关于影响桥梁使用寿命因素的调查分析研究

吴宇伦 万嘉俊 杨璐遥 张紫潼 唐玮玮

（长沙雅礼中学，湖南 长沙 410021）

在当今社会中，大力发展交通运输事业，建立四通八达的公路、铁路交通网，对促进交流、发展经济、提高国力，具有非常重要的意义。在公路、铁路线路中，桥梁以及涵洞（culvert）是其重要组成部分［1］。从技术上讲，一座重要的特大跨度桥梁通常会集中体现出一个国家在工程设计、建筑材料和制造工艺等方面的水平。从经济上讲，一条线路中桥涵的造价通常要占到线路总造价的10%～20%（对山区铁路，这一比值会更高）。从美学上讲，桥梁不仅仅是满足实用功能要求的工程结构物，还常作为建筑艺术实体长久地存在于社会生活之中。那些工程宏大、结构造型雄伟壮观的大桥，往往成为一座城市的标志和骄傲。我国幅员辽阔，大小山脉纵横，江河湖泊众多。随着国家经济建设的发展，需要大力加强基础设施（包括铁路、公路工程）建设，迫切需要修建大量的公路、铁路和城市桥梁［2，3］。

然而一座桥梁并不是只要建造起来就行的，它需要坚固到承载来来往往的车辆几十年甚至是一百多年，但是如何知道它的寿命又或者说哪些是影响它寿命的因素这成了一个比较难的课题，特别是在近年来，全国多地发生新建大桥坍塌事故，大型桥梁“非正常死亡”现象愈演愈烈，公众也对桥梁寿命越来越关。注据不完全统计，在2007年至2011年5年间，全国已经有至少17座大型桥梁发生垮塌事故，造成270 人死亡、111 人受伤、23 人失踪。如黑龙江哈尔滨阳明滩大桥在2012年8月24日晨5点30 分许，其引桥发生坍塌，导致四辆大型货车坠桥，3人遇难5人受伤，以及在2011年8月8日17时30分左右，万宁市礼纪镇附近的太阳河桥在改造过程中发生坍塌事故。

1 研究方法

本文采用问卷调查和实地考察方法对影响桥梁使用寿命因素进行详细的调查和分析。

1.1 问卷调查

通过随机向长沙市新华书店读书者、湖南省图书馆借书者、雅礼中学边行人等各个年龄段以及不同性别的130余人发放调查问卷，了解市民对桥梁一些基本信息的了解程度；市民对关于桥梁使用寿命情况的看法；市民对解决桥梁使用寿命问题的建议。

①我们调查的人群大多数为十八岁以上人群，不同年龄对桥梁相关知识了解程度不一样，具体调查人群年龄结构如图1。

图1 调查人群年龄结构图

图2 调查人群是否有车情况

②接受调查的人群中，有无车人数分布比例相当，无车人数比例略大于有车人数，具体情况如图2。

③因为有41%的人有车，图3中42%驾车过桥的人数比例正确反映了所有有车的受调查者表示会经常开车过桥，从此不难看出，桥梁作为一种便利交通的建筑物，在日常交通运输中扮演了一个必不可少的角色，也可以反映出研究桥梁寿命的必要性与重要性。

④图4 中反映了大多数人认为危桥的概念为桥体老旧或桥体出现断裂或破损或超过预期寿命。其实我们小组认为广义上的危桥就是指桥梁由于一种或多种原因不能使用了的桥梁，然而按国家标准可以将桥梁分为五个等级，其中三、四、五类分别为较差、差、危险状态。并且三四级桥梁需要经过不同程度的修理甚至改造，同时实行交通管制，而五级桥梁必须进行重建，及时关闭交通，就是说，三四五级桥梁就是国家标准中的危桥。

⑤图5所示，大多数人对长沙的危桥并不太了解，这也从一定程度上反映了，民众对此类意识的缺失，与政府对此类方面的情况未做到公开与公示。而事实上长沙还是有一部分危桥，如：银盆岭大桥东引桥、劳动中路跨京广线桥、石马铺跨京广线桥、洪山庙老桥。

图3 是否开车过桥

图4 公众对危桥概念的认知

图5 公众对长沙危桥认识程度

图6 公众对桥梁寿命认知程度

⑥因为显然可以看出人们预期的桥梁寿命平均比人们认为的多数人认为目前我国的实际桥梁寿命高，从这可以看出目前桥梁寿命未达到民众的预期，所以设计师们与政府应尽量考虑到民众的要求，将桥梁寿命预期加长，并且要着实保护桥梁，更好地使用桥梁，使得桥梁的寿命与质量得到人民的肯定。并且要应让桥梁建筑业朝着技术更加先进，理论更加科学合理，管理更加到位，寿命更加长久的轨道发展。公众对桥梁寿命认知程度如图7所示。

