高翔

（安徽豐和工程咨詢有限公司安徽合肥　230000）

基于安全性和耐久性的路橋設(shè)計探討

高翔

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當(dāng)前，路橋設(shè)計面臨著安全性與耐久性方面的要求，在路橋設(shè)計中確保路橋的安全性與耐久性對于道路交通安全具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，在路橋設(shè)計過程中首先應(yīng)該對路橋設(shè)計安全性與耐久性的影響因素進(jìn)行分析，有針對性地提出提高路橋設(shè)計安全性與耐久性的措施，為我國未來路橋建設(shè)的發(fā)展提供參考與借鑒。

安全性；耐久性；路橋設(shè)計

隨著我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展與完善，作為交通基礎(chǔ)設(shè)施重要組成部分的公路路橋也得到了快速的發(fā)展。在這種背景之下，路橋設(shè)計的安全性與耐久性也得到了越來越多的關(guān)注與重視。本文結(jié)合相關(guān)的工作實(shí)踐，對路橋設(shè)計中存在的安全性與耐久性方面的問題及原因進(jìn)行了分析，為路橋設(shè)計工作提供參考與借鑒。

1　路橋設(shè)計中安全性與耐久性的影響因素分析

1.1路橋設(shè)計的相關(guān)法律法規(guī)并不完善

當(dāng)前，我國主要是通過相關(guān)的法律法規(guī)對路橋建設(shè)行為進(jìn)行約束，這種方式在一定程度上能夠?yàn)槁窐蛟O(shè)計的安全性與耐久性提供保障與規(guī)范作用，但是相對比較固定，不能更好地應(yīng)對路橋設(shè)計出現(xiàn)的新情況與新變化，導(dǎo)致路橋設(shè)計可能會出現(xiàn)無章可循的情況。當(dāng)前，我國路橋設(shè)計相關(guān)的法律法規(guī)、規(guī)范等并不完善，導(dǎo)致路橋設(shè)計的安全性與耐久性受到嚴(yán)重的不良影響。因此，相關(guān)部門應(yīng)該盡快出臺完善的制度規(guī)范，使我國的路橋設(shè)計能夠有章可循。

1.2路橋設(shè)計方案中不重視安全性與耐久性

在路橋建設(shè)的過程中完全是按照相關(guān)的設(shè)計圖紙進(jìn)行施工的，科學(xué)、合理、完整的設(shè)計方案對于路橋建設(shè)就有非常重要的指導(dǎo)意義。當(dāng)前，部分設(shè)計人員在個人利益或者經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使之下，在路橋設(shè)計方案制定的過程中并不能夠?qū)崿F(xiàn)對工程整體結(jié)構(gòu)的科學(xué)規(guī)劃，而是將重點(diǎn)集中在建筑資金節(jié)約方面。這就導(dǎo)致路橋設(shè)計方案存在很多不合理的情況，導(dǎo)致路橋設(shè)計的安全性與耐久性存在隱患。例如，某大橋在建成之后不久就被貨車壓塌，專家對其原因進(jìn)行分析之后認(rèn)為主要是由于路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理。

1.3路橋施工與管理并不恰當(dāng)

當(dāng)前，我國路橋設(shè)計在安全性與耐久性方面出現(xiàn)的問題中，最為主要的原因之一就是施工與管理的不當(dāng)。例如路橋突然坍塌、破壞等事故中，幾乎都是因?yàn)槁窐蚴┕べ|(zhì)量沒有達(dá)到相關(guān)的規(guī)范與設(shè)計要求，其中最為常見的就是材料強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，存在以次充好、偷工減料等嚴(yán)重問題。這些情況對路橋設(shè)計的安全性與耐久性造成了非常嚴(yán)重的損害。

1.4路橋建設(shè)中忽視疲勞損傷

當(dāng)前，路橋設(shè)計的相關(guān)疲勞損傷的研究將重點(diǎn)集中在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。隨著路橋設(shè)計工程的不斷發(fā)展，人們開始認(rèn)識到混凝土對路橋疲勞損傷同樣存在著非常重要的影響。隨著研究人員對混泥土結(jié)構(gòu)疲勞損傷研究的不斷深入，已經(jīng)取得了一定的成果。在路橋建設(shè)的過程中，材料并不是均勻與連續(xù)的，這就導(dǎo)致路橋結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在部分缺陷。這些缺陷在荷載的不斷作用之下將會逐漸顯現(xiàn)出來，同時不斷惡化，最終形成疲勞損傷。隨著路橋使用時間的不斷增加，路橋可能會由于疲勞損傷而出現(xiàn)輕微裂痕，如果不及時采取相關(guān)補(bǔ)救措施，將可能會引發(fā)路橋的脆性斷裂，引發(fā)難以想象的嚴(yán)重后果。

