在高速发展的阶段．对运输业的要求十分　

的高，老话说得好，要想富先修路，因此，为了经济的高速的发　

展，最主要的就是搞好运输业。但是．从我国的基本情况来看，　

一些桥梁的设计中的安全性和耐久性存在着很大的问题。没　

有提出具体的使用公路桥梁的年限．这就是导致我国公路桥　梁安全性和耐久性出现问题的主要原因。　１我国公路桥梁安全性和耐久性的现状　

目前为止．我国的公路桥梁的安全性和耐久性越来越被　重视　那么什么是桥梁设计的安全性和耐久性呢？一般说的桥　梁设计的安全性就是桥梁在使用的过程中的安全可靠的性　

能。耐久性就是桥梁公路设计中使用的寿命。当前。在我国桥　梁设计的过程中。对桥梁的强度考虑的是很周全的，但是对使　

用的时间考虑欠妥，这就使公路桥梁的使用寿命受到了影响，　从而导致安全事故的发生。所以，在设计桥梁时，最应该注意　

的就是要严格遵守标准．在桥梁设计的时候要把桥最大的承　

重量考虑进来，在使用的时候，也要把最高的承重量表现出　来，以防出现超载的情况。同时，目前，我国的桥梁设计中缺少　

监督的情况。重视度不够高，这就是桥梁出现问题的主要原因。　２我国公路桥梁设计中安全性和耐久性存在　

的主要问题　

２．１公路桥梁的设计理论与桥梁构造体系不完善　

1引言

随着我国经济的快速发展，人们对交通运输业提出了更

高的要求，尤其是在公路桥梁的设计方面，对公路桥梁的安全

性和耐久性越来越重视。所谓公路桥梁的耐久性，就是指公路

桥梁抵抗风化、摩擦、腐蚀的能力，而公路桥梁的安全性指的

是其在投入使用之后的可靠性能。由于公路桥梁在投入使用

之后，会受到各种不同因素的影响，想要保证其安全性和耐久

性，就必须从公路桥梁的设计入手。可见，探讨公路桥梁设计

的安全性和耐久性问题，具有重要的现实意义。

2我国公路桥梁工程安全性和耐久性的现状

当前，我国在公路桥梁设计的过程中，虽然对公路桥梁的

强度考虑比较周全，但是公路桥梁的耐久性却经常被忽视，这

在很大程度上影响了公路桥梁的使用寿命，同时也成为安全

事故发生的主要原因。据不完全统计，我国在2007—2012年

之间，因为桥梁安全性和耐久性比较差，造成的桥梁坍塌事故

将近40起，在这些事故当中不幸遇难的约有182人。也就是

说，这种桥梁坍塌夺命事件平均2个月就会发生1次，频率如此之高，已经引起人们的广泛关注。因此，在设计公路桥梁的

时候，必须严格遵循相关标准，包括施工材料、施工方式、施工

流程、验收流程等，同时，在公路桥梁设计的过程中，需要将其

强度极限考虑在内，而在其投入使用之后，需要将其极限强度

标示出来，避免超载现象发生。此外，相关部门也应该增强对

公路桥梁设计的重视程度，从多个方面进行监督管理，并且要

加强对公路桥梁的维修养护力度，确保公路桥梁在其寿命周

期内的安全性。

3我国公路桥梁设计中的安全性和耐久性问题

3.1设计理论和公路桥梁构造体系不够完善

在我国，公路桥梁的构造方面尚没有建立完善的体系，而

且公路桥梁的设计理论也不健全，造成很多公路桥梁的设计

者在设计公路桥的结构时，过分强调公路桥梁的强度，而忽视

了其耐久性问题，促使公路桥梁在强度和耐久性方面没有达

到一定的均衡点。公路桥梁设计中存在的这种问题，不仅降低

了公路桥梁的整体设计水平，而且由于设计中缺少严格的安

公路桥梁设计的安全性和耐久性研究

摘要：公路桥梁工程是国家发展的重点工程项目之一,其设计与建设有利于实现国民经济的可持续发展,推动交通事业的健康发展。本文主要对公路桥梁设计的安全性和耐久性相关问题进行了简要分析。

关键词：公路桥梁；安全性；耐久性

引言

近年来，我国的交通基础设施建设得到了迅猛发展，公路桥梁建设工程作为交通设施的一个重要组成部分也得到了空前的快速发展。公路桥梁的健康运营情况和安全耐久性问题也越来越受到人们的关注和重视。

一、我国路桥工程设计中的安全性与耐久性分析

近年来,虽然桥梁工程的建设规模不断扩大,但是随之而来的安全事故也越来越多,威胁到了人们的生命财产安全,造成巨大的损失,例如坍塌事故等。通过相关调查显示,桥梁工程之所以在施工以及使用过程中出现坍塌现象,主要是由于桥梁设计不合理或者施工中没有严格按照规定要求施工而导致的。其中主要体现在以下几个方面:首先,在对桥梁工程设计过程中,由于设计者态度不端正,没有将所有因素进行综合考虑,在实际计算过程中出现数据错误等,这些都对桥梁工程的设计以及后期施工产生严重的影响,缩短了桥梁工程的使用寿命,甚至出现坍塌事故,威胁到人们的生命财产安全；其次,在桥梁工程实际施工过程中,部分施工单位为了获取更多经济利益而选用劣质、低价的施工材料,这就导致工程在施工中出现各种质量问题,影响到路桥工程使用功能的正常发挥。目前,随着路桥工程安全事故的多发,桥梁结构的设计受到了人们的高度重视,其中安全性与耐久性已成为设计者设计过程中不容忽视的两个部分。

二、影响桥梁设计中安全性和耐久性的因素

1、预应力损失

引起预应力损失的因素主要有:（1）预应力钢筋与管道壁之间的摩擦；（2）锚具变形、钢筋回缩和接缝压缩；（3）预应力钢筋与台座之间的温差；（4）混凝土的弹性压缩；（5）预应力钢筋的应力松弛；（6）混凝土的收缩徐变；计算过程中，必须根据实际施工情况，合理确定预应力钢筋的分批张拉次序，对于时间间隔较大的批次，需要在不同的施工阶段进行张拉，并对施工阶段时间长度给予控制，充分考虑施工阶段温度变化对预应力钢筋的影响，以确保设计与实际施工尽量相符，避免不必要的安全隐患。