（中交第四航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，廣東廣州 510230）

隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸設(shè)施的建造成為我國(guó)重要的發(fā)展方向，公路橋梁工程作為其重要的組成部分，對(duì)交通運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量有直接影響。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視公路橋梁設(shè)計(jì)工作，針對(duì)設(shè)計(jì)中存在的耐久性、安全性問(wèn)題，基于準(zhǔn)確的分析結(jié)果，結(jié)合設(shè)計(jì)與建設(shè)質(zhì)量的相關(guān)要求，提出可提升安全性、耐久性能的必要措施，以延長(zhǎng)路面的使用壽命，保證公路橋梁運(yùn)行的安全性。

1 公路橋梁設(shè)計(jì)安全性和耐久性的基本要求

在橋梁及公路設(shè)計(jì)的過(guò)程中，項(xiàng)目施工環(huán)節(jié)受地形及其他環(huán)境影響，無(wú)法保證設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確應(yīng)用于實(shí)際地形中。為提升公路橋梁設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度，應(yīng)充分考量設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中涉及的材料及結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題，制定科學(xué)合理的方案，提升公路橋梁的安全性和耐久性[1]。

在橋梁建設(shè)過(guò)程中應(yīng)考慮跨度連續(xù)梁結(jié)構(gòu)及城市分布等方面，保障整體設(shè)計(jì)圖紙的作用效果，考量周邊居民或其他生活環(huán)境對(duì)橋梁建設(shè)的影響。在設(shè)計(jì)公路橋梁的過(guò)程中，須做好地基處理工作，地基采取的方案應(yīng)準(zhǔn)確配合實(shí)際地形結(jié)構(gòu)，確定使用基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的方式，選擇節(jié)省人力、物力資源的施工具體方案，保證基本結(jié)構(gòu)建設(shè)的完整性、可利用程度對(duì)應(yīng)后續(xù)工程的建設(shè)，保證附屬設(shè)施鋪設(shè)安裝的具體效用。由于施工過(guò)程部分工作需要在野外完成，外界環(huán)境具有不可控的特點(diǎn)，要求施工作人員選用先進(jìn)的技術(shù)，在保證自身防護(hù)工作的完備性的基礎(chǔ)上，有效應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境帶來(lái)的不利影響，同時(shí)配合使用便于運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，提升公路橋梁建設(shè)的質(zhì)量和設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

2 目前公路橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性存在的問(wèn)題

2.1 預(yù)應(yīng)力損失

管道壁與預(yù)應(yīng)力鋼筋間存在摩擦作用，臺(tái)座間會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力松弛的情況，在溫度差的作用下，可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力損失。設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)用的鋼筋和錨具會(huì)在溫度和外界條件的作用下產(chǎn)生變形和壓縮。公路橋梁需要使用大量的混凝土，混凝土具有彈性壓縮的特性，在收縮過(guò)程中會(huì)發(fā)生形變。

在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)強(qiáng)化計(jì)算工作，結(jié)合外界施工具體狀態(tài)準(zhǔn)確衡量張拉次序，根據(jù)不同的施工要求，選擇張拉的方式控制對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)間的張拉作用，考量溫度、其他結(jié)構(gòu)的相互作用對(duì)應(yīng)力鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的具體影響，避免出現(xiàn)安全隱患[2]。

2.2 截面抗裂性能較差

預(yù)壓預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件的影響，在不同級(jí)別抗震特性的影響下作用于全部或部分預(yù)應(yīng)力構(gòu)件中，由于短期效應(yīng)組合的配合應(yīng)用，使混凝土構(gòu)件出現(xiàn)正截面拉應(yīng)力的情況，部分預(yù)應(yīng)力超出限制應(yīng)力值。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中橋梁跨度較大，整體結(jié)構(gòu)重力較高，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)耐久性的要求，設(shè)計(jì)實(shí)施全應(yīng)力構(gòu)建。

