云南省香格里拉市交通运输局 674499
摘要：20世纪70年代，我国道路交通进入了快速发展时期，建立了大量混凝土桥梁工程。时至今日，当初建成的桥梁的使用年限已经超过了三十年。经过多年的高负荷使用，再加上后期维护不到位，使得很多桥梁开始出现质量问题，比如路基产生裂缝、钢筋出现锈蚀等，这都为后期埋下了巨大的安全隐患，严重影响桥梁的耐久性。另外，私家车和超载车辆激增等也过度消耗了桥梁的承受能力，导致许多构件老化速度加快。因此，为了尽可能提升桥梁工程的安全性和耐久性，施工人员需要对方案设计予以高度重视，在设计过程中全面考虑，保证桥梁工程的质量。
关键词：公路桥梁设计；安全性；耐久性
1公路桥梁设计内容
公路桥梁在设计时，现场勘查检测工作非常重要，应针对桥梁结构部署进行完善，加大施工材料管理力度，确定工程施工技术标准，认真完成道路桥梁养护任务。
近年来社会经济的发展，对交通输送也是非常依赖，在车辆数量急剧上涨的基础上，桥梁肩负的重量也渐渐增加，因此对线路坡度、曲线要求越发严格。工作人员应利用现有资源，选择新型设计方案，使公路桥梁质量维持在稳定状态，增强安全性能，合理规划结构设计，进而符合社会经济发展要求，确保设计结构的严谨性与规范性。
（1）相对于结构技术而言，跨度设计是桥梁工程设计的重点内容，掌握桥梁孔径，完成导流建筑物设计工作，结构的抗腐蚀性、抗冲刷、冻融及撞击等设计也是确保桥梁运营安全和耐久的重要措施。
（2）在挑选施工材料时，确保材料耐久、质量与设计规划一致，与此同时节省投资资金，针对现阶段状况而言，公路桥梁设计材料主要有钢材和混凝土，使桥梁安全性及耐久性有所提升。
（3）公路桥梁在施工阶段，施工单位尽可能的引用新型施工技术，确保其安全性能，做好施工准备工作，缩减施工周期，提高施工质量，减少工程造价。
（4）公路桥梁施工竣工后，加强桥梁保护力度，发现问题及时处理，提高桥梁安全性。施工人员要多引荐国内外先进高效的检测技术，全面检测和维护公路桥梁，对桥梁运行状况，制订养护方案，方便人们出行。
2桥梁工程设计存在的问题
2.1安全性不高
现阶段，在我国的公路桥梁中，存在各种安全隐患的工程占比超过总数量的3.5%。为了彻底解决公路桥梁的安全问题，防止老化、破损等问题的发生，我国在针对桥梁工程的监管、维护方面下了很大功夫，特别是钢筋混凝土建筑，在加大投资的同时还配备了专业型人才和先进技术设备。不过，这些举措并没有从根本上解决问题，从实际情况来看，桥梁损坏、裂缝等问题依然很多，对桥梁整体工程安全产生极大的负面影响。
2.2缺乏耐久性
对工程案例进行分析可知，现阶段，缺乏耐久性是影响我国桥梁安全的首要问题，具体表现有以下几个方面：
（1）混凝土结构疲劳与老化。这个问题在全世界桥梁结构与建设中都比较常见，也非常不好处理。桥梁结构经过多年的使用，都多多少少存在疲劳和老化的问题。所以，就需要施工人员在监管上多下功夫，定期进行加固和维护，防止出现重大事故。
（2）结构密实性差。出现这样的问题主要是因为施工过程中缺乏严格把控，导致压实和碾压操作不到位，最终使得桥梁结构在遇到重压之后产生裂缝。
（3）混凝土碳化。在混凝土中存在着大量的氢氧化钙，这些物质在桥梁结构中会和一氧化碳相遇并产生化学反应，这会大大降低结构中碱成分的含量，影响到钢筋防钝化保护膜的质量。
（4）钢筋锈蚀。如果保护钢筋表面的薄膜出现了破损，那么空气中的水等就会和钢筋发生化学反应，使暴露出来的钢筋产生锈蚀。随着锈蚀面积的不断加大，钢筋的体积也会发生变化，进而动摇了混凝土的内部结构，导致裂缝的产生。这样的情况持续下去，整个桥梁的内部结构都会发生变化，最终引发重大的安全事故。
2.3桥梁设计的规范性不足
现阶段我国广泛使用的桥梁设计标准和方案都是在总结过去成功经验的基础上形成的，同时也会对具体桥梁工程的实际情况进行具体分析。但是，在桥梁工程建设过程中依然有着种种不合理之处，如果不能妥善予以解决，就会大大降低我国桥梁设计的安全性，最终影响施工质量，导致安全事故发生。再有，很多工程设计人员主观意识较强，没有严格按照设计规范的标准完成设计工作。因此，桥梁设计存在的不规范性，也是摆在设计人员面前的首要问题。
2.4工程设计人员的综合素质不高
