道路橋梁的安全性與耐久性設(shè)計(jì)

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摘要：為確保人們的出行安全和運(yùn)輸安全而對道路橋梁的安全性和耐久性設(shè)計(jì)進(jìn)行分析研究，介紹了我國道路橋梁安全性與耐久性的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀，提出了提高道路橋梁安全性和耐久性設(shè)計(jì)措施，包括提高設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)、重視疲勞損傷對道路橋梁損害分析、重視超載和超限防治、注重道路橋梁耐久性的設(shè)計(jì)、在施工過程中確保橋梁安全與耐久性，希望給道路橋梁相關(guān)工作的研究者提供一定的幫助和啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：道路橋梁；安全性；耐久性

0引言

道路橋梁作為一項(xiàng)基礎(chǔ)工程，其主要作用就是為了便捷人們的出行和運(yùn)輸工作。在我國，因?yàn)楣I(yè)發(fā)展較晚，基礎(chǔ)薄弱，造成道路橋梁的施工在設(shè)計(jì)、用料和維護(hù)管控方面都存在一定的問題，也正是這些問題給道路橋梁的安全性和耐久性埋下了隱患，導(dǎo)致交通事故的頻頻發(fā)生，給人們的人身和財(cái)產(chǎn)安全造成極大的影響。

1我國道路橋梁安全性與耐久性的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

1.1設(shè)計(jì)理論比較薄弱

目前我國有些設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)比較薄弱，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)道路橋梁工程時(shí)考慮不夠全面，通常僅考慮投入成本和橋梁強(qiáng)度以及外觀造型方面的問題，對于道路橋梁的安全性和耐久性考慮的不多。在設(shè)計(jì)過程中，道路橋梁的強(qiáng)度不能完全代表安全性。很多設(shè)計(jì)人員因?yàn)榭紤]得不全面，從根源上埋下了事故的隱患。

1.2設(shè)計(jì)方案缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性

設(shè)計(jì)人員在對道路橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不能通盤考慮，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案過于理想化而缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性，最終結(jié)果是導(dǎo)致道路橋梁實(shí)際施工過程中在用料、工期和后期維護(hù)的工作上與設(shè)計(jì)初衷出現(xiàn)沖突，導(dǎo)致工程整體性不足、材料之間聯(lián)動(dòng)性差，各個(gè)結(jié)構(gòu)之間不能做到相輔相成，在后期投入使用的過程中，因?yàn)榫植砍兄啬芰τ邢?，直接?dǎo)致道路橋梁整體出現(xiàn)問題，造成安全事故。一些經(jīng)驗(yàn)不足的年輕設(shè)計(jì)人員，考慮事情過于理想化和想當(dāng)然，會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際施工過程中現(xiàn)有的工藝或工人的水平難以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)初衷，最終也會(huì)給道路橋梁的安全性和耐久性埋下隱患。

1.3施工管理水平不高

除設(shè)計(jì)本身出現(xiàn)問題外，在進(jìn)行道路橋梁施工的過程中，還可能因?yàn)楸O(jiān)管力度不夠、管理效果不佳以及施工人員水平有限最終導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)意圖不能完全實(shí)現(xiàn)，因此造成的工藝上或者材料上的問題最終都可能對道路橋梁的安全性和耐久性造成隱患。針對某一橋梁進(jìn)行的檢測發(fā)現(xiàn)，100個(gè)焊接處中，有14個(gè)焊接點(diǎn)都是不合格的，合格率僅有86%，而這樣的道路橋梁在我國不是個(gè)例，施工水平的不足嚴(yán)重影響了工程的整體質(zhì)量，最終導(dǎo)致的安全事故比比皆是。

2提高道路橋梁安全性和耐久性設(shè)計(jì)措施

2.1提高設(shè)計(jì)人員專業(yè)素質(zhì)

