李鑫 冯小童

摘要：随着我国经济和科技的快速发展，公路桥梁作为基础交通设施的重要组成部分，其发展势头也非常迅猛。因此，公路桥梁的设计、建造和施工一直以来都是该领域关注的重点。其中公路桥梁设计的安全性和桥梁的耐久性更是检测公路桥梁建设好坏的重要指标。但是很多因素的影响导致安全性和耐久性的问题大部分仍然停留在表面理论性的研究，这使得我国公路桥梁在安全性和長久使用的耐损性方面仍然存在不足。本研究基于公路桥梁设计中出现的安全性和耐久性问题进行分析，并探讨了相对应的措施。

关键词：公路桥梁;安全性;耐久性

引言：

20世纪以来，我国公路桥梁建设工程进入快速发展阶段，各类型的公路桥梁工程建设规模不断扩大。但是随着建设工程的不断开展，我国公路桥梁建设中的问题也逐渐暴露。特别是一些公路桥梁工程不断出现改建、加固和维修的状况，进一步说明了我国公路桥梁设计在安全性和耐久性方面存在问题。这些问题影响着人们的日常出行和生命安全。为了提高我国公路桥梁设计的整体水平，减少桥梁安全问题和耐久性问题，需要在设计过程中加以重视，采取有效的措施解决可能会出现的问题，从而保障我国公路桥梁工程的质量。

一、公路桥梁设计的安全性和耐久性问题分析

（一）设计问题

目前的桥梁设计现状为重视理论，忽略实际。一些公路桥梁设计规划人员在设计图纸时过度注重桥梁静态结构的设计，各种设计理论体系都是围绕如何设计出更为经济合理的桥梁结构。缺乏对公路桥梁的结构配件、工程材料、桥梁结构的受力特点等方面的全面分析和设计。

另一方面，我国桥梁工程处于快速发展阶段，桥梁设计流程、技术工艺都在不断进步，但是受到传统设计理念的影响，我国桥梁设计师对于各类新型的设计思路的接受程度不高，在桥梁安全性和耐久性方面的理解和重视程度仍不足，造成了桥梁建设工程存在缺陷。例如，有的桥梁在进行结构设计时，有的设计师虽然考虑到安全性问题，但是仅是一味地将安全系数调整到最大值，并没有思考结构材料、结构体系和施工过程可能出现的未知因素是否能够承受安全系数最大层级的设计，导致一些桥梁远远达不到其设计使用寿命。

（二）施工管理存在漏洞

工程施工阶段的管理缺失是我国许多工程建设行业都遇到的普遍性问题，在公路桥梁设计领域也不例外。近年来，公路桥梁出现塌陷现象的新闻层出不穷，调查发现这些问题背后都与施工工程的管理和监督不力有很大关系。主要存在以下几方面的漏洞：第一，监督管理制度不严格。在一些工程中存在施工单位管理人员和采买人员存在腐败现象，过于看重眼前利益，采买建筑材料以次充好，施工过程偷工减料，导致工程质量难以达到预期设计。第二，施工人员的专业素质参差不齐。公路桥梁工程施工量大、工期长，参与施工的工人数量多，其技术能力和专业素养普遍偏低，一些工人甚至出现暴力施工、未按照施工流程施工等情况，严重影响桥梁的安全性。最后，施工单位整体技术水平与设计水平不匹配。一些施工单位在承包工程时根本没有考虑自身实际技术水平是否可以达到设计所要呈现的效果，导致实际的施工情况与设计预期出现差异。

（三）桥梁后期维护和跟进不及时

忽略桥梁完工后的定期维护和跟进也是造成桥梁耐久性较差的原因之一。例如，遇到暴雨、雨雪等恶劣天气，桥面可能会积水和结冰情况，如不及时进行清理，桥梁内部结构中的钢筋和混凝土等材料会受到长期的侵蚀，出现不同程度的裂缝，桥梁的使用寿命会因此缩短。值得注意的是，公路桥梁的基础是承重构件，因此需要进行定期维护和跟进，一旦发现构件出现破损和裂痕，却不及时进行维护和加固，桥梁的寿命同样会受到影响[1]。