2　路橋設(shè)計中安全性與耐久性的提升措施

2.1實(shí)現(xiàn)路橋設(shè)計規(guī)章制度與施工管理的規(guī)范化

為了使路橋建設(shè)過程中能夠有法可依、有章可循，國家相關(guān)部門制定與完善相應(yīng)的政策、規(guī)程制度，促進(jìn)我國路橋建設(shè)更好的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)路橋設(shè)計相關(guān)法律法規(guī)不斷完善的同時，也要確保路橋設(shè)計的各個環(huán)節(jié)都能夠按照國家的相關(guān)規(guī)定與制度進(jìn)行，從而降低路橋事故的發(fā)生率，確保我國路橋建設(shè)事業(yè)的良好發(fā)展。此外，在路橋設(shè)計的不同階段中，管理者應(yīng)該強(qiáng)化對設(shè)計的管理，防止設(shè)計中出現(xiàn)各種腐敗現(xiàn)象，確保設(shè)計方案能夠更加的客觀與全面，所使用的材料符合相關(guān)要求與標(biāo)準(zhǔn)，使路橋建設(shè)過程中的所有環(huán)節(jié)都能夠達(dá)標(biāo)。

2.2強(qiáng)化路橋設(shè)計中的材料質(zhì)量管理

在路橋設(shè)計中要重視材料的質(zhì)量管理，這是因?yàn)椴牧鲜怯绊懧窐虬踩耘c耐久性的重要因素。路橋大部分都采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，只有對鋼筋與混凝土的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，才能夠確保路橋設(shè)計的安全性與耐久性。此外，設(shè)計人員在施工方案中應(yīng)該對所采用的材料種類、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注，確保路橋材料質(zhì)量，提高路橋設(shè)計的安全性與耐久性。

2.3注重對路橋超載問題的管理

疲勞損傷始終都是路橋設(shè)計中的核心問題，鋼結(jié)構(gòu)疲勞會導(dǎo)致鋼材出現(xiàn)開裂的情況，最終可能導(dǎo)致路橋坍塌事件。路橋超載是路橋疲勞損傷最為關(guān)鍵的因素之一。當(dāng)前，路橋超載主要包括以下三種情況：①路橋已經(jīng)超過了使用年限，處于負(fù)載運(yùn)營的狀態(tài)中；②路橋上實(shí)際通信的車流量高于路橋原有設(shè)計；③車輛存在違規(guī)超載行駛的情況。①與②種情況出現(xiàn)的主要原因是路橋設(shè)計中的荷載變化與交通量增多，③種情況的主要原因是車輛違法超載所致，是道路交通運(yùn)送中較為常見的超載問題。超載問題如果不能夠得到及時的管理，很可能會引發(fā)路橋疲勞問題。超載會導(dǎo)致路橋疲勞應(yīng)力幅度與損傷的增加，甚至?xí)l(fā)結(jié)構(gòu)性破壞事故問題。超載問題造成路橋內(nèi)部不能夠恢復(fù)的損傷，導(dǎo)致路橋在正常稱在下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，由此可能會危害路橋的安全性與耐久性。

2.4路橋的安全性耐久性設(shè)計中的具體對應(yīng)措施

路橋安全性、耐久性是指結(jié)構(gòu)、構(gòu)件在各種作用下維持使用功能。影響路橋結(jié)構(gòu)安全性、耐久性的因素有水分、空氣污染等環(huán)境作用及車輛的疲勞何在、振動和磨損等力學(xué)作用。力學(xué)作用對路橋安全性、耐久性影響可通過結(jié)構(gòu)設(shè)計計算來解決，環(huán)境作用對路橋安全性、耐久性影響可通過原材料及配合比的選擇、結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計等來解決。

2.4.1道路設(shè)計中對策措施

（1）加強(qiáng)工程地質(zhì)勘察，采用先進(jìn)的地質(zhì)勘察手段，探明路線沿線工程地質(zhì)狀況，為道路總體設(shè)計方案、路基處理型式及防護(hù)的選擇等提供依據(jù)。

