公路桥梁设计关键技术及解决措施探究

公路桥梁设计关键技术及解决措施探究

王灏

枣庄市路达公路勘察设计咨询有限公司山东省枣庄市277800

摘要：在我国建设市场经济的浪潮中，全国各地开始重视起对高速公路的建设。随着我国近年来高速公路建设规模的逐步加大，各地区的高速公路施工城建工作量也连年增长，而其中桥梁结构的高速公路工程建设也占有很大的比例。在我国中西部地区，复杂地质、地貌条件下，建设高速公路具有相当大的难度，高速公路的建设要穿越崇山峻岭，因此为解决技术难题，在高速公路建设中必然会更多的选择桥梁建设作为辅助，据统计西部地区高速公路建设中，桥梁投资的比例占高速公路总价的一半以上。由于高速公路路线长，桥梁多，桥型各异，加之地质情况复杂多变，给组织桥梁施工带来困难。本文首先对我国现今高速公路桥梁设计的现状进行分析，后对公路桥梁设计中需要考虑的各类因素做了详细的分析，并提出了相应的解决措施。

关键词：公路桥梁设计；技术；措施

任何时期，公路都是国民经济的重要命脉，由于其特有的灵活性和优越性，发挥着其他运输方式不可替代的作用。随着经济技术水平发展的不断提高和人们的生活水平的日益提高，人们对于出行中的交通需求也随之不断的提高。在工程建设发展中，公路桥梁设计项目的开展工作，对于工程建设有着至关重要的作用。因此在公路桥梁的设计项目开展工作的过程中，要时刻注意相关的施工事项，并进行有关公路桥梁设计数据的分析，才能够使其顺利的开展工作，提高施工设计技术水平的发展。

一、我国现今高速公路桥梁设计的现状

近些年来,国内发生不少桥梁倒塌的严重事故,造成很多不该有的人间悲剧。但调查分析结果表明,很多事故是因为设计不规范或施工不注意质量控制造成的。施工中的偷工减料、工程腐败,设计中的态度不严谨,计算错误等等都是造成桥梁英年早逝或出现安全隐患的重要因素。这些年来,桥梁的建设的情况如下:桥梁结构的安全问题虽受重视,但各种事故依然经常发生,桥梁的耐久性常被忽视不管,隐藏着各种安全隐患,严重影响桥梁的寿命。目前,桥梁设计的耐久性设计,常常只是作为一个参考价值,而不是具体计算出其应有的安全使用年限,更不会对桥梁的耐久性进行一系列的实验研究探讨。这种现象在一定程度上导致了桥梁事故发生频繁、结构使用性能差、耐久性差的严重后果,也背离了国际上对桥梁结构的耐久性、安全性、适用性日益重视的发展趋势。

二、公路桥梁设计的关键问题分析

2.1设计理念缺乏完善性

在对公路桥梁进行设计的过程中，衡量设计方案优劣的重要指标就是其安全性和稳定性。因此，必须对公路桥梁结构的设计进行重点关注，保证其结构的科学性。但是在实际设计的过程中，影响设计工作的因素较多，加之工序复杂，设计人员很难做到面面俱到。因此就可能导致一些问题被忽视，在这种情况下后期公路桥梁施工建设的顺利进行就会受到阻碍，从而导致其质量达不到理想要求。

2.2缺乏有效的施工管理

公路桥梁施工建设的内容较为复杂，并且部分工程施工难度较大，因此对施工人员素质以及施工技术水平的要求普遍较高。但是施工人员一般不具备相关的技能知识，导致施工建设的规范性无法得到保障。同时，施工管理不到位的现象也普遍存在，不仅为施工建设埋下一定的安全隐患，还对施工质量造成影响。近些年来公路桥梁安全事故多发都是由于这一问题造成。

2.3基础设计存在问题

在桥梁施工中桥梁基础设计是影响质量的主要因素，桥梁基础设计的内容主要包括桥墩的设计，而墩台设计的种类可以分为钻孔灌注桩基础和明挖扩大基础两种。两者各有优劣，所以在进行基础设计的过程中，可以根据当地的地质条件选择合适的基础设计方式。同时，在进行基础设计的过程中，要对当地的地形以及自然环境因素进行综合考量，避免出现设计不合理的地方。

2.4钢筋混凝土的耐久性问题

在公路桥梁设计的过程中，普遍情况下会采用钢筋混凝土的结构形式，其优点是结构稳定、强度较高。但是对钢筋混凝土材料的选择同样不可忽视，其直接影响公路桥梁结构的可靠性。对钢筋混凝土材料的选择必须要结合当地自然环境以及公路桥梁建设的具体要求。同时，还要对钢筋混凝土结构采取一定的防护措施，切实保障钢筋混凝土结构的强度提升工程的质量。

三、提高公路桥梁设计安全性的措施

（一）加强对桥梁寿命期的理解

我国在工程建设方面,将逐步从最初的单纯设计满足载荷强度的设计原则转变到既满足载荷强度需求又满足桥梁寿命需要的设计思路。符合国际上造桥对寿命期的要求。加强桥梁使用寿命的理解,应首先要研究确定结构重要性的方法。例如,一般我国设计的公路桥梁若不是高速公路则只需设计50年寿命,而高速公路或其他造价较高的桥梁设计时则需100年甚至要150年。但这些寿命来源并不可靠,需经过大量模拟实验证明。寿命期定后桥梁建设的规划、设计、施工、运行(包括养护、维修、管理)也需要综合考虑,以便修建的桥梁寿命在预想之中。

（二）对桥梁结构耐久性的设计应减轻甚至隔绝环境因素的影响

特别在靠近氯离子侵蚀严重的海边,其环境因素对桥梁的影响后果更不容忽视。桥面应有一定的坡度或设置排管水道,在混凝土桥面板与路面层之间设置可靠防水层,防止水向下渗漏,造成环境对桥梁的破坏后果。

（三）重视桥梁疲劳损伤问题的研究

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载,会在结构内产生循环变化的应力,不但会引起结构的振动,还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的,实际上还存在有许多微小的缺陷,在循环荷载作用下,这此微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤,并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果这些宏观裂纹得不到有效控制,极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到,但其带来的后果是灾难性的。对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言,事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效。

（四）重视桥梁耐久性方案设计

提高混凝土自身的耐久性是解决桥梁结构耐久性的前提和基础。除此之外,要从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性。

（五）加大钢筋的混凝土保护层厚度

加强构造配筋,防止和控制混凝土裂缝。加大钢筋的混凝土保护层厚度是保护钢筋免于锈蚀,提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。控制混凝土的裂缝,除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外,更重要的是要采取构造措施,控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。

结束语：

公路工程施工质量控制是一项重要的工作，不仅需要工程参与者能够通力配合，更需要足够的责任心。在桥梁施工过程中要经济合理的使用材料资源，坚持施工原则，严格执行国家现行的施工规范和国家批准的技术标准；积极推广应用“可靠性施工”、“结构优化施工”等现代施工办法；要注意因地制宜，节省建设资金，就地取材等。这就需要施工工人和有关人员吸取经验，采取种种措施避免不良因素，保证桥梁质量。在公路工程建设中加强对施工质量的控制力度,不仅能够保证工程质量、确保行车安全、延长公路的使用寿命,还能避免因返工或大修而给国家带来经济损失。

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