探讨市政桥梁设计中的安全性及耐久性

探讨市政桥梁设计中的安全性及耐久性

赵琦

哈尔滨市建筑设计院，黑龙江省哈尔滨市 150010

摘要：社会经济的发展和城市化进程的加快推动了市政基础设施建设的发展，而城市化进程的加快和物流运输的发展对市政桥梁工程质量提出了更高的要求。市政桥梁作为市政工程中的重要环节，对城市交通安全有着重要的影响。本文主要从影响市政桥梁工程安全性和耐久性的因素出发，对市政桥梁设计进行分析。

关键词：安全性；耐久性；市政桥梁

市政道路是市政工程建设中至关重要的一环，桥梁设计质量是直接影响市政道路质量和城市道路交通安全的关键。因此，在市政道路和桥梁建设中，必须重视桥梁工程的安全和耐久性设计，从设计开始就要根据施工现场的具体情况，考虑可能影响桥梁安全和耐久性的因素。根据我国现行城市道路设计规范，市政桥梁结构的使用寿命应保证为100年。但从现实来看，桥梁设计因素和外部环境因素的存在，使得桥梁工程结构的实际使用寿命远远低于行业标准，桥梁安全得不到保障，以致许多桥梁需要在规定的使用寿命内进行改建。针对这种情况，必须加强市政桥梁的安全性和耐久性设计，借鉴国外先进的设计和施工理念，提高市政桥梁工程质量。

1影响市政桥梁安全性和耐久性的因素

1.1桥梁本身的设计方案不完善

市政桥梁设计方案的质量是影响工程安全性和耐久性的最重要因素。比如一些设计单位仍然使用传统过时的设计理念，没有考虑经济社会发展和城市道路交通压力不断上升等因素，也不注重设计理念的创新。同时，在实际桥梁工程设计过程中，为了在规定时间内完成桥梁工程设计方案，设计单位通常为了赶上设计周期而忽视设计理念创新，不能满足工程的实际需要和建设发展的要求。比如设计单位在方案设计过程中忽略了桥梁防腐问题，所以根本找不到这方面的设计内容。此外，设计师本身不注重设计理念的创新，仍然使用传统的旧设计理念。

1.2桥梁工程的疲劳损伤

市政桥梁工程的主体结构基本上是混凝土结构，疲劳损伤是影响混凝土结构的重要因素，因此在桥梁安全和耐久性设计中必须重视这个问题。比如桥梁的动荷载会导致桥梁出现较大的裂缝，但这些裂缝在工程检查和后期桥梁维修过程中无法检测出来，或者这些漏洞往往被人们忽视，久而久之这些裂缝必然会影响桥梁的安全性和耐久性。

1.3缺乏相对完整的设计理论体系和结构构造体系

市政桥梁工程的施工过程直接影响工程质量。纵观我国桥梁工程的质量问题，大多是由于缺乏必要的检查和监督，施工单位降低工程标准，甚至在施工过程中偷工减料造成的。工程设计材料在很大程度上决定了市政桥梁的安全水平和耐久性。工程设计中选择的结构方案是否合理，结构分析的深度和相关构件的设计强度将直接影响市政桥梁的安全性和耐久性。比如设计方案是否合理，工程结构分析的程度，工程构件和连接件的设计强度和稳定性都会影响桥梁工程的安全性和耐久性。此外，一些工程设计单位的设计人员过于注重桥梁安全强度的设计，进而忽视了桥梁结构整体体系、结构维护、结构耐久性和材料性能等级的作用。此外，施工过程中一些不可避免的环境和人为因素也会对市政桥梁的安全性和耐久性产生不利影响。