設(shè)計(jì)圖紙作為整個(gè)橋梁施工的標(biāo)準(zhǔn)，其重要性就相當(dāng)于航船的燈塔、課堂上的課本、人類的頭腦一樣，要提高道路橋梁的安全性和耐久性，首先就要從設(shè)計(jì)人員本身的素質(zhì)和能力上抓起。首先，需要涉及人員的思想與時(shí)俱進(jìn)，著眼全局，一方面，不能為了一己私利就一味降低施工成本，使用質(zhì)量不高的材料。另一方面，設(shè)計(jì)人員在觀念上需要與時(shí)俱進(jìn)，要有責(zé)任感和使命感，不能僅僅關(guān)注道路橋梁的強(qiáng)度，還要考慮到道路橋梁的安全性和耐久性，結(jié)合成本問題綜合考慮，才能設(shè)計(jì)出真正符合需求的橋梁。其次，對于設(shè)計(jì)人員，為了提高設(shè)計(jì)人員的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)能力，需要對他們進(jìn)行培訓(xùn)，幫助他們掌握最前沿的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，便于他們在進(jìn)行道路橋梁工程設(shè)計(jì)時(shí)能夠拿出更符合社會(huì)需求和施工單位需求的方案，可以請專人到單位進(jìn)行講授，也可以派遣設(shè)計(jì)人員去大企業(yè)交流學(xué)習(xí)，獲得提高。最后，單位還要鼓勵(lì)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行創(chuàng)新，在保證道路橋梁工程安全性和耐久性的前提下設(shè)計(jì)出外型更加新穎獨(dú)特的道路橋梁。

2.2重視疲勞損傷對道路橋梁損害分析

道路橋梁在使用過程中，因?yàn)樾熊嚁?shù)量的增加以及一些超限行駛的車輛的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致橋梁的應(yīng)力負(fù)荷大大增加，日復(fù)一日，就容易出現(xiàn)疲勞損傷。出現(xiàn)了疲勞損傷的情況，會(huì)導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)裂痕，這樣的裂痕會(huì)改變整個(gè)橋梁的應(yīng)力結(jié)構(gòu)，最終因?yàn)閼?yīng)力結(jié)構(gòu)的改變導(dǎo)致出現(xiàn)安全事故。對于道路橋梁的疲勞損傷，對道路橋梁來講是不可避免的事情，為了減輕道路橋梁的疲勞損傷對整個(gè)工程質(zhì)量的影響，需要在設(shè)計(jì)之初就對疲勞損傷進(jìn)行考慮，通過模擬分析優(yōu)化道路橋梁參數(shù)，降低疲勞損傷的危害。另外，也需要后期對道路橋梁的情況進(jìn)行維護(hù)管理工作，嚴(yán)查超限車輛，并對橋梁出現(xiàn)的裂紋及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，保證其應(yīng)力結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生改變。

2.3重視超載和超限防治

在道路橋梁本身質(zhì)量沒有問題的情況下，一般來講道路橋梁出現(xiàn)事故的最大原因就是因?yàn)槌迣?dǎo)致。超限的情況主要有三種。一是車輛超重。單車質(zhì)量過大，遠(yuǎn)超道路橋梁的承載能力。對于這種情況，必須設(shè)立嚴(yán)格的道路橋梁超限檢查卡，對來往的車輛（主要是大型貨車）的載重進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)超重車輛，給予嚴(yán)懲，絕不放行，以此保證通過橋梁的車輛的載重都在道路橋梁的承重范圍之內(nèi)。二是使用年限超出。已到使用年限的橋梁要進(jìn)行升級加固處理，否則不能繼續(xù)投入使用。在我國，對于到達(dá)使用年限的橋梁的處理方式往往不嚴(yán)謹(jǐn)，造成了一些不必要的安全隱患甚至是事故的發(fā)生。主要原因是很多時(shí)候超出使用年限的橋梁在外觀上破損并不嚴(yán)重，而不論對橋梁進(jìn)行維修加固還是炸斷重新建造，都需要付出巨大的經(jīng)費(fèi)投入并給當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)輸帶來一定的麻煩，在這種情況下，很多地方政府都選擇更加便捷省錢的小修小補(bǔ)，讓到達(dá)使用年限的橋梁繼續(xù)存在并投入使用，大大增加了危險(xiǎn)性。三是道路上的機(jī)車數(shù)量遠(yuǎn)超承載能力，最終也會(huì)導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)問題。如果是車流量過大的問題導(dǎo)致道路橋梁無法承受最終發(fā)生安全事故的情況，一般是橋梁設(shè)計(jì)之初沒有考慮該地段的車流量或者是隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市區(qū)域的開發(fā)，一些在橋梁建立之初還較為冷門的區(qū)域成了熱門區(qū)域，都會(huì)導(dǎo)致橋梁的整體承載能力受到嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，面對這種情況，被動(dòng)的解決辦法是針對車流量進(jìn)行分流和限量，保證橋梁處于健康的工況下，另外一種主動(dòng)解決的辦法就是拆除橋梁，重新設(shè)計(jì)并建造符合此地段車流量的道路橋梁，達(dá)到一勞永逸的目的。

