论桥梁使用寿命小于设计使用年限的原因

滕伟玲 李晓芳

（西京学院，陕西 西安710123）

1 桥梁使用寿命概述

桥梁的使用寿命是是根据现行规范标准和桥梁建造质量确定的，桥梁使用寿命是指桥梁从竣工到出现不安全状况的时间。我国桥梁的设计使用年限一般为100年，实际工程中大多数桥梁并不是达到设计使用年限才终止使用，桥梁实际寿命小于设计使用年限。

英国的SomerVille将使用寿命分成以下3类：

1）技术性使用寿命：以桥梁的某些技术指标(如承载力)不合格时为终止使用期限；

2）功能性使用寿命：以桥梁结构不再满足功能实用要求（如通行能力不满足现在交通量）时为终止期限；

3）经济性使用寿命：以桥梁结构养护维修不经济（与拆换更新相比）时为终止期限；

目前人们所说的桥梁使用寿命基本上是指技术性使用寿命。

2 桥梁使用寿命小于设计使用年限原因分析

港珠澳大桥技术专家组会议提出了“建设百年大桥”的建设目标，既所有的设计、施工、设备和原材料都按照“建设百年大桥”的目标来要求，达不到要求的不能进场，可见桥梁使用寿命是衡量桥梁工程质量的重要标准之一。“百年大桥”目标对新时期公路桥梁建设具有重要的指导和借鉴意义。

但是要实现“百年大桥”的建设目标，必须要保证桥梁的实际使用寿命，实际工程中大多数桥梁的使用年限小于设计使用年限，造成这一现象的原因是多方面的，主要有以下几个方面：

2.1 设计规范的局限性

设计规范是在以往的经验、技术、科技水平等基础上建立起来的，一般工程类设计规范每十年左右（甚至更短的时间）修订一次，对于设计使用年限为100年的桥梁，随着桥梁使用时间的增加，桥梁越来越不能满足时代的要求，特别是长寿命的老桥梁显得标准较低。即设计规范是静态的，不可能充分考虑到桥梁使用过程中的动态变化，从而导致桥梁实际寿命和设计使用年限的差异性，引起差异的原因主要表现为以下两个方面：

（1）设计荷载标准偏低。

在役老桥设计时按照早期的设计荷载，相对于现阶段的交通量要求，设计标准普遍偏低。例如2006年陕西316国道冷水河大桥垮塌，引起社会各界广泛关注。冷水河大桥是1983年开始施工，1985年建成通车，之所以选择修建这种桥，主要是这种拱桥的投资少。大桥设计是按照当时的国家标准进行的，按现在的新标准看，大桥却有“豆腐渣”的嫌疑，但当时符合标准，修建大桥并没有偷工减料。可见，随着交通量以及荷载等级的增加，许多老桥梁设计标准偏低，已基本无法满足现在的交通需求。

（2）通行能力不足。

早期设计的桥梁桥上、桥下通行净空尺寸太低，越来越不能满足现代化通车、通航的要求，以致巨轮冲撞桥梁的事故时有发生。

2.2 轻视正常使用极限状态设计

桥梁结构应该按照承载能力极限状态和按正常使用极限状态进行设计，前者指结构达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态；后者指结构达到正常使用的某项规定限值。

荷载达到桥梁的极限承载力时桥梁会发生破坏，但是没有达到承载能力极限状态时，由于某些病害桥梁也不能正常使用甚至发生破坏。实际没计中设计者主要考虑是荷载作用下桥梁的破坏，对桥梁的耐久性、适用性（正常使用情况）不够重视，没有意识到正常使用极限状态验算的重要性，使得桥梁的使用性、耐久性较差，从而导致桥梁的实际使用寿命小于设计使用寿命。

另一方面，承载力极限状态的有承载力和无承载力之间的分界线是清晰的，而正常使用极限状态的能正常使用与不能正常使用之间的分界线是模糊的，在很大程度上依靠工程经验确定。所以科学合理的确定正常使用极限状态也是有待继续研究的问题。

2.3 桥梁施工质量不达标

桥梁施工过程中影响桥梁使用寿命的因素大致可分为两类：一是非人为因素的影响，包括地震、泥石流、火山、暴雨、风雪等，非人为因素的影响很难避免但可以做到防止。二是人为因素的影响，这些因索包括：在施工中偷工减料、不按照设计规范对桥梁进行建造、未按图纸设计施工等。如2012年6月，辽宁省抚顺市月牙岛西侧跨河大桥施工时发生坍塌，事故直接原因是施工人员严重违反施工流程，过早拆除支架，导致该桥第三联箱第10孔坍塌。

2.4 超负荷使用

桥梁设汁时的日通行量往往是按以往的水平设定的，对后期的发展考虑不足，所以当桥梁长期在超重荷载下运营时，其使用寿命也将随之减小，致使桥梁的使用寿命不能达到设汁使用年限的要求

3 减小桥梁使用寿命与设计使用年限差距的措施

由于每座桥梁都处于一个复杂的动态环境中，桥梁结构的安全性、适用性和耐久性是各种因素综合作用的效果，且影响因素具有不确定性和模糊性，桥梁使用寿命预测属于不确性问题。正确的预测桥梁使用寿命，减小与设计使用年限的差距可以从以下几方面入手。

从设计方面讲，用动态的设计规范准则规范桥梁设计；研究桥梁合理的设计使用年限，可通过对桥梁的技术状况进行检测评估，合理准确的预测桥梁的使用寿命，为桥梁养护管理及以后的设计工作提供可靠依据。桥梁设计时，应该多考虑桥梁的正常使用状态，承载力满足的同时对桥梁的耐久性、适用性、安全性提出计算和构造设计的要求。具体的措施有以下几个方面：①重视桥梁的耐久性；②防止桥梁疲劳破坏；③注重桥梁抗震设计概念、修订抗震设防水准，做好桥梁的隔震、减震。

从施工方面讲，面对桥梁建设施工中出现的问题，应该从以下几点考虑提高桥梁的使用寿命：①尊重科学规律，对在建设施工中需要考虑自然灾害影响的，需进行地质和气象灾害对桥梁使用寿命影响的可行性研究；②遵守法律法规，增强对桥梁建设中的管理人员、施工人员的教育和监督；③加大建设后桥梁质量评审的力度。

4 结语

本文介绍了桥梁的使用寿命和设计使用年限的基本概念，分析桥梁实际使用寿命小于设计使用年限的原因，提出了延长桥梁实际使用寿命，减少与设计使用年限差距的一些建议和措施，为延长桥梁使用寿命、促进桥梁维护和管理水平的提高提供一定的参考。

［1］张洪渡，鲍卫刚.公路桥涵结构的设计基准期与设计使用年限[J].公路，2005(8)：35－37.

［2］叶文华.桥梁全寿命设计有关问题探讨[J].世界桥梁，2008(1)：76－79.

［3］张誉，蒋利学，张伟平，等.混凝土结构耐久性概论[M].上海：上海科学技术出版社，2003.

［4］Somervi Ue G.Th edesign life.of structure[M].London：Academic Blackic and Sons Ltd.，1992.