2.3 結(jié)構(gòu)擾度有待提升

公路橋梁中預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)撓度受承載載荷、部應(yīng)力的同時(shí)作用，部分設(shè)計(jì)人員為了保證公路橋梁建設(shè)的美觀性，設(shè)計(jì)了多種結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力，無(wú)法準(zhǔn)確考量以上兩種影響結(jié)構(gòu)撓度產(chǎn)生要素對(duì)實(shí)際應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)變化的作用，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)向上反拱的情況，不符合公路橋面平整度的要求[3]。在后續(xù)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)準(zhǔn)確把控應(yīng)力鋼筋的含量，應(yīng)用豎向位移結(jié)構(gòu)，提升整體安全性。

3 提升公路橋梁設(shè)計(jì)安全性和耐久性的方法

3.1 重視安全性和耐久性研究

目前某些公路橋梁設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，更注重公路橋梁外在的美觀性，并堅(jiān)持節(jié)約施工成本的理念，未著重考量安全性、耐久性，忽視了公路橋梁在后續(xù)使用過(guò)程中安全問(wèn)題。

在后續(xù)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，相關(guān)人員應(yīng)轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)思想理念，秉持以質(zhì)量為先的原則。充分考量公路橋梁承載力中包含的承載極限，考慮其他可能影響公路橋梁使用質(zhì)量和水平的要素，明確各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)，配合后續(xù)施工階段的具體工序和流程，實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控和管理措施，延長(zhǎng)公路橋梁的使用壽命。

3.2 完善現(xiàn)有公路橋梁設(shè)計(jì)制度

由于公路橋梁屬于國(guó)家基本交通建設(shè)工程，為促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，相關(guān)部門(mén)應(yīng)完善目前各項(xiàng)制度，針對(duì)其設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)存在的具體行為，提供對(duì)應(yīng)的管理方法、管理意見(jiàn)，監(jiān)督公路橋梁設(shè)計(jì)部門(mén)嚴(yán)格按照對(duì)應(yīng)的規(guī)章制度，開(kāi)展相應(yīng)的工作活動(dòng)。此行為可有效管控公路橋梁設(shè)計(jì)的質(zhì)量，避免發(fā)生安全事故，通過(guò)將規(guī)章制度健全化，嚴(yán)格管理設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的具體操作，為后續(xù)制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，提供制度支持，保證使用的材料設(shè)備等滿足質(zhì)量及建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，保障及把控設(shè)計(jì)效果[4]。

3.3 全面考量影響耐久性的要素

在公路橋梁耐久性的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)基于施工工藝和材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù)，提供對(duì)應(yīng)的提升耐久性的方案，考量的層面應(yīng)集中在整體結(jié)構(gòu)上易忽略細(xì)小的環(huán)節(jié)和部位，將公路橋梁后續(xù)保養(yǎng)維護(hù)及使用環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的問(wèn)題，加入設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)安全性耐久性考量的范圍內(nèi)。

相關(guān)人員應(yīng)解決公路橋梁設(shè)計(jì)中影響質(zhì)量和運(yùn)行效果的問(wèn)題，強(qiáng)化對(duì)后期維修維護(hù)及施工管理，準(zhǔn)確確定具體的使用性能要素，根據(jù)牢固性、耐久性等多方面的要求，重視其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的細(xì)小問(wèn)題，滿足國(guó)家規(guī)定和相關(guān)要求，按照建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)全面應(yīng)用多方面的新型技術(shù)，有效應(yīng)對(duì)維修保養(yǎng)及檢測(cè)加固等方面會(huì)影響后續(xù)使用質(zhì)量的問(wèn)題。評(píng)估橋梁承受災(zāi)害危險(xiǎn)的能力，確定公路橋梁可承受的危險(xiǎn)水平，保證在設(shè)計(jì)圖紙的指引下，提升不同結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)多種災(zāi)害的實(shí)際效用，延長(zhǎng)使用壽命。

耐久性能提醒在公路橋梁使用、施工、后期維護(hù)的全部環(huán)節(jié)，因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)按照整體流程，為設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理、后期維護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)提供相應(yīng)的解決辦法，采取協(xié)調(diào)合作的方式，全面提升公路橋梁設(shè)計(jì)的安全性和耐久性。

3.4 增加混凝土層的保護(hù)厚度

加厚混凝土保護(hù)層是提升鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)黏合力的關(guān)鍵措施，通過(guò)此種方式可避免鋼筋受到外界物質(zhì)的侵蝕作用，可有效阻擋有害介質(zhì)滲入混凝土。