桥梁设计和施工方案会涉及到方方面面的问题，这就对工程设计者的专业能力和实践经验提出了较高的要求。但是，从现实情况来看，设计师的水平参差不齐，有时候并不能满足桥梁工程设计的实际需要，这也可能诱发工程质量问题。和其他工程项目有所不同，桥梁在施工和建设方面通常工期比较短，也不会给设计工作留下非常充裕的时间，因此设计者需要在限定时间内保质保量完成图纸和方案，还要确保自己的方案符合行业标准。在这样紧张的情况下，设计者已经没有多余的时间去接触新知识、新技术，掌握行业发展动态，提升自身综合能力，所以，在桥梁设计过程中可能会遇到问题而想不到解决的办法，这样也会影响桥梁设计，最终造成安全性和耐久性等问题。
2.5设计过程忽略细节问题
如前文所言，桥梁设计会涉及到多方面的要素，其中，设计流程较繁琐，这就对设计者的工作耐心提出了很高的要求，只有具备了充分的耐心和信心，设计者才能针对各个细节问题进行反复考虑，降低发生错误的可能性。但是，这一点也正是现阶段桥梁设计工作者所欠缺的，比如在对承载力进行设计时没有考虑到降水降雪等天气因素，也忽视了桥梁的整体功能，最终使得工程质量达不到预期要求。
3公路桥梁设计中安全性和耐久性提高原则
3.1注重设计方案的质量水平
公路与桥梁是民生基础设施建设中的重要组成部分，不仅对民众的出行与基础生活产生影响，也直接影响着区域经济建设水平。此项工作组织开展时，要在使用安全与耐久性保障下提升设计水平，同时保障其美观性。桥梁承载能力上的指标设置不能只考虑承载的极限，最好保障桥梁的使用周期可达到标准，并让桥梁的实际应用效果更好。
良好的桥梁设计可让桥梁的施工与组织工作开展的更为高效，减少桥梁的施工过程中出现的突发状况，让设计方案与实际施工之间的误差数值得到降低。为了让工程修建质量更高，必须从工程设计阶段开始，采用科学的技术与管理手段，时刻监督组织工作开展过程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.2重视桥梁结构耐久性分析工作
公路施工过程中使用的材料强度必须达到公路修建的等级结构分析脆性的标准基数要求，混凝土强度设计数值与混凝土材料的分项值系数比例数值应是1.45，并在这个数值的基础上对二级安全结构等级进行延续性规范，能够通过相应参数计算可靠性指标与安全率。由于我国深居内陆，碳化成为混凝土结构性能退化的主要原因，所以研究探讨混凝土抵抗碳化侵蚀，是保护钢筋不发生锈蚀的关键，根据《混凝土长期性能试验》中所总结的数据得知，满载混凝土材料抗碳化耐久度需要在标准中养护28d，二氧化碳控制在0.04%浓度时桥梁的结构耐久性最好。这些结构耐久性上的规范与信息指导必须在设计方案中得到详细规划，保证后续工作落实的严谨性。
3.3重视截面抗震和抗裂性指标规划
作为公路桥梁建设中的重要影响因素，截面抗裂与抗震工作必须引起施工人员的注意，并在设计方案中就对相关设计细节进行科学调整，让抗震与抗裂计算结果可以达到相关要求，保证计算产生的误差能够被控制在合理范围之内。首先，工作人员要对公路桥梁结构的不同位置的抗震抗裂数值进行判定，然后对每个横截面的混凝土应力数值进行计算，一般情况下，公路桥梁截面的混凝土预应力结构裂痕分为三个结构等级，一级要求是混凝土结构不能有裂缝；二级是允许一定尺度的裂缝存在，并且可以存在标准组合和非标准组合两种共存标准；三级级数结构是可以出现预应力混凝土结构。
4提升公路桥梁设计安全与耐久性的实用方法
4.1优化设计理念
工程设计贯穿于工程施工的全程。在实际施工中起到指导、规范、调整的作用。设计理念关系着工程施工的技术指导规范，要坚持以安全耐用为基础，兼顾结构外观的理念，这样才能正确把握工程施工的本质方向。道路桥梁质量的安全耐用是工程质量的本质，城市的公路桥梁是城市发展的命脉，因此，要以保证工程质量安全稳固为出发点，开展设计工作，在安全稳固的基础之上追求设计的美轮美奂。另外，要注重对设计专业人才的建设，在工程实际中，很多设计方面的人员往往具有丰富的理论知识功底，但由于参与工程设计实践机会较少等原因，对于设计方面的实际问题把握能力稍显稚嫩，导致对影响工程设计的因素考虑不周全，从而影响着设计方案的科学性和合理性。因此，不仅要注重设计人员的专业资质方面的培养，还要注重设计人才在工程设计的实际应用方面培养，只有形成“理论联系实际”的人才建设目标，才能提高设计能力水平。
4.2注重气压环境
设计时应考虑到当地的气压环境对工程施工的影响。在实际施工中，主要建筑材料——混凝土在搅拌、配比等有一定的技术要求，而混凝土的质量也易受外部环境的影响；其中，气压环境对混凝土的质量影响比较严重。气压的不稳定会导致混凝土碳化，造成混凝土质量性能的退化，而保证混凝土中的钢筋部分不受腐蚀是关键。因此，工程设计人员需要对当地的实际气候气压情况进行检测，结合不同的气压环境进行相应的施工方案变通，才能够让整个施工过程更加顺利。
