桥梁设计中存在的安全耐久性问题及对策研究

朱星丞

【摘要】桥梁的安全性是指在桥梁正常设计、施工和使用情况下，桥梁能够承受各种突发事件的能力。桥梁的耐久性又称为桥梁的使用周期，是指桥梁建成和投入使用之后，桥梁能够随着时间延续而保持正常功能的能力。桥梁工程建设是一项系统和复杂的工作，涉及面广、投入资金巨大、项目风险巨大，如果在设计的时候存在着安全耐久性问题，必然影响到以后桥梁施工的顺利进行桥梁的正常使用。文章在此分析了桥梁设计中存在的安全耐久性问题，提出了相关对策。

【关键词】桥梁设计 安全耐久 对策

中图分类号： TU997 文献标识码： A

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,并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域,国内从20 世纪80 年代以来,修建了大量的斜拉桥;虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少,但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前换索,既影响了使用又增大了经济损失。很多这类问题与没有进行合理的耐久性设计有关,这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。

一、桥梁的安全耐久性概述

桥梁的安全性指的是在正常的设计、施工和使用情况下，桥梁能承受各种突发偶然事件的能力，并且在这之后仍能保持一定的整体稳定性。另一方面，桥梁耐久性又被称为桥梁的使用周期，它是指正常的使用和维护情况下，桥梁能随时间延续而保持功能的能力。

桥梁安全性、耐久性不足的危害

巨额的经济损失。一旦在桥梁设计前期和桥梁施工过程中，没有认真、仔细，甚至是忽视了桥梁的安全性和耐久性这两个因素，那么在桥梁投入使用过程中，必然会出现一系列的问题，而解决这些问题的方法就是对桥梁进行维护和维修，维护和维修的费用必然非常庞大，这务必会给运营商带来巨额的经济损失。

工程事故频发。据统计，80％以上的桥梁事故均是人为因素造成，主要体现在桥梁结构的安全、质量和管理等各个环节上。一开始就存在问题的桥梁，又没有及时解决存在的问题，不进行维修或拆除的话，极易发生各种工程事故。

恶劣的环境社会影响。我们发现在不断立项新建、改建桥梁的同时,由于各种原因也在不断地加固维修甚至拆除不到使用年限的桥。如观澜河大桥,它是梅观高速公路上的一座预应力连续梁桥,跨径组成为3联4x40m, 桥梁全长495. 43m,该桥因为承载能力降低,不能满足使用要求,经专家多次论证后,需进行拆除。如果没有实施提高桥梁耐久性措施,对于设计工作寿命为100年的桥梁,很可能30年到期后国家接收的已是一个破旧待拆的工程。

问题产生的原因分析

施工和管理水平低。国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌，已使工程界对桥梁安全性问题倍加关注。一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。对于短期内发生的突然破坏性倒塌，多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在偷工减料、以次充好等严重的管理问题。

设计人员学习、更新知识不够。目前国内建设的现状是工期紧，任务重，突击建设。这导致设计人员整天忙于完成设计任务，无暇认真研究新规范，学习新技术、新材料，往往是工程设计图基本照搬以前的设计，略作修改，而设计规范不断更新，结果要么就是计与现行规范不一致，要么就是从规范上照搬几条，而不考虑结构所处的环境、气候、技术水平现状，让后边的施工、监理无所适从，从设计之初就留下隐患。

在桥梁运营过程中缺少正常的检测和维修。结构耐久性需要有正确使用和正常检测与维修相配合。重新建、轻维修是桥梁建设管理工作中重大缺陷，对于基础设施工程，应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价，只有适当加大初始投资费用，强化结构耐久性，才是最经济有效的途径。

设计细节问题不被重视。例如，设计人员盲目的追求速度，为了赶工期，往往忽略设计中的细节问题，导致设计方案不科学，不合理，引起桥梁设计的安全耐久性不足，对桥梁工程建设也带来严重的不利影响。此外，对于设计中的细节问题，设计人员也不认真调查和研究，不了解桥梁工程的实际情况，而只是单纯的依靠设计规范进行设计，对施工带来不利影响，也影响了桥梁工程质量。

设计理论和结构构造体系不够完善。在承认施工中存在问题的同时，也不可否认，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还有许多可以改进的地方。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来保证结构的安全性。

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、施工到使用过程中经常出现的人为错误等方面去加强和维护。

措施

转变观念，提高思想认识。设计人员需要转变自己的思想观念，提高对桥梁设计的安全耐久性的认识。由于在桥梁设计中，安全耐久性不足往往会带来巨大的损失，所以设计人员应该充分了解桥梁在建设和使用的过程中，可能遭到的各种破坏，深刻认识其巨大的危害性，进而对桥梁设计的安全耐久性问题进行重新认识。在实际工作中，做好自己的各项工作，提高设计水平，提高桥梁设计的安全耐久性。

既要做到开销最小化，又要做到技术先进化。在对桥梁进行设计时，技术人员应该懂得具体问题具体分析的原理，即就地取材。从经济角度出发，就地取材可以做到开销最小化。除了就地取材之外，技术人员还要不断创新和改良技术。

要美观环保。合理的结构布局和轮廓是桥梁美观的主要因素，一座桥梁应具有优美的外形，而且这种外形从任何角度看都应该是优美的。结构布置必须简练，并在空间上有和谐的比例。桥梁设计应考虑环境保护和可持续发展的要求。从桥位选择、桥跨布置、基础方案、墩身外形、上部结构施工方法、施工组织设计等全面考虑环境要求，采取必要的工程控制措施，并建立环境监测保护体系，将不利影响减至最小。

完善相关的设计规范标准。设计规范和标准对桥梁设计发挥指导作用，也是设计水平和工程质量的重要保障。因此，必须不断完善相关的设计规范和标准，重视相关经验的总结，更新设计技术手段，明确设计工作的职责和权限，促进设计规范体系的不断完善，保障设计的准确性和科学性，提高桥梁设计的安全耐久性。

重视应用防腐材料。环顾世界各地的桥梁,由于普通钢筋混凝土结构是一种必然地带裂缝工作的结构,随着服役时间的推进,裂缝自然出现了,如此桥面水容易渗入其中,使得负弯矩处长期遭受浸蚀,此处的钢筋锈蚀问题就不能不重视。在实际的问题解决中,环氧树脂涂层钢筋可以很好的解决好这个问题,环氧树脂涂层钢筋是由国外引进的,现在国内也能生产,将其应用于一般钢筋混凝土负弯矩区的钢筋中,能够有效地保证结构的耐久性。此外,英、美等西方国家在调查还发现了锚头区出现了钢丝锈蚀的问题,有些甚至因此而导致了桥梁倒塌的事故,这个问题也应该引起我们足够的重视,所以设计中张拉结束后,应该立即用环氧树脂砂浆封堵锚头,如此以来能够有效地防锈。

桥梁设计的安全耐久性是桥梁建设的根本。当前，桥梁事故频发，解决桥梁设计的安全耐久性问题已迫在眉睫。相关工作人员应当总结国内外桥梁事故的经验与教训，全方位的提升桥梁设计的安全耐久性。

参考文献：

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