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路桥设计中的安全性和耐久性分析

徐希文
  
安家(建筑与工程)
2022年25期
郯城县交通运输事业服务中心 山东省 临沂市 276100

摘要:国家大力推动基础设施建设背景下,公路桥梁工程建设力度进一步增加,无论是资金投入力度还是优惠政策的颁布,均为公路桥梁建设事业良性发展创造了有利环境。公路桥梁工程质量高低关乎人们交通出行安全以及经济发展,为了打造高质量的公路桥梁工程,应做好公路桥梁工程总体设计工作,编制合理设计方案。但由于公路桥梁设计属于系统工作范畴,其中需要考虑的因素多样,包括设计规范、设计人员、施工现场情况、技术和工艺等因素,任何一个因素考虑不全面,就会产生连锁反应,对工程整体质量带来不良影响。鉴于此,新时期加强公路桥梁设计的耐久性和安全性内容分析,便于积累经验,指导后续工程设计工作开展。

关键词:耐久性;安全性;公路桥梁;工程设计

引言:为了打造符合社会主义现代化建设要求的公路桥梁工程,一个关键点是做好公路桥梁工程总体设计工作,编制合理设计方案。由于目前我国的桥梁类型多样,很多桥梁开始朝着大跨径方向发展,相应的对工程耐久性与安全性提出了新的要求,需要设计人员充分结合实地勘察数据信息,充分重视设计中的耐久性和安全性要求,便于从公路桥梁整体结构、材料和工艺多个角度着手优化,打造高质量的公路桥梁工程。通过对公路桥梁设计中耐久性和安全性内容展开分析,依托于公路桥梁工程整体特性前提下,引入新理念、新技术和新工艺,便于最大程度地提升公路桥梁施工质量。

1市政路桥设计中安全性和耐久性的重要性

在市政路桥设计中,安全性和耐久性是两个非常重要的指标,直接关系到后续路桥的使用质量和使用期限。市政路桥作为城市中一种基础交通设施,安全性指标对当地经济发展以及交通安全具有积极意义,有利于保障车辆行驶安全,最大限度避免安全隐患,所以在市政路桥设计中注重安全性是必要的。耐久性关系到市政路桥使用的经济性,在路桥使用过程中如果耐久度不够,则会引发路桥坍塌,严重威胁车辆行驶的安全,相关市政部门需要进一步采取加固措施进行维护,因而会加大对市政路桥的建设投入,造成大量的资金浪费。所以在市政路桥设计中体现耐久性,有利于节省路桥维修养护成本,提高市政路桥建设的经济效益和社会效益。

2路桥设计中安全性和耐久性差的原因

2.1施工管理水平低

我国基础设施建设中占比最大的是路桥工程,其是我国经济发展中的核心组成部分。在路桥工程施工的过程中,必须严格按照施工规范操作,如果在施工过程中有一个或者几个环节未遵守施工规范,会给路桥工程后续使用的耐久性和安全性造成影响。在我国路桥工程建设中,中坚力量为农民工,他们的操作技能较差,自身素质较低,加之缺少完善的过程管理制度,使得整个工程的管理水平普遍不高,严重影响路桥工程后续使用的耐久性和安全性。

2.2缺少完善的设计理论和结构构造体系

在科学技术不断发展的过程中,设计人员要有长远的发展眼光,不能只局限于现行的技术力量和社会环境中,应放眼全球,借鉴西方国家先进的生产技术和成功经验,引进新材料和新技术,推动我国路桥工程建设朝着更加先进的方向发展。超强的专业知识加之自身多年积累的丰富经验,提升路桥工程设计方案的可行性和合理性,使桥梁的耐久性和安全性满足标准。大多数路桥工程在设计过程中基本上能够满足规范标准,但是在投入使用一段时间以后,其耐久性和安全性问题就会暴露出来,给整体结构造成了致命的损伤。

