公路桥梁设计中的耐久性探讨

姜明坤

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司)

1 我国公路桥梁工程的耐久性现状

近年来，我国发生了不少桥梁倒塌事故，造成了巨大的生命财产损失。通过分析调查可知，多数事故的原因都是施工质量不满足要求或设计不规范造成的。设计过程中不重视;施工过程中偷工减料等都是造成桥梁发生倒塌等严重事故的重要原因。我国桥梁近年来建设的现状是:虽然重视了桥梁结构的安全问题，但仍没有充分考虑桥梁的耐久性的要求，严重减少了桥梁的使用寿命，隐藏了各种安全问题导火索，导致经常发生各种安全事故。这种现状在一定程度上导致了桥梁耐久性差、结构使用性能差、事故频繁发生等严重后果，同时也不符合国际上对桥梁结构的适用性、安全性、耐久性日益重视的发展趋势。

2 桥梁出现安全性、耐久性问题的主要原因

2.1 桥梁的设计理念不够完善

我国在进行公路桥梁结构设计时，往往只重视强度而忽略耐久性;重视强度极限状态而忽视使用极限状态，然而结构在使用过程中最重要的却是使用时的性能表现。在目前实际的桥梁设计过程中，对于耐久性的考虑，更多的只是趋于一种概念而受关注，没有在设计时对耐久性进行专门的设计，这就导致了结构使用寿命短、使用性能差，对工程事故频频发生有着直接的关系。可以说，在公路桥梁设计时，目前国内的设计大多只做静态的设计，从经济性的角度来说只是考虑了建造成本，而没有对使用寿命相对应的成本效益和使用期间的维护成本充分考虑。

2.2 我国公路桥梁工程的施工管理水平还处于上升阶段

最近，我国多座桥梁发生了安全性和耐久性差的现象，造成了严重的人员伤亡事故，对于事故发生的原因大多认为主要是管理不利和野蛮施工所引起。对于短期内发生的事故，如突然倒塌、破坏，多是由于没有按照设计要求和规范进行施工，典型的问题包括施工工艺不合理和材料强度等级低等;同时也存在诸如以次充好、偷工减料等严重的施工管理问题，这些对公路桥梁的安全造成了严重的损害。

3 提高桥梁安全性、耐久性的措施

3.1 减轻环境因素对耐久性的影响

在对桥梁结构耐久性进行设计以及现场的施工过程中，应尽量减轻或者隔绝环境因素对公路桥梁钢筋和混凝土的影响。尤其是在靠近海边时，氯离子的腐蚀比较严重，就更不能忽视环境因素对桥梁的影响(见表1)。桥面应敷设排水管道或设定一定的坡度，在路面层与混凝土桥面板之间设置有效的防水层，防止水向下渗漏，避免造成对公路桥梁质量的破坏，降低其耐久性。对于重要工程和大型工程，混凝土的抗冻耐久性指标DF值应不低于表2的规定。

表1 混凝土的氯离子侵入性指标

表2 混凝土的抗冻耐久性指标DF值

3.2 重视桥梁的耐久性方案设计

从设计的角度考虑如何使施工人员易于接受和操作的方式来改善公路桥梁耐久性。桥梁在建设以及使用时，要承受人为因素、车辆、疲劳、超载、地震、风等外来作用，还会遭受有害化学物质和环境的侵蚀，同时桥梁建设时所用的材料自身性能也会随着时间不断降低，最终致使结构物各部分产生一定程度的劣化和损伤。大量的病害实例表明，除了材料和施工方面的原因，影响结构耐久性的决定性因素是由于设计上的缺陷。桥梁的结构设计与耐久性设计有着本质的区别，对于耐久性的研究应采用灰色分析法由定量分析代替传统的定性分析。鉴于耐久性不足导致的严重事故，国外的桥梁在设计时提高了对公路桥梁的耐久性的要求，同时将其视为重要的设计原则，综合对桥梁构造细节和结构布局进行考虑，有些国家新建设的桥梁的耐久性已经达到70～100年的设计使用寿命。注重使结构易于检查、维修，从而尽量减少公路桥梁维修费用，提高综合经济效益，保证桥梁的安全使用。

3.3 对国外的优秀成果和经验进行借鉴。

桥梁的正常使用性能低是国内桥梁存在的主要问题，例如桥梁的变形过大、振动过大、结构开裂、接头易跳车和线形不平顺等。对于国内桥梁的耐久性和安全性，总体来说也存在许多问题。针对桥梁出现的这些问题，我们应对国外有关桥梁方面的先进技术和施工经验进行深入的研究。例如欧洲国家对建筑物的性能设计经验，包括对结构的裂缝、变形的处理，减小或消除振动的方法等，这些设计对桥梁的安全性和耐久性的改善有着重要的作用。

［1］郭保林，于长河，胡孝展，等.近海桥梁墩柱钢筋保护层质量调研及后期施工建议［J］.公路交通科技，2010，(S1):25-27.

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