试析桥梁设计中的荷载问题及对策

李世伟

（河南省建筑设计研究院有限公司，河南 郑州 450014）

目前，有很多桥梁设计单位对荷载问题的关注还只是停留在概念关注的层面。这种观念上的传统与滞后，既不符合桥梁的结构动态与综合经济性的要求，这不顺应国际结构工程界对耐久性、安全性日益重视的趋势。这也是导致当前世界各地工程事故频发、桥梁的结构使用性能差、使用寿命短的主要原因。

桥梁设计中的荷载问题

桥梁在荷载设计的过程中，主要存在着设计理论和结构构造体系不完善的问题。在桥梁设计领域，有两大原则必须严格遵守：一是在结构分析、结构构件与连接的设计方面，为了保证结构的安全性，必须选取符合相关规范规定的可靠性指标或者安全系数；二是在结构方案的选择方面，必须选择既经济又合理的结构方案。许多设计人员在桥梁的使用期、安全性等问题上，还存在着不少的错误认知。他们往往只倾向于相关规范中所计算好的结构强度和安全度数据，而对从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性等结构方面的构成部分以及从设计、施工到使用全过程中比较容易出现的人为错误缺少应有的注意与关心，从而使桥梁结构在设计的过程中失去安全性。况且在实际建设的过程中，还会出现这样那样的问题与失误。结构的耐久性不足已经成为一个比较现实的安全性问题。有很多桥梁虽然在设计之初也满足了设计规范的强度要求，但是过了五到十年之后，就会出现耐久性问题，从而影响结构的安全。比如，有的桥梁设计人员对图式和受力路线的计算不明确，造成部分地区受力过大，部分地区受力过小，使得桥梁表面的受力很不均匀；有的桥梁由于结构的整体性和延性不足，造成其冗余性过小；有的桥梁则在前期材料的设计与选择上出现问题，比如混凝土的强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄等。这些问题都很容易削弱桥梁结构的耐久性，严重影响桥梁结构的安全性。所以，在进行桥梁荷载设计时，还是要从构造、材料等多个角度采取有效措施加强桥梁结构的耐久性与安全性。

桥梁荷载设计的对策

桥梁设计中的荷载问题是一个不容忽视的问题。随着社会的发展，桥梁设计人员也需要紧跟时代步伐，更新设计理念，更好地适应时代发展的要求，更好的为人民的生命与财产安全提供保障。面对桥梁设计中的荷载问题，笔者提出以下对策：

1.重视设计的耐久性问题

很多桥梁倒塌或受到严重损害与桥梁耐久性设计的缺乏有关，这也重新引起了人们对桥梁耐久性问题的重视。设计上的缺陷是影响桥梁耐久性的决定因素。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，因此就需要将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。而国外的桥梁设计将提高结构物的耐久性作为其设计原则，对桥梁的结构布局和构造细节进行统一考虑，使结构更加容易被检查与维修，以此来保证桥梁的安全使用，尽可能地减少维修费用，综合经济效益明显。

2.重视对疲劳损伤的研究

疲劳损伤一直被认为是桥梁设计中的核心问题。由疲劳损伤而引起桥梁开裂的案例很多，因疲劳断裂而引起桥梁垮塌的例子也有不少。对疲劳损伤的研究不应该仅局限于结构领域，对某些关键部位的局部疲劳研究也应该成为研究的重点与方向。虽然疲劳损伤已经进入混凝土结构的研究，但对其动态性能和疲劳性能的研究仍需加强，并且要把对这一方面的研究及时地应用到桥梁荷载的设计过程中，为其服务。

3.在世界范围内共同分享桥梁设计经验和成果

目前国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差、耐久性和安全性差。究其原因在于桥梁的设计人员没有采用适当的设计方法。而在一些欧洲国家，他们则非常重视对结构物进行性能设计，内容主要包括变形、裂缝、振动、耐久性能、疲劳性等。除此之外，国内的设计目前也只是局限于静态的设计，这种设计理念只是从经济的角度考虑建设施工成本，而对运营期的使用寿命以及维护成本缺乏应有的考虑。当然，这也并不是说，国内的桥梁设计就一无是处，它还是有着许多外国所不具备的优势和一些好的方法，可以与外国分享。所以，在以后的桥梁荷载设计中，为了更好的保证桥梁的质量与使用寿命，应该加强国内外经验与成果的共享，加强桥梁设计中的合作与交流。

结语

桥梁设计人员在进行设计的过程中，存在着很多的问题，其中荷载问题是比较突出的一项。桥梁的荷载设计的好坏直接关系到桥梁的安全性与耐久性。近年来，国内外持续出现的很多桥梁倒塌事故，固然是由各种各样的原因造成的，但总体来说，还是桥梁的荷载设计不够合理。本文在分析了设计中存在的问题之后，又根据实际情况提出了适当的解决方案，以期能对桥梁设计中荷载问题的解决提供借鉴。总之，要想延长桥梁的使用寿命，减少安全隐患，除了对施工质量加强管理之外，一个基础的环节是要从设计理念、结构体系和构造的角度对桥梁做好耐久性的设计。