2.3忽视安全性、耐久性设计

实施工程的重要依据之一是工程设计方案的编制,施工各个环节需按照方案中所设计的内容执行,如果设计方案本身存在问题,忽视了安全性与耐久性的考虑,必然会将其潜在影响延伸到工程施工中,最终将潜在危害体现到路桥质量问题上,甚至引起坍塌、损毁等严重后果。有些设计人员在设计阶段缺乏对工程整体的考察和规划,致使设计方案中缺乏工程安全性、耐久性的相关设计措施。例如,有些大桥在遭受撞击之后出现大面积的损毁,甚至不能继续使用,这种情况往往与路桥工程的结构设计不科学存在很大关系,导致工程损毁、经济损失以及人员伤亡等严重后果。

3公路桥梁耐久性和安全性问题的设计方法

3.1上部结构设计

公路桥梁上部结构设计,要求设计人员在充分实地勘察结果基础上,进一步分析桥梁整体结构受力与技术可行性等因素优化设计。一些地形平缓区域的中小型公路桥梁工程,选择筒支空心板结构,跨度小、操作便捷,在保证桥梁功能的同时,减少总体施工成本。但是此种方式不适合山区建设环境,跨径无法满足施工要求。对于此类情况,可以选择预制T梁结构,设计中适当增加跨径,便于预制T梁结构优势,优化工程结构同时,减少总体成本支出。另外,T梁属于曲线梁,结构受力平衡性与抗扭能力有所不足,可能对下部结构稳定性产生不良影响。所以,小弯矩曲线桥工程适合采用直梁结构,在可控范围内适当地调整翼缘板宽度,曲面桥平面线形得到优化改进同时,显著改善T梁桥弯矩不足的问题。

3.2下部结构设计

下部结构设计至关重要,其功能在于支撑,这就需要做好桥墩选型设计,结合区域施工地质条件和上部结构特点综合考量。双薄壁墩和柱式墩是较为常见的桥墩,其中柱式墩施工期间操作便捷,并且整体的外观美感良好。在具体设计中为了保证桥墩稳定性,可以通过增加横截面,钢管外包以及碳纤维材料加固等方式进行加固处理。如果钢管外包加固可以选择椭圆形钢管,碳纤维材料加固就要结合施工环境合理安排工序,加强施工过程控制。增加墩底接触面积方式也可以起到加固处理作用,促使桥墩整体支撑力大大提升,尽可能规避桥梁结构变形。

3.3加强工程隔震设计

工程隔震设计,主要是将隔震装置设置在各结构之间,可以增加结构整体阻尼,减少能量输出的装置,可以起到提升工程结构稳定性的作用。受行车荷载和地质环境因素影响,会导致桥梁结构稳定性受到不良影响,这就需要做好工程结构的隔震设计,按照特定公式来计算等效刚度和等效阻尼等隔震装置性能。另外,桥梁附属结构的设计需要保持高度重视,类型多样,如限位装置、伸缩缝等,通过时程分析法进行分析,细部构造对附属结构整体性能影响较大,应在设计时注重附属结构细部优化,提升设计合理性。

3.4合理选择和配置施工材料

公路桥梁工程建设规模大,需要大量的混凝土材料,混凝土施工质量一定程度上决定了工程总体性能。所以,应加强混凝土配合比设计,选择高质量的原材料,严格控制水泥、添加剂和水等各种材料用量。施工前进行工艺性试验,分析实际结构和设计标准的差异,基于实际情况适当地优化调整,确定最佳配合比设计。混凝土耐久性设计,保护钢筋,避免钢筋与氧气充分接触发生大面积锈蚀;做好混凝土养护和支模工作,避免混凝土出现裂缝或表面受损。另外,为了确保设计工作高质量进行,还要建立相较于完善的路桥设计体系,积极吸收和借鉴西方发达国家路桥设计体系建立经验,契合我国公路桥梁工程建设实际情况形成更具特色的设计体系,为公路桥梁工程的耐久性和安全性提供坚实保障。

结语:总而言之,在公路桥梁设计中,需要设计人员重点考虑耐久性和安全性因素,积极吸收和借鉴先进设计理念,在充分进行实地勘察结果的基础上优化设计,有侧重性地把控耐久性和安全性设计内容,提升设计合理性,为后续工程建设质量提供支持和保障。

参考文献

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