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【摘 要】 随着经济的发展，我国的公路桥梁建设取得了空前的繁荣和发展，但是，公路桥梁建设工程虽然已经成为了振兴我国国民经济的支柱性产业，但它在设计过程仍然中存在一些问题。本文主要对基于安全考虑的公路桥梁设计相关问题进行了简要分析。
【关键词】 公路桥梁设计；安全性；措施
引言：
桥梁在公路工程中占有很重要的地位。公路桥梁设计时，设计师需对工程力学非常熟悉，并有较高的设计水平。因为设计中稍有疏忽就可能带来安全隐患，对公路桥梁的使用寿命产生影响，还有可能对人身安全构成威胁。基于安全考虑，加强对公路桥梁的设计分析非常必要。
一、桥梁设计安全的构成
1、桥梁结构的安全性
桥梁结构的安全性主要体现在结构的整体牢固性和构建的承载能力两个方面。桥梁结构的整体牢固性是指结构不应出现与其原因不相称的破坏后果，即在桥梁结构出现局部破坏的情况下，避免发生大范围连续破坏倒塌的能力。结构安全性良好的桥梁，依靠结构具有的优良的延性和必要的冗余度，在对付地震、爆炸等灾害或因人为差错导致的灾难方面，能够发挥较大作用，有效减轻灾害损失。桥梁结构构件承载能力是指桥梁结构具有的承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用的能力。负荷超载，是对桥梁结构构件承载能力的最大威胁，主要体现在以下两方面：
（1）长时间的超负荷或超载，会使桥梁应力幅度加大、损伤加剧，甚至会导致结构破坏事故。
（2）由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性。
2、桥梁结构的耐久性
在桥梁结构的设计与施工规范中，人们往往把重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少，实际上这样做存在很大的弊端。因为桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀及人为因素等外来作用，加之桥梁所采用材料的自身性能不断退化，各种因素的综合作用最终导致结构部分不同程度的损伤和劣化，从而影响了桥梁各结构的耐久性。因此切实改善桥梁耐久性是十分必要的，必须要对其给予高度的重视。
二、基于安全考虑的公路桥梁设计问题
1、方案设计不合理
不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题存在不少需要改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。
2、设计理论不够完善
国内的结构设计过程中，考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计，这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发，结构使用性能差，使用寿命短的不良后果。
可以说，目前国内的设计可视为静态的设计，它只定义了设计建成时刻结构具有的工作能力和性能，而对营运期间性能随时间的劣化及其实际的性能表现缺乏足够的认识和考虑；换言之，从经济性的角度讲是只考虑了建造成本，而忽视了营运期的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益。
三、基于安全考虑的公路桥梁设计措施
1、公路桥梁总跨径与孔径的确定
要确保公路桥梁的安全性，必须从安全角度出发考虑桥梁设计的合理性。对桥梁总跨径的精准确定，需要依据可靠的地质水文资料进行综合分析计算，并考虑总跨径与两边公路间的衔接，确保桥下具有足够排洪的面积。在桥梁设计时，还要考虑其经济性，特别是桥梁长度，对公路工程成本具有重要影响。桥梁长度应根据基础埋深与土壤性质，并基于河床可允许的冲刷深度，通过各方面的综合考虑之后进行确定，在允许范围内，可对桥梁总长度进行缩减，以尽可能降低工程投资总成本。对于桥梁孔径，需依据泄洪要求来确定。在公路桥梁设计中，桥梁跨径与分孔设定是很重要的，会直接影响桥梁施工难易程度与使用效果，并且还会影响公路桥梁总的造价成本。当桥梁多孔且孔径较小时，其桥梁上部造价相对较低，下部造价要高一些；当桥梁少孔且跨径大时，桥梁上部的造价就相对较高，下部墩台造价相对少一些。在確定桥梁孔位与孔径时，应选择最合理经济的标准，让桥梁总造价向最低趋势发展。
2、公路桥梁标高与横断面的确定