图7 公众对桥梁认知程度

图8 公众对桥梁限重认知

⑦如图8所示，公众关于桥梁限重的问题，相对比例较大的受调查者选择了限重更重的55吨与70吨，结合我们在观察受调查者填写问卷的情节，我们知道，多数人的第一反应是希望选最重的，但是后来结合生活经验才选了自己的答案，人们都希望桥梁限重越大越好，这不难理解，当然在实际中，由于种种原因，总是不能如愿，但是关于限重方面，其实据我们所调查的资料显示，我国桥梁的限重标准在国际上还是比较高的，但为什么人们还是希望限重能更高呢？因为就我国国情而言，我国人们拥有的私家车是最多的，每天桥梁要承受很大的压力，很容易发生疲劳现象，正如目前愈演愈烈的因超载桥梁坍塌事件我们小组认为就是这种原因，因为这并不是一次偶然的超载可以导致的事故。而我们在抱怨桥梁限重不够大的同时，应该让交通部门加大对超载的管制力度，促进运输行业健康发展，不要利用超载来赚取利润，并且在必要的时候进行交通管制，缓解桥梁的压力，解决桥梁限重不够的直接原因，缓解民众对于桥梁限重不够的质疑。

图9 公众对桥梁承重量认知

图10 公众对桥梁易受损部位的认知

⑧图9所示，此题各选项比例相差不大，说明民众对各种桥梁的特点不太清楚，关于桥梁承载力，单从桥跨考虑，桥跨越小，承载力越强。从外形来考虑，拱形桥承载力最强，但由于拱形桥只能建成中小跨径桥梁，所以大跨径桥梁中组合式斜拉桥承载力最强。

⑨图10 所示，关于桥梁易受损的结构，也是众说纷纭，民众对此问题可能存在一些误区，桥梁最易受损的部分就应该从外部分析起，首先就是我们常打交道的桥面，它经过车辆磨损，酸雨侵蚀等作用一直直接面对各种损失。但是除了桥面，最为易受损的就是桥墩了，流水的侵蚀，加上许多人忽略的船只可能的意外撞击，使得桥墩也容易受损，尤其是桥墩设计时只是考虑竖直的力，所以对于水平的撞击力的抵御力较弱，所以我们也应该加强对桥墩的保护。当然，桥梁的内部结构由于前面提到的疲劳作用也很可能受损，而且较之桥面与桥墩的受损更难察觉，应该加强检测，防止意外发生。

图11 公众对影响桥梁寿命因素的认知

图12 公众对各类结构的桥梁认知

⑩图11所示，公众对影响桥梁寿命的主要因素的认知程度，由于各种原因公众的认知程度也是各不相同。

○11其实我们都知道桥梁不存在所谓高下，只是根据其情况的不同，选取不同的桥梁，但是对于这个题目，人们似乎更加偏爱于作为我国古典桥的拱桥与作为我国起步最晚但是发展最快的斜拉桥。于是在这里对拱桥与斜拉桥的特点进行分析:拱桥，造型优美，曲线圆润，富有动态感，以承受轴向压力为主的拱圈或拱肋作为主要承重构件的桥梁，拱结构由拱圈（拱肋）及其支座组成。拱桥可用砖、石、混凝土等抗压性能良好的材料建造我国建造的拱桥的形式更是繁花似锦，式样之多当属世界之最，其中建造得比较多的是箱形拱、双曲拱、肋拱、桁架拱、刚架拱等，它们大多数是上承式桥梁，桥面宽敞，造价低廉。斜拉桥 :斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成斜索采用高强度钢丝绳（或钢缆），梁身用预应力混凝土或钢材制成。特点是梁身高度小、桥下净空大、用料较省、便于施工。适用于建造大跨度桥梁。公众对各类结构的桥梁认知情况如图12所示。

1.2 实地考察

2014年7-8月，实地考察了长沙各个著名的桥梁，如三汊矶大桥、猴子石大桥、银盆岭大桥、东二环立交桥等。近距离了解并观察了各个桥梁的结构，了解施工技术工艺，观察并分析了车辆与船只的通行情况。桥梁分为观察得到的上部结构、主观看不到的下部结构、支座系统、附属设施。上部结构一般有桥面（是通车、人行的载体）及其附属结构。上部结构通常又称为桥跨结构，是在路线中断时跨越障碍的主要承重结构，大致包括主梁，支座（有固定和活动之分），桥面（通车、人行的载体），排水系统，防护栏杆。下部结构包括桥墩、桥台和基础；桥梁附属设施包括桥面系、伸缩缝、桥头搭板和锥形护坡等，桥面系包括桥面铺装（或称行车道铺装）、排水系统、栏杆（或防撞栏杆）、灯光照明等。从桥梁的结构和桥梁使用方面对影响桥梁寿命的因素进行了详细的分析。

图13 猴子石大桥

图14 银盆岭大桥

2 结论

其实影响桥梁寿命的因素非常多，具体可以归纳为如下几种：①设计因素；②材料因素；③施工因素；④维修因素；⑤自然因素；⑥其他因素。但是本文主要从公众对影响桥梁寿命的因素的认知程度和桥梁结构进行详细的分析。设计因素、材料因素和施工因素是影响桥梁寿命的主要因素，但是维修因素、自然因素和公众对影响桥梁寿命的因素认知也是十分重要。

［1］熊世金.桥梁使用寿命的探讨［J］.广东科技，2006，12:94-95.

［2］金小川，周宗红，黄毅，王春. 桥梁使用寿命与设计使用年限差异的原因分析和对策［J］.世界桥梁，2012，04:73-75.

［3］岑代鲜.桥梁使用寿命预测研究［J］.公路交通技术，2010，04:80-84.