浅析市政路桥中安全性与耐久性的设计

查品才

摘要：随着改革开放和我国经济的快速发展，城市市政路桥的新建和改建任务变得繁重。进入新世纪后，事故不断增加，市政路桥的安全性和耐久性也被人们高度重视。本文就市政路桥的设计现状、路桥设计的安全性以及耐久性差的原因进行了分析、探讨，并提出了解决方案。

关键词：市政路桥设计；安全性；耐久性；

目前，我国现阶段的道路桥梁，特别是城市路桥的建设、发展都空前繁荣。从我国的城市建设近况来看，城市路桥设计中能够保障桥梁的安全性、实用性以及耐久性的各项工程任务仍旧很繁重。笔者从市政路桥设计的四个方面出发，即设计理论和结构构造体系不尽完善、忽略研究路桥疲劳损伤情况、盲目追求市政路桥施工进度、忽略路桥超载问题和缺少正常的检测和维护，深入分析了市政路桥的建设问题。

一、市政路桥设计现状

目前，在市政路桥的新建、改建以及加固维修的各项工程设计中，多数设计者只是简单的在规范上满足了路桥结构强度安全性的要求，而忽略了路桥建设中的现实方面用于加强、保证结构安全性的要求。比如，在结构材料、施工过程中常出现人为的错误。有的计算受力路线不明确，使得局部受力过大；有的混凝土强度不够、钢筋过细、截面过薄、保护层厚度太小等等，这些都降低了结构的耐久性，严重影响了其安全性。部分路桥虽然满足了设计规范的强度要求，但是仅仅使用了5～10 年就因耐久性问题而影响了结构的整体安全。结构的耐久性不足已经成为了一个最为现实的安全问题，在设计时应从材料和构造等方面采取措施，从而加强结构的耐久性。

一份规范不可能包含设计人员需要解决的全部问题，更不可能满足信息化时代下新技术、新材料的要求。由于使用环境、使用条件、设计对象的不同，从而对结构产生的构造和布局的部分要求也不尽相同。因此，安全、耐久的结构设计不但需要满足规范上的要求，而且还需要设计者能结合自己的实践经验，从实际出发，提出更佳安全适用的设计。

二、路桥安全性、耐久性差的原因

1. 设计理论、结构构造体系不尽完善设计环节以及施工阶段的不足都会影响到路桥的安全性和耐久性的缺失，下面从路桥的设计方面进行分析研究。设计阶段对路桥质量有很大影响，它对施工整体进行布局，用于控制整个工程的施工过程。施工中所使用的材料都需符合规范所规定的要求，应严格按照规范标准选购材料。对于路桥工程中的各个构件，不仅应满足构件自身条件，还应满足其在整体路桥结构中的性能指标。

题。设计人员只有有了专业知识、先进的设计理念以及丰富的实践经验才可以设计出优秀的路桥方案，才可以保障路桥的安全适用性和耐久性。延长路桥适用寿命，提高使用质量。

2. 忽略研究路桥疲劳损伤情况

进入21世纪，人们渐渐的意识到疲劳损伤同样对混凝土结构有着重大影响，我们不应忽视，于是设计人员开始着手研究混凝土结构的疲劳损伤并取得了初步的研究成果。路桥使用的材料不是连续、均匀的，因而在结构内部肯定存在着众多肉眼观察不到的缺陷。在动荷载的作用下，这些微小的缺陷会因不堪重负而不断严重，渐渐的会形成疲劳损失，随着时间的推移也会出现明显的裂纹。若对这些明显裂纹不重视、不采取必要措施的话，随着时间推移必会引起路桥结构断裂。但这些微观裂纹平时不易被检测出来，人们也就因不易察觉而忽视其影响，这必然会引发严重的后果。

3. 盲目追求市政路桥施工进度

市政路桥设计对混凝土强度等级的要求一般较严格，若仅仅盲目追求市政路桥的施工进度，肯定不能保证路桥质量的安全性和耐久性。甚至一些路桥施工队伍会在浇筑混凝土结构时添加催化剂、忽视混凝土养护，这些都会削弱路桥的内部结构、强度、承载力以及降低混凝土的抗渗性。

4. 忽略路桥超载问题，缺少正常的检测和维护

汽车超载情况主要有三类：前期修建的老路桥超龄运营；路桥的通行车流量超出原来的设计量；车辆违规超载。引起前两种情况的主要原因是设计荷载量的变化以及交通量的增加，第三种情况是司机违规超载运营，后一种情况在我国的道路运输中很普遍。

路桥超载一方面会引起疲劳问题。超载会增大路桥的疲劳应力幅度，出现一些因超载导致的结构破坏事故。另一方面由于超载导致的路桥的内部损伤是无法恢复的，这些必然引起路桥的结构开裂，严重危害路桥的安全性、耐久性。

我们只有正确使用、正常检测并定期维护路桥，才可保障路桥结构的安全性和耐久性。对基础设施工程如市政路桥应进行结构寿命经济分析、评价，适当加大初期的投资经费，强化结构的耐久性，这才是最经济、最有效的途径。

三、改进和努力的方向

1. 重视结构的耐久性问题

对路桥来讲，耐久性也就是使用寿命，路桥使用寿命的长短关乎到经济性问题。在路桥的施工过程中，施工工艺、施工使用的材料质量问题都会影响到路桥的耐久性，缩短使用寿命。经大量的事实表明，施工、材料以及设计环节都会影响到路桥结构的耐久性。

长久以来，多数设计者对路桥的设计只是注重整体结构而忽视细节，而且并没有考虑到路桥的后期使用、维护。在设计环节，设计人员应全面考虑，不仅要强调结构设计、施工期的安全性、耐久性以及整体牢固性，还要考虑路桥投入使用阶段的检测、维护技术。

2. 重视疲劳损伤的问题

路桥结构所承受的动荷载一般指的是车辆荷载以及风荷载，在结构内会产生应力，从而引起结构振动和结构的疲劳损伤。早起疲劳损伤不易察觉，但会引起灾难性的后果。对疲劳损伤的研究不只是整个结构，事实上，路桥结构常由于一些关键部位的部分疲劳失效导致整个结构失效。

3. 重视材料工艺设计

我国路桥设计存在的问题主要是结构正常使用的性能差（即与设计初期相比，可总结为适用性较差，例如桥梁振动过大、接头跳车、结构开裂等）、安全性和耐久性差（即寿命短、维护费高、安全事故频发等）。这些问题与目前我国施工质量以及管理水平低有关。由于这些问题并不能在短时间内得到解决，工程设计人员应正视这一问题。考虑的因素包括施工管理的水平、材料工艺，应采用适当的设计方法和安全度保证路桥的使用性能，这才是主动、有效的方法。

四、结语

本文简单分析了市政路桥的安全性和耐久性差的主要原因。耐久性的预测不可能十分精确，结构的使用寿命预测也只是个估值。由于影响耐久性的因素很多，设计人员应在工程实践中不断总结，吸取教训，认真进行结构耐久性的设计。市政路桥安全性和耐久性的不足已经成为亟需解决的问题，我们应积极借鉴国内外的经验，加强施工质量管理，强化设计理念。同时还应加强疲劳、超载对路桥结构耐久性的研究，从而提高路桥的安全性和耐久性。

参考文献：

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[2] 尹志強，桥梁工程设计中的安全性和耐久性问题[J].交通世界，2009（09）

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