桥梁标高是桥梁设计中的重要数据。为确保桥梁下部的通航与排洪需要，需根据桥梁标高及洪水的水位净空要求，并参考桥型跨径，对桥道标高给予确定，再依据线路与地形要求，对桥梁纵断面进行设计。在公路桥梁设计中，横断面确定是很重要的，桥梁设计师要对桥面宽度与横断面布置数据进行计算，以满足通车与行人需要，这样的结构设计才最为经济合理。另外，为确保桥梁桥头与线形引道平顺及桥梁使用的舒适性，应从桥梁自身经济方面进行考虑，制定科学合理的施工方案，以确保公路桥梁的施工质量与安全性。
3、加强对桥梁疲劳损伤的关注
公路桥梁结构会受到风荷载与车辆荷载的影响，这两种荷载均为动荷载，会使桥梁内部产生应力变化，引发桥梁结构振动，并累积结构疲劳损伤。桥梁材料并非连续均匀的，存在较多细小的缺陷。在循环荷载下，微缺陷就会逐步发展，并形成损伤。材料当中会出现较大的裂纹，该裂纹如果未及时得到有效的控制，就会引发材料或者结构脆性的断裂。在桥梁初期使用中，疲劳损伤是难以检测到的，往往会带来灾难性后果。以前疲劳损伤被认为只是钢桥设计中的关键问题，但随着公路桥梁坍塌事故的不断发生，疲劳损伤也在混凝土结构当中被关注。疲劳损伤并非仅指整个结构，有时一些关键位置出现局部疲劳损伤，也可能致使整个桥梁结构失效，如斜拉桥的拉索锚固疲劳损伤。
4、重视桥梁超载
在桥梁超载中，主要有原设计、车辆违规与老桥超龄负载运营等三方面的超载，在我国，车辆违规与超过原设计的车流量超载比较常见。桥梁超载会使桥梁的疲劳应力增大，加剧损伤程度，还可能会出现桥梁结构的破坏事故。并且因超载带来的损伤无法恢复，会让桥梁在正常状况下，出现工作状态的变化，危害其耐久安全性。如混凝土桥梁在车辆超载下，有可能出现开裂，即使荷载消除后，裂缝闭合，混凝土内部也容易出现损伤，其构件易开裂，弯矩也变低。为确保桥梁设计的安全合理，应借鉴国内外先进的设计经验成果，加强结构性能的设计，主要包含裂缝、变形、美观与振动等方面的分析设计，以确保桥梁在其使用寿命内，除具备安全性外，还有良好的耐疲劳、抗腐蚀等使用性能。
四、结束语
公路桥梁的设计存在问题会严重影响人身安全与财产安全，因此对公路桥梁的设计一定要予以重视，尤其是设计者一定要把在施工过程及投入使用后可能出现的状况考虑完全，设计出更具有使用性能的公路桥梁，严格要求施工人员使用符合标准的建筑材料，为促进公路桥梁建筑工程的可持续发展提供保障。
参考文献：
[1]黄绍辉.小议路桥设计中的安全性和耐久性[J].四川建筑，2011.
[2]罗昌维，杨福基.对公路桥梁设计安全的探讨[J].科学之友，2010.
[3]张清民.桥梁设计中若干问题研究[J].科技创新导报，2010.
【关键词】 公路桥梁设计；安全性；措施
引言：
桥梁在公路工程中占有很重要的地位。公路桥梁设计时，设计师需对工程力学非常熟悉，并有较高的设计水平。因为设计中稍有疏忽就可能带来安全隐患，对公路桥梁的使用寿命产生影响，还有可能对人身安全构成威胁。基于安全考虑，加强对公路桥梁的设计分析非常必要。
一、桥梁设计安全的构成
1、桥梁结构的安全性
桥梁结构的安全性主要体现在结构的整体牢固性和构建的承载能力两个方面。桥梁结构的整体牢固性是指结构不应出现与其原因不相称的破坏后果，即在桥梁结构出现局部破坏的情况下，避免发生大范围连续破坏倒塌的能力。结构安全性良好的桥梁，依靠结构具有的优良的延性和必要的冗余度，在对付地震、爆炸等灾害或因人为差错导致的灾难方面，能够发挥较大作用，有效减轻灾害损失。桥梁结构构件承载能力是指桥梁结构具有的承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用的能力。负荷超载，是对桥梁结构构件承载能力的最大威胁，主要体现在以下两方面：
（1）长时间的超负荷或超载，会使桥梁应力幅度加大、损伤加剧，甚至会导致结构破坏事故。
（2）由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性。
2、桥梁结构的耐久性
在桥梁结构的设计与施工规范中，人们往往把重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少，实际上这样做存在很大的弊端。因为桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀及人为因素等外来作用，加之桥梁所采用材料的自身性能不断退化，各种因素的综合作用最终导致结构部分不同程度的损伤和劣化，从而影响了桥梁各结构的耐久性。因此切实改善桥梁耐久性是十分必要的，必须要对其给予高度的重视。
二、基于安全考虑的公路桥梁设计问题
1、方案设计不合理