2提高市政桥梁安全性和耐久性的设计措施

2.1重视桥梁结构设计

市政桥梁在运营过程中不可避免地会受到外界环境的影响，如自然腐蚀、地震、车辆超载等外界因素，影响桥梁的安全性和耐久性。因此，设计人员在结构设计过程中必须充分考虑这些外部因素，根据项目区域选择合理的结构。具体来说，在结构设计中，桥梁和梁式路面应结合在一起，可以改善桥梁的疲劳损伤。同时，为了避免水渗透对桥梁主梁的影响，市政桥梁表面铺装的混凝土必须采用密实性强的C30级混凝土，铺装中必须设置钢筋网，可以防止桥梁投入运营后，由于可变荷载的长期作用，混凝土结构开裂。其次，主梁是桥梁结构中最重要的承载构件，在结构设计中可以根据主梁结构进行综合布置。如果主梁由于防水措施不充分而被大量雨水饱和，必然会影响主梁结构的承载力。因此，为了避免这种隐患，有必要做好主梁结构的设计，如在设计阶段就提前在箱体上设置通气孔，以使箱体内外温差最小化，主梁结构的损伤最小化。

2.2重视市政桥梁结构的疲劳损伤设计

桥梁工程的疲劳损伤是影响市政桥梁安全性和耐久性的重要因素之一。由于市政桥梁每天需要承载大量的交通流量，车辆的重复荷载、风荷载等人为因素会引起市政桥梁内部结构的累积应力变化，桥梁结构的抗疲劳能力必然会随着时间的推移而下降，最终导致桥梁工程结构的累积疲劳损伤和破坏。此外，市政桥梁工程材料的不连续性和不均匀性使得桥梁结构在循环荷载的影响下容易逐渐形成宏观裂缝和脆性破坏。要解决这个问题，必须从工程施工的材料选择入手，选择耐腐蚀性强的混凝土材料，同时对混凝土结构进行动态控制和疲劳控制。应以桥梁结构的疲劳设计为市政桥梁设计的核心，从工程结构的总体设计入手，考虑局部关键部位的疲劳设计要求，加强工程结构疲劳损伤设计的研究。

2.3确保桥梁工程的结构连续性和完整性

国内大部分市政桥梁都可以归为杆式结构。所谓杆系结构，主要是由几根杆组成。这类工程结构多用于土木、建筑、机械、水利等工程。几根杆件的交接处是杆系结构的节点，结构中每个节点的每个杆件端之间不能有相对的线性位移，也就是说整个桥梁结构不能有不必要的位移变化，从而提高桥梁结构的稳定性。此外，在设计过程中必须保证桥梁结构的连续性和完整性，以保证结构构件截面的均匀平滑变化。这种设计既能保证工程的强度和稳定性，又能满足工程的美学要求。因此，在工程设计阶段，可以采用冗余设计，可以保证桥梁结构最大限度地抵抗局部变形破坏，同时具有较强的抵抗事故冲击、地震等外部威胁的结构倒塌能力。

2.4市政桥梁抗载荷能力设计

当前阶段，随着城市化进程的加快和经济社会的发展，尤其是现代物流行业的发展对道路桥梁运输能力提出了更高的要求，各个地区间的运输量越来越大，运输工具越来越多，对于市政桥梁载重能力也提出了更高的要求。例如市政跨河桥梁上出现成群结对的大型运输车辆，势必对市政桥梁结构坚实度是一项巨大的考验，所以桥梁抗高负荷承载设计至关重要。

市政桥梁抗载荷能力设计需要设计人员重视桥梁结构设计，首先可以在桥梁结构设计关键部位设置对应的减震装置，例如粘滞阻尼器，借助气弹性部件大幅度降低桥梁震动过程中产生的动能，最大限度的减少大型车辆过往、震动等对桥梁主体结构的损害；也可以设置铅芯橡胶支座，使用力学性能良好的支座与橡胶的结合设计可以有效降低支座本身的硬性撞击，提高桥梁主体结构抗载荷能力。总的来讲，市政桥梁主体结构设计必须对桥梁车流量等情况进行提前预估，事先计算出可能应对的负载情况，然后借助缓冲部件设置来降低重载荷引起的桥梁结构过大的压力，最大限度的提高桥梁抗载荷能力。

3结论

总之，市政桥梁工程安全性和耐久性会受到诸多内外部因素的影响，现阶段必须针对市政桥梁工程设计阶段存在的问题，创新桥梁结构设计理念，同时在考虑地质条件等现实情况的前提下，结合区域实际情况，从桥梁结构设计、疲劳损伤设计等关键环节入手，提高工程安全性和耐久性，为交通出行安全提供保障。

参考文献

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