2.4注重道路橋梁耐久性的設(shè)計(jì)

隨著道路橋梁使用年限的增加，構(gòu)成橋梁的一些基礎(chǔ)材料都會(huì)出現(xiàn)老化的問題，所以道路橋梁本身是有使用壽命的。以安康漢江橋的設(shè)計(jì)為例，為了增加其耐久性，設(shè)計(jì)的時(shí)候主梁的尺寸選擇為兩端56m，中間三段64m的分跨設(shè)計(jì)其斜腿長75.46m，傾斜的角度為42°52''，底鉸間距175m，橫向比例1∶6，中間加上6根橫桿，極大地增加了耐久性和牢固性，正是因?yàn)檫@樣的設(shè)計(jì)，使得82年建設(shè)的漢江橋非常牢固耐久，是道路橋梁設(shè)計(jì)的典范。一般來講，超過使用壽命的橋梁在外觀上并不會(huì)有明顯的變化，為了節(jié)省成本，會(huì)通過小修小補(bǔ)來進(jìn)行調(diào)整，實(shí)際上這樣的效果并不理想。在我國，很多的道路橋梁都存在過期使用的情況，使得安全隱患大大增加。這就要求設(shè)計(jì)人員不僅只考慮橋梁的強(qiáng)度，還要對投入使用后的橋梁情況進(jìn)行預(yù)估并規(guī)劃出合理的維護(hù)、管理辦法。通過調(diào)整道路橋梁的設(shè)計(jì)參數(shù)來增加其使用時(shí)限，節(jié)約成本的同時(shí)，將安全隱患降至最低。

2.5在施工過程中確保橋梁安全與耐久性

除了在設(shè)計(jì)方案上進(jìn)行反復(fù)的推敲、模擬和調(diào)整以達(dá)到最優(yōu)之外，還需要對施工過程進(jìn)行嚴(yán)格的把控。包括工人的選擇上要選擇有經(jīng)驗(yàn)和工藝的工人，不能為了省錢找一些沒有專業(yè)資質(zhì)的施工隊(duì)來承包工程。在施工過程中，對材料也要嚴(yán)格管控，防止偷工減料和以次充好的情況出現(xiàn)。最后就是在施工工藝上，要有專業(yè)人士進(jìn)行監(jiān)工，防止受到不必要的蒙騙，在各個(gè)環(huán)節(jié)做好把控工作。設(shè)計(jì)人員要經(jīng)常到工地現(xiàn)場巡視，以便隨時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整方案，并且保證工程進(jìn)度符合自己的設(shè)計(jì)意圖，在出現(xiàn)偏差的時(shí)候及時(shí)調(diào)整。

3結(jié)語

總而言之，道路橋梁作為重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施，承載著人們的出行安全和運(yùn)輸安全，一旦道路橋梁出現(xiàn)事故，后果往往不堪設(shè)想。我國的道路橋梁安全事故發(fā)生較多，主要是因?yàn)槲覈牡缆窐蛄杭夹g(shù)的起步較晚，相關(guān)的理論學(xué)科還不盡完善，一些材料工藝也還處于發(fā)展階段。而在設(shè)計(jì)方面也存在一定的問題，主要是因?yàn)樵O(shè)計(jì)人員的理念和綜合素質(zhì)不過關(guān)，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)的過程中一味追求強(qiáng)度或者降低成本，不去考慮道路橋梁的安全性和耐久性。后期的維護(hù)管理工作也出現(xiàn)一些問題，整體上導(dǎo)致了道路橋梁事故頻發(fā)的原因，希望相關(guān)企業(yè)單位能夠加以改正，保證人們的出行和道路運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

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作者：王戰(zhàn)國 程莉 單位：寧波杭州灣新區(qū)開發(fā)建設(shè)有限公司 寧波公路市政設(shè)計(jì)有限公司