不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题存在不少需要改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。
2、设计理论不够完善
国内的结构设计过程中，考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计，这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发，结构使用性能差，使用寿命短的不良后果。
可以说，目前国内的设计可视为静态的设计，它只定义了设计建成时刻结构具有的工作能力和性能，而对营运期间性能随时间的劣化及其实际的性能表现缺乏足够的认识和考虑；换言之，从经济性的角度讲是只考虑了建造成本，而忽视了营运期的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益。
三、基于安全考虑的公路桥梁设计措施
1、公路桥梁总跨径与孔径的确定
要确保公路桥梁的安全性，必须从安全角度出发考虑桥梁设计的合理性。对桥梁总跨径的精准确定，需要依据可靠的地质水文资料进行综合分析计算，并考虑总跨径与两边公路间的衔接，确保桥下具有足够排洪的面积。在桥梁设计时，还要考虑其经济性，特别是桥梁长度，对公路工程成本具有重要影响。桥梁长度应根据基础埋深与土壤性质，并基于河床可允许的冲刷深度，通过各方面的综合考虑之后进行确定，在允许范围内，可对桥梁总长度进行缩减，以尽可能降低工程投资总成本。对于桥梁孔径，需依据泄洪要求来确定。在公路桥梁设计中，桥梁跨径与分孔设定是很重要的，会直接影响桥梁施工难易程度与使用效果，并且还会影响公路桥梁总的造价成本。当桥梁多孔且孔径较小时，其桥梁上部造价相对较低，下部造价要高一些；当桥梁少孔且跨径大时，桥梁上部的造价就相对较高，下部墩台造价相对少一些。在確定桥梁孔位与孔径时，应选择最合理经济的标准，让桥梁总造价向最低趋势发展。
2、公路桥梁标高与横断面的确定
桥梁标高是桥梁设计中的重要数据。为确保桥梁下部的通航与排洪需要，需根据桥梁标高及洪水的水位净空要求，并参考桥型跨径，对桥道标高给予确定，再依据线路与地形要求，对桥梁纵断面进行设计。在公路桥梁设计中，横断面确定是很重要的，桥梁设计师要对桥面宽度与横断面布置数据进行计算，以满足通车与行人需要，这样的结构设计才最为经济合理。另外，为确保桥梁桥头与线形引道平顺及桥梁使用的舒适性，应从桥梁自身经济方面进行考虑，制定科学合理的施工方案，以确保公路桥梁的施工质量与安全性。
3、加强对桥梁疲劳损伤的关注
公路桥梁结构会受到风荷载与车辆荷载的影响，这两种荷载均为动荷载，会使桥梁内部产生应力变化，引发桥梁结构振动，并累积结构疲劳损伤。桥梁材料并非连续均匀的，存在较多细小的缺陷。在循环荷载下，微缺陷就会逐步发展，并形成损伤。材料当中会出现较大的裂纹，该裂纹如果未及时得到有效的控制，就会引发材料或者结构脆性的断裂。在桥梁初期使用中，疲劳损伤是难以检测到的，往往会带来灾难性后果。以前疲劳损伤被认为只是钢桥设计中的关键问题，但随着公路桥梁坍塌事故的不断发生，疲劳损伤也在混凝土结构当中被关注。疲劳损伤并非仅指整个结构，有时一些关键位置出现局部疲劳损伤，也可能致使整个桥梁结构失效，如斜拉桥的拉索锚固疲劳损伤。
4、重视桥梁超载
在桥梁超载中，主要有原设计、车辆违规与老桥超龄负载运营等三方面的超载，在我国，车辆违规与超过原设计的车流量超载比较常见。桥梁超载会使桥梁的疲劳应力增大，加剧损伤程度，还可能会出现桥梁结构的破坏事故。并且因超载带来的损伤无法恢复，会让桥梁在正常状况下，出现工作状态的变化，危害其耐久安全性。如混凝土桥梁在车辆超载下，有可能出现开裂，即使荷载消除后，裂缝闭合，混凝土内部也容易出现损伤，其构件易开裂，弯矩也变低。为确保桥梁设计的安全合理，应借鉴国内外先进的设计经验成果，加强结构性能的设计，主要包含裂缝、变形、美观与振动等方面的分析设计，以确保桥梁在其使用寿命内，除具备安全性外，还有良好的耐疲劳、抗腐蚀等使用性能。
四、结束语
公路桥梁的设计存在问题会严重影响人身安全与财产安全，因此对公路桥梁的设计一定要予以重视，尤其是设计者一定要把在施工过程及投入使用后可能出现的状况考虑完全，设计出更具有使用性能的公路桥梁，严格要求施工人员使用符合标准的建筑材料，为促进公路桥梁建筑工程的可持续发展提供保障。
参考文献：
[1]黄绍辉.小议路桥设计中的安全性和耐久性[J].四川建筑，2011.
[2]罗昌维，杨福基.对公路桥梁设计安全的探讨[J].科学之友，2010.
[3]张清民.桥梁设计中若干问题研究[J].科技创新导报，2010.