4.3疲劳损耗分析
城市道路桥梁一般具有人流量、车流量较大的特点，在长期使用后会出现其抗疲劳性能下降的问题，从而对道路桥梁的质量安全及耐久性产生严重影响，这也是在工程的设计中应该考虑的必要因素。最大限度的保障公路桥梁在发生疲劳损耗后不影响其质量安全稳定，主要做好以下两方面的工作：即工程材料的选用和工程结构的设计。在设计中要根据当地实际的自然环境因素，多方位模拟比对混凝土的抗侵蚀、抗压的性能研究，通过全面的多角度的试验考察研究，得出合理的混凝土质量比例，要对混凝土采取一定的保养维护措施，使其最大化的发挥性能，从而保证混凝土的经久耐用。例如：选用适当的品种的水泥和掺合料；适当控制混凝土的水灰比和水泥用量；长期处于潮湿和严寒环境中的混凝土，应掺用引气剂等措施。在工程结构设计时，要严格按照国家相关技术规范开展，防止出现施工企业为了控制成本等原因而不符合设计规范要求的现象。
4.4截面抗震抗裂
道路桥梁的截面具有保持工程结构整体性的作用；同时将正面所承载的荷载传递给下部的结构，使道路桥梁的实际承载受力情况得到合理有效的分解。因此，截面的抗震抗裂设计在工程的整体设计中有着十分重要的作用。道路桥梁的截面位置是其结构的重要组成部分，其抗震抗压能力直接影响着道路桥梁的使用寿命和结构安全。在具体的工程设计实践中，要针对工程不同结构部分的不同截面位置，进行测量取值，确保其抗压抗震数据的客观性和有效性。在公路桥梁的抗裂方面，应该按照混凝土结构裂痕的三个等级标准，开展对混凝土结构预应力检测，三个等级标准的具体内容为：三级是可以出现裂缝的预应力混凝土结构；二级是可以出现标准组合和非标准组合两种共存标准；一级是不能出现裂缝的混凝土结构。在进行实地检测后，要对每个截面位置可能受到的受压受弯曲等因素进行合理的模拟运算，从而合理的分析设计工程整体的抗震抗裂工作。
4.5完善桥梁安全性耐久性设计规范
在桥梁设计者开展设计工作时，一定要严格按照设计规范标准进行操作，如果在过程中遇到规范性不足等原则性问题，就要积极引入先进设计理念予以调整，保证桥梁工程的质量安全，确保其安全性和耐久性不受影响。
（1）桥梁设计单位要重视吸收国际先进理念，定时或不定时组织工作人员开展教育和培训工作，增加设计工作者的知识储备，同时更新和完善其知识结构，引导他们把学习到的知识应用到桥梁设计工作当中。
（2）学习国外先进的桥梁设计理念和应用方法。和其他国家相比，欧洲的桥梁工程不仅建设质量过硬，设计技术水平也较高，尤其是在结构的设计方面，欧洲针对桥梁在使用过程中较易出现的变形和裂缝问题进行了深入细致的研究，由此总结出相应的设计规范，因此要在以后的工作中积极进行学习和借鉴。
4.6建立健全桥梁运营管理制度
桥梁出现超载有两种情况：（1）运营管理不科学，导致车流量过大或是超载过于严重，给桥梁带来了极大的负荷和压力；（2）设计荷载出现变化，因此设计者需要在原有基础上对桥梁设计的交通量进行合理提升。总而言之，施工单位要对桥梁的运营管理机制进行动态的调整和完善，不断加强监督和管理，保证设计流量和真实车流量相吻合，将超载降到最低。
结论
安全性与耐久性是道路与桥梁建设中的重要指标，工程建设技术人员必须在实际工作中秉承科学原则，严格按照施工技术规范开展工作，让道路与桥梁建设的质量达到相应要求。工作人员必须在实际工作落实中不断优化桥梁设计方案，并对工程设计施工步骤进行科学管理，确保公路与桥梁的使用寿命达到要求。
参考文献：
[1]龚磊，包震海.公路桥梁设计中的新理念与实践[J].交通世界，2018（36）：112-113.
[2]张永飞.公路桥梁设计中的耐久性分析[J].工程技术研究，2018（13）：149-150.
[3]马运朝，杨国民.公路桥梁设计的安全性和耐久性研究[J].四川水泥，2018（10）：59.
[4]荀浩，谢梦臻.浅析公路桥梁安全性和耐久性设计[J].民营科技，2018（4）：110.
论文作者:邓志成
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第9期
论文发表时间:2019/10/24
标签：桥梁论文; 耐久性论文; 混凝土论文; 结构论文; 公路论文; 工程论文; 质量论文; 《建筑细部》2019年第9期论文;