刍议桥梁建设工程中耐久性设计

高晨婴

摘要：目前，桥梁安全性问题也已成为当前社会各界广泛关注的话题。在导致桥梁倒塌的诸多原因中，桥梁设计耐久性差成为最主要的因素之一。因此，能否正确认识桥梁设计耐久性差的原因是保证桥梁安全性的关键。

关键词：桥梁建设；耐久性；设计

1桥梁结构耐久的重要性

由于桥梁在建造和使用过程中会受到环境、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，因此导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。近三十年以来，在大跨桥梁领域修建了大量的斜拉桥，虽然出现倒塌或严重损害的现象很少，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。类似问题很多，一方面主要是由于没有进行合理的耐久性设计，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及构造上的缺陷。从上世纪90年代开始重视了对结構耐久性的研究，也取得了不少成果。但是这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，很少有人对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性研究。长期以来，人们又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。实际上，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。

2桥梁耐久性差的主要原因

桥梁对国民经济的发展具有重要的意义，对推动社会经济发展起着举足轻重的作用，但目前世界各地大规模的桥梁坍塌事件频发，究其原因，笔者认为主要表现在以下几个方面，对桥梁设计的耐久性认识程度和深度不够。

一般而言，在桥梁的设计中，人们最关心的是桥梁的适用性、经济性、安全性以及美观度，而对于桥梁结构设计的耐久性很少有人问津。这主要表现在三个方面：第一，在桥梁的结构设计过程中最多考虑的是桥梁的强度，对于桥梁的耐久性却很少考虑；第二，一般而言，在桥梁结构的使用生命周期中，最为重要的是其使用极限，实践中我们发现：在对桥梁进行设计时，对新建成桥梁的承载强度极限比较重视，却忽视了桥梁的使用极限，这是非常危险的；第三，在桥梁施工前的设计中会充分考虑到各方面的需要，因此比较重视建造结构的设计，而很少考虑在以后的桥梁使用过程中如何进行结构维护。正是在这样的背景下进行桥梁设计，才导致了当前桥梁坍塌事故频发、桥梁结构使用性能下降、桥梁使用寿命缩短等严重后果，最终成为当前桥梁建设事业发展的桎梏。

3桥梁设计面临的问题

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。

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，有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄，这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。

不少桥梁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，结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求。规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题，规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速发展对结构提出的各种新的要求，因此，合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。

4关于提高桥梁设计耐久性设计的几点建议

基于以上对目前我国桥梁设计耐久性差的原因分析，笔者认为，要提高桥梁设计耐久性，就必须做好以下几个方面的工作。

4.1 转变传统设计思想，提高对桥梁设计结构的耐久性重视程度。首先需要认识到的是：桥梁经过设计、建造并进入使用的过程中，会受到周围环境的影响（包括车辆负载、自然灾害以及人为因素等），而且桥梁建设中所采用的材料性能也会不断地退化，最终桥梁各部分结构将会造成不同程度的损毁。只有对桥梁耐久性问题有了正确的认识，才能在设计时融入耐久性意识。就目前这一领域的研究现状来看，虽然自上世纪九十年代开始对桥梁的结构耐久性进行了研究，但多停留在建筑材料与统计数据的分析层面上，真正从结构与设计的角度来改善桥梁耐久性的研究甚少。因此，转变传统设计思想，提高对桥梁设计结构的耐久性重视程度和研究深度，成为改进我国桥梁设计耐久性差的关键所在。

4.2 加大资金投资力度，引进高新技术。对于桥梁工程施工而言，资金的投入在很大程度上决定其安全施工的进程。只有加大资金的投入力度，才能为桥梁设计提供保障，才能减少桥梁事故的发生，从而为整个交通建设事业的发展保驾护航；同时，要改进桥梁耐久性差的缺陷，还必须依靠科技进步带来的先进技术。在新的历史时期，站在科技创新的制高点上，积极创建高质量、高效率的施工工艺。要从实际出发，整合自身现有的资源，积极探索高新技术，充分发挥科技优势，探究桥梁设计与建设的新思路。在保证安全基础之上的桥梁建设，才能符合社会经济发展的要求，因此，在桥梁设计与施工过程中要以质量达标为基点，以安全施工为目标，从而为交通建设事业创造一个安全、和谐的发展环境。

4.3 建立一套完善的桥梁耐久性评估机制，对桥梁进行科学的监测与维护。正所谓“无规矩不成方圆。”由于桥梁的使用时间比较长，因此其耐久性在短时间内难以真正评估。若证明一所桥梁的耐久性程度，必须经过长期的监测材料积累才能实现。目前在工程建筑领域使用比较广泛的一种评估方法叫做“钢筋混凝土结构耐久性评估法”，该方法根据工程建筑监测数据，对各个结构的安全性和可靠性进行综合的评估，并在此基础上预测出其在今后的使用过程中可靠性的下降情况，最终对建筑结构的耐久性进行评级。鉴于此，笔者认为桥梁结构的设计阶段，也应当建立一套结构耐久性评估体系与技术指标，将桥梁结构的耐久性评估结果直接纳入到桥梁整体验收评审的内容范围之中。同时，还要注意桥梁日常使用过程中的耐久性监测与维修，监测不能只流于形式，而是要有针对性、注重实效性。只有建立一套完善的桥梁耐久性评估机制，才能做到防患于未然。

5结束语

桥梁设计中的耐久性问题已经是业界的常见问题，对此，应该引起足够的重视。在构建社会主义和谐社会的今天，能否正确认识桥梁设计耐久性差的原因，并在此基础上提出改进策略成为保障社会长治久安的关键。桥梁设计耐久性是关系到国计民生的大事，在构建社会主义和谐社会的今天，我们只有认真总结经验并积极借鉴国外先进的设计方法，才能保障我国的交通建设事业的顺利发展。

参考文献：

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