二、公路桥梁设计安全性和耐久性问题的完善

（一）前期准备阶段提高重视程度

做足前期准备工作为设计施工的基础。首先要选择具有专业资质的技术人员对施工地进行实地地质勘查和气候观测，充分了解施工地的地貌特质和水文环境，将实地勘察的数据和收集的资料进行整理，为桥梁设计提供真实有效的理论数据。桥梁设计人员可以根据前期数据设计出一条有科学性、安全系数高、建设成本相对低的工程路线。同时也要考虑到桥梁的后期维护和保养可能出现的风险问题，进行详细的预测和分析，提前准备好应急方案，最大限度的规避桥梁完工后可能出现的问题，提高桥梁的结构安全性和桥梁的使用寿命。

（二）提高设计体系建设

桥梁的设计体系包括桩基设计、耐损设计、抗震设计和预防超载设计。以一座主跨三跨跨径分别为40m、65m和40m，边跨的设计采用装配式预应力混凝土简支T梁的桥梁为例。该大桥的桥面纵坡双向可以达到3%，桥面横坡双向可以达到2.3%。箱梁共设4道横隔板，其中每个墩顶均设计一道为3.5m的横隔板，梁端各设一道为1.8m的横隔板。桩基设计的合理性直接影响着公路桥梁的施工工期和桥梁质量。这就要求设计人员充分考虑到桥梁各结构的设计细节，保证桥梁桩基的承重稳定性。公路桥梁的承载量比较大，因此在仔细对比施工地的地质特点外，还要关注单桩和每个隔板的承载力，根据实际承载力进行设计施工。

由于近年来由于疲劳损伤造成的的钢结构开裂和桥梁坍塌事故较多，公路桥梁的耐损设计主要围绕混凝土桥梁的结构设计展开。不仅是整体桥梁结构的疲劳损伤研究，局部或者当个结构的损伤会使这部分结构失去其原有作用，从而对桥梁整体结构产生影响。抗震设计是公路桥梁设计的主要内容，《公路桥梁抗震设计细则》也对桥梁的抗震设计提出了明确的要求。特别是地震多发地区的公路桥梁设计，必须要确保桩基能够穿过液化的土层，埋得更加结实和稳定。汽车数量的不断提高，对公路桥梁的承载量也提出了更高的要求。公路桥梁持续的超载使用会造成桥梁出现疲劳和强烈的磨损，这对桥梁的内部结构造成的影响是无法恢复的，结构一旦开裂就会降低桥梁的弯矩，进一步加大桥梁的疲劳[2]。

（三）借鉴优秀桥梁工程经验

目前公路桥梁设计存在的主要问题是结构使用性能与设计预期相比，使用寿命和使用效果较差。设计人员应该正视我国桥梁设计中存在的问题，在充分考虑现阶段我国建筑材料和设计工艺水平的前提下，学习国内外优秀的桥梁设计方案，采用符合当地地质特点的、具有适当安全度和耐久性的桥梁。

港珠澳大桥工程在前期设计中预期使用年限是120年，为了达到这一目标，设计人员充分考虑了地质和材料问题，对混凝土材料和耐久性问题进行了广泛而深入的研究。利用定量方法和定性设计相结合的方法对耐久性极限状态进行设计，确定特定环境和指定年限下的建筑材料及结构。港珠澳大桥所处环境经过耐久性检测分为四类环境，混凝土表层碳化引起的钢筋锈蚀（I类环境），海洋氯离子引起的钢筋锈蚀（III类环境），海水盐类对混凝土的腐蚀作用（V类环境），以及混凝土内部可能出现的延迟钙矾石生成反应[3]。正是做足了港珠澳大桥施工地的详细地址勘测，工程施工得以顺利、保质的完成。

总结：

公路桥梁为改善我国交通拥堵，提高经济发展发挥巨大作用。但是近几年，公路桥梁事故仍频频发生，引发了越来越多的群众关注。解决公路桥梁设计的安全性和耐久性问题需要我们从设计理念、施工管理、建筑材料等多方面进行改善，同时，作为设计人员需要不断学习优秀的桥梁设计案例，吸取优秀的设计经验和方案，因地制宜的设计出更具安全性的桥梁工程。重视桥梁完工后的维护和加固工作，有效提高桥梁的耐久性。多方面的、有针对性的改进，助力我国公路桥梁工程水平更上一层楼。

参考文献：

[1]曾新.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析[J].交通世界，2017，000（011）：80-81.

[2]韩百成. 议城市桥梁与公路桥梁设计荷载标准[J]. 建材发展导向，2016，14（006）：247-248.