（2）注重指標(biāo)選線，選用連續(xù)均衡的平縱面指標(biāo)以提高行車安全性。路線設(shè)計注意不同設(shè)計單元之間連接路段技術(shù)指標(biāo)的均衡與連續(xù)，做到高低指標(biāo)的合理過渡。對相鄰路段進(jìn)行運(yùn)行速度協(xié)調(diào)性評價，對同一路段進(jìn)行運(yùn)行速度和設(shè)計車速協(xié)調(diào)性檢驗(yàn)；根據(jù)運(yùn)行速度檢驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)各專業(yè)設(shè)計。

（3）利用“運(yùn)行車速檢驗(yàn)”、“動態(tài)三維視距檢驗(yàn)”來優(yōu)化線形，保證線形的連續(xù)均衡，確保優(yōu)良的平縱線形，從根本上是保證行車安全。

（4）采用主動的“容錯”措施，在條件允許路段，通過放緩路基邊坡，設(shè)置可逾越的排水設(shè)施等手段，提供足夠的“路側(cè)凈區(qū)”，降低交通事故概率，減輕事故損失。

（5）瀝青上面層建議采用膠粉瀝青混合料。這種材料具有高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性好，克服瀝青路面夏天高溫泛油、鼓包，冬天天氣寒冷開裂的缺陷。同時膠粉瀝青具有較強(qiáng)的降低路面應(yīng)力的能力，可以有效地防止反射裂縫顯著延長覆蓋層壽命。同等厚度條件下膠粉瀝青使用壽命比普通瀝青延長，從而減少道路維修費(fèi)用。

（6）在半剛性基層施工存在橫向裂縫、引起路面早期破壞的問題。為了更好地利用傳統(tǒng)路面結(jié)構(gòu)，提高路面結(jié)構(gòu)的使用壽命，根據(jù)設(shè)計及后續(xù)使用中對水穩(wěn)基層的研究，采用骨架密實(shí)的結(jié)構(gòu)級配、較低水泥劑量可以大大減少反射裂縫的出現(xiàn)。同時在半剛性基層上設(shè)置聚酯玻纖的方案，解決了半剛性基層的反射裂縫問題，取得了良好的效果。

2.4.2橋梁設(shè)計中對策措施

（1）加強(qiáng)對路側(cè)山體不良地質(zhì)的調(diào)查，避免因崩塌、滑坡等不良地質(zhì)造成的對橋梁施工和運(yùn)營期安全的影響。

（2）橋墩設(shè)計時充分調(diào)查水文、水利資料，避免洪峰來臨時，洪水、飄石等對橋墩的安全性造成影響。

（3）適當(dāng)提高混凝土結(jié)構(gòu)安全度，確保在最不利荷載組合下，并考慮遠(yuǎn)期荷載等級和使用功能的可能變化，結(jié)構(gòu)承載力和使用性能滿足規(guī)范要求，并留有必要儲備。

（4）盡量采用抗裂性能良好的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格控制混凝土裂縫寬度，并通過加強(qiáng)構(gòu)造鋼筋等控制混凝土施工及使用過程中大量出現(xiàn)的非工作裂縫；對于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，采用全預(yù)應(yīng)力構(gòu)件設(shè)計，使構(gòu)件不出現(xiàn)拉應(yīng)力。

（5）在設(shè)計中嚴(yán)格控制混凝土原材料及配合比指標(biāo)，采用強(qiáng)度大、密實(shí)度高、抗?jié)B性能好、收縮徐變好的高性能混凝土，必要摻加粉煤灰等外加劑，以提高混凝土的密實(shí)性。

（6）在結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計中，注重結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計，各構(gòu)件截面尺寸變化處，均采用漸變，盡量避免剛度突變，減少應(yīng)力集中。

3　總結(jié)

路橋設(shè)計中的安全性與耐久性屬于系統(tǒng)工程，路橋設(shè)計工作人員在進(jìn)行設(shè)計的過程中要全面地考慮問題，確保路橋工程能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)范、經(jīng)濟(jì)、安全、持久。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，路橋建設(shè)的數(shù)量、規(guī)模等方面都在不斷的發(fā)展與擴(kuò)大，路橋設(shè)計中的安全性與耐久性對社會的經(jīng)濟(jì)、安全等存在著非常重要的影響。當(dāng)前，我國的路橋設(shè)計還存在一定的問題，需要在未來的設(shè)計過程中不斷健全設(shè)計規(guī)范、完善設(shè)計方案、嚴(yán)格施工管理、健全設(shè)計理念等，從而在最大程度上確保路橋設(shè)計的安全性與耐久性，確保路橋工程質(zhì)量能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)與社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。

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U442.5

A

1673-0038（2015）15-0197-02

2015-3-25

高翔（1981-），男，中級工程師，主要從事路橋設(shè)計工作。