在使用過(guò)程中，外界環(huán)境、混凝土中包含的氯離子會(huì)擴(kuò)散到鋼筋表面，其擴(kuò)散的時(shí)間與形成的保護(hù)層厚度平方成正相關(guān)。增加混凝土保護(hù)層厚度應(yīng)充分考慮到這一密切關(guān)系，保證設(shè)置的厚度符合擴(kuò)散時(shí)間[5]。除了氯離子外碳化現(xiàn)象，產(chǎn)生二氧化碳會(huì)降低結(jié)構(gòu)物的黏合力，在設(shè)計(jì)混凝土保護(hù)層厚度的環(huán)節(jié)中，為增強(qiáng)其對(duì)鋼筋等其他結(jié)構(gòu)的保護(hù)性能，應(yīng)適當(dāng)增加混凝土保護(hù)層的厚度，保證其結(jié)構(gòu)可維持相應(yīng)的耐受力作用。

3.5 強(qiáng)化疲勞損傷的研究力度

疲勞損傷會(huì)導(dǎo)致鋼筋開(kāi)裂，出現(xiàn)道路橋梁坍塌的情況，為解決以上問(wèn)題，研究人員提供了新型的解決辦法，積極應(yīng)用多種技術(shù)，保障鋼筋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。由于選用的強(qiáng)化混凝土的技術(shù)未有效解決人為損害和材料腐蝕等問(wèn)題，出現(xiàn)了疲勞損傷加劇的情況。相關(guān)技術(shù)人員和單位應(yīng)強(qiáng)化現(xiàn)階段使用的具體技術(shù)，提供技術(shù)革新及優(yōu)化問(wèn)題解決方法的具體措施，有效應(yīng)對(duì)鋼筋疲勞損傷問(wèn)題[6]。

3.6 提升公路橋梁的截面抗裂性能

在公路橋梁耐久性和安全性設(shè)計(jì)方面，應(yīng)充分考慮截面抗震抗裂性能對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)的作用效果，準(zhǔn)確對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂痕進(jìn)行分級(jí)，通過(guò)計(jì)算和實(shí)時(shí)設(shè)計(jì)判定公路橋梁對(duì)應(yīng)的抗震抗裂性能，現(xiàn)階段主要采用三個(gè)等級(jí)區(qū)分混凝土結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)性能。一級(jí)要求下不允許出現(xiàn)裂縫，二級(jí)要求下可以出現(xiàn)裂縫和非標(biāo)準(zhǔn)組合，三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)作用下完全允許裂縫的產(chǎn)生。針對(duì)不同的橋梁公路結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的截面，充分考慮對(duì)應(yīng)等級(jí)要求，從軸心受力及受彎結(jié)構(gòu)相關(guān)層面計(jì)算裂縫可能寬度，使用推算模擬技術(shù)，保證后續(xù)施工工作的科學(xué)性。

3.7 重點(diǎn)管控公路橋梁超載問(wèn)題

第一，公路橋梁超過(guò)使用年限仍繼續(xù)使用；第二，車流量超過(guò)設(shè)計(jì)要求；第三，行駛的車輛自重嚴(yán)重違規(guī)。

基于以上三種情況，要求相關(guān)部門(mén)及車輛管理單位共同作用，注意防范因超載產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)破壞問(wèn)題，定期檢查公路橋梁內(nèi)部損害情況，提供對(duì)應(yīng)的修復(fù)辦法，降低公路橋梁損害產(chǎn)生的影響，利用周邊影響因素管控的方式，充分調(diào)取和檢測(cè)橋梁外部產(chǎn)生裂縫的材料，及時(shí)對(duì)橋梁的損壞部位進(jìn)行處理和補(bǔ)修，保證公路橋梁的安全性和耐久性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為保證公路橋梁建設(shè)的安全性能，應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和案例，轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)理念，強(qiáng)化管理力度，采用階段性和全過(guò)程管理的辦法，積極應(yīng)對(duì)可能影響結(jié)構(gòu)安全性能的問(wèn)題，并提供對(duì)應(yīng)的解決方案，提升公路橋梁的運(yùn)行質(zhì)量。