桥梁设计中关于安全耐久性的分析

蒋伟

摘要：桥梁设计是在桥梁建设工程中最重要的一环，目前，在我国的桥梁设计过程中，缺乏考虑到安全耐久性的问题。本文主要阐述桥梁安全耐久性不足带来的危害，分析了桥梁设计中存在的问题及对桥梁设计提出的可行性对策。

关键词：桥梁；设计；安全耐久性；对策

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

随着我国经济的快速发展，促使交通建设事业也在不断的壮大，桥梁建设工程越来越受到重视。在大量新建桥梁的同时，出现了许多因安全性不够、耐久性不良等而过早报废的桥梁，甚至出现在使用中出现坍塌造成严重交通事故。我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善，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。

1 安全耐久性不足的危害

1.1造成经济损失

从桥梁建设经验中发现,如果在桥梁的设计和建造时期没有很好地考虑梁的安全与耐久性,将会在桥梁的运营和维护中付出惨重的经济代价。

1.2出现工程事故

据统计，80%以上的桥梁工程事故是由人为错误造成的,这些人为错误主要反映在结构的安全、质量和管理的每个环节上。如果对发生病变的桥梁不及时加固维修或拆除,将造成严重的工程或交通事故,甚至有的在使用中因意外原因导致垮塌。

1.3影响社会环境

不断新建、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。由于一些桥梁承载能力降低,不能满足使用要求,必须进行拆除。

2 桥梁设计中存在的问题

2.1桥梁安全性、耐久性差

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，是整个桥梁的关键。目前，桥梁结构耐久性不足已成为在整个桥梁设计中最现实的一个安全问题。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。目前，很多桥梁设计，虽然满足了设计规范的强度要求，仅用了5～10年就因为耐久性出了问题影响结构安全。

2.2桥梁的设计理论和构造体系不完善

在桥梁设计过程中，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。然而，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、结构维护、结构材料、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，设计规范不能包括所有的设计人员能够解决的问题，同时也适应不了新知识和新技术的更新发展要求。因此，计人员在桥梁设计中，要从材料、构造等多个角度去加强措施，确保结构的持久性。同时，超载现象在我国公路运输中较为普遍，汽车超载营运，会对桥梁结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响,因此除了交管部门要加强管理外,设计时也需要对超载带来的后果进行研究、分析。

2.3设计审核和监理不到位

现在国内很多桥梁设计中都存在过多地依靠专家会审的普遍现象，严重影响了审核部门的工作，错失了最后把关。因此，这种参加评审会的方式就忽视了方案的经济性，只是单一的重视方案的可行性，容易导致经济指标不好的设计方案得以通过。

2.4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，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,从设计之初留下隐患。

3 桥梁设计的可行性对策

3.1逐步健全设计规范

要减少桥梁使用期间的工程事故,提高桥梁的安全和耐久性,首先要有不断健全的规范、规程、指南、标准等管理体系的保证,它是避免人为错误的重要保证,特别是职责与权限的制定。

3.2重视结构的安全性、耐久性问题

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。随着我国经济的快速发展，我国逐渐修建了大量的斜拉桥，但受拉索的耐久性问题而不得不提前换索，影响了使用，又增大了经济损失。大量的病害实例也证明，除了施工和材料方面的原因，影响结构耐久性的决定性因素是来自设计上的缺陷。长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

3.3加强创新设计方法

近年来一些施工方、监理方也经常和设计单位进行技术交流,宣贯耐久性技术。如尝试与设计方一起在设计文件中对材料和防腐提出要求,把设计与研究很好地结合起来,而且针对具体工程根据其特定的环境与技术要求编制专用技术指南,这种方法反映效果很好。还有,在接手工程的技术支持工作之初,先给业主、监理、施工各方的技术人员进行培训,对混凝土性能等基本且关键的技术知识深入学习,这样事前培训加现场指导的方式解决实际问题。

3.4加强重视桥梁的超载

桥梁超载主要有三种情况：1）是早期修建的老桥超龄负载运营；2）是桥梁通行的车流量超过原设计；3）是车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加；后者是车辆使用者违法超载营运，后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，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和耐久性。

3.5积极借鉴国外的经验和成果

国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常，但使用性能差，耐久性和安全性差。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关,但作为工程设计人员就应该在正视这一问题的前提,充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平,采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当有关。桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题,要积极借鉴国外成功的经验和做法,除了加强施工质量管理外,要从桥梁设计理念和结构体系和构造的角度做好耐久性的设计。

结语

我国不仅是一个经济大国，其领土非常广阔，河流多，地貌复杂，这就对我国的交通事业提出了更高的要求。在现代桥梁建设中，桥梁的安全耐久性已成为主要问题之一。各个设计单位不仅要积极借鉴国外成功实例，加强各个施工单位的质量控制，更要从桥梁设计理念和结构体系和构造的角度做好耐久性的设计。

参考文献：

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[2]王凯,谢翰鹏.小议我国桥梁设计存在的问题[J].黑龙江科技信息,2007,(04).

[3]卢永成，艾伏平.东海大桥结构耐久性设计与技术措施[J].上海公路，2005（1）.