桥梁设计中的安全性和耐久性分析

刘海（赣县公路管理站，江西 赣县341100）

桥梁设计中的安全性和耐久性分析

刘海
（赣县公路管理站，江西 赣县341100）

在桥梁设计过程中，其安全性与耐久性是桥梁结构的重要组成内容，因此，对保证桥梁整体的安全性与耐久性采取有效的控制措施，对保证桥梁整体质量至关重要。论文结合笔者工作经验，分析了当前桥梁设计过程中的安全性与耐久性的现状，并根据存在问题提出了相应的解决策略。

桥梁；设计；安全性；耐久性；分析

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.12.032

1 引言

桥梁作为交通重要枢纽，在桥梁设计过程中，桥梁的安全性以及稳定性都是设计中重要的内容，但是，在实践过程中，往往忽略了对这两者的关注，重点在强化桥梁的单个构件强度与刚度上，这就导致桥梁设计的原则与实际产生矛盾，导致桥梁在设计阶段出现各种问题，更为严重的还会导致安全性与耐久性产生退化，直接影响到桥梁功能，给后期使用造成严重的困扰。

2 桥梁设计安全性与耐久性现状

当前，在桥梁设计以及施工领域中，设计与施工存在着很多的不足，导致建设项目未能达到设计标准，同时，桥梁的安全性与耐久性也得不到有效保证，以至于桥梁在投入使用的过程中，出现众多问题，严重的还会导致拆除重建，问题的出现与我国现行的规范标准产生冲突，不满足桥梁使用100年的期限要求，同时还违背国际上对桥梁耐久性、安全性的要求，这些问题都必须得到重视[1]。在实践过程中，影响桥梁安全性与耐久性的主要因素来自于桥梁构件开裂、下挠、变形，主要表现在混凝土斜拉桥的横隔板与主梁产生开裂、正交异刚面板疲劳产生裂缝引起等，在实践过程中，如果不能及时采取对策处理以上问题，则会导致桥梁结构进一步的受到外界因素的影响，从而不断降低桥梁结构的承载力与刚度力，产生难以补救的下挠变形等恶性循环现象。

3 影响桥梁结构安全性与耐久性的因素

桥梁在长期的使用过程中，由于其长时间的裸露在自然环境中，受到各种外界影响的影响，产生各种各样的问题，导致桥梁安全性与耐久性受到影响。实践证明，影响桥梁安全性与耐久性的主要因素，来自于以下几个方面。

3.1 设计理念不新与结构构造措施不完善

桥梁在选型的过程中，需根据现场的不同条件以及自然因素的差异进行选择，桥梁选型是桥梁设计的起点。而桥梁的结构设计是需要按照合理的结构方式，再通过结构受力的情况分析后，确定桥梁的构造措施。但是，我国在桥梁设计的过程中，侧重于对桥梁的刚度与强度进行计算，常常忽略了桥梁的安全性与耐久性，具体表现在：

1）重视单体构件强度设计，忽略构件组成整体结构工作性能计算；

2）缺乏对整体结构的受力以及传力的合理性计算；

3）在施工过程中，使用的混凝土结构强力等级过低，不达标；

4）桥梁的钢筋符合低、截面面积不足、对结构的保护层厚度过小。

上述措施的不足，很大程度上会给桥梁的构建安全性与耐久性造成严重影响[2]。在桥梁设计的过程中，需要对安全性以及耐久性的极限状态进行综合考虑，包含桥梁结构的承载力以及极限与正常使用的极限。一方面，桥梁的正常使用条件是缺少不了足够强度的支持，所以，在桥梁结果设计过程中，做好强度计算是必不可少的一项内容，另一方面，从桥梁的安全性与耐久性来考虑，对这两者的极限状态进行综合考虑显得非常有必要。

3.2 桥梁施工工艺和管理水平低

最近几年，在桥梁设计以及桥梁的使用方面都受到了严重挑战。很多桥梁出现了坍塌现象，导致桥梁的安全性受到了广大人们的重视。经过相关研究可知，一些桥梁的使用年限未达到实际的要求，就出现了各种问题，部分刚投入使用的桥梁没使用多久就产生问题，这在一定的程度上与桥梁施工过程的管理水平有重要联系。具体表现在：桥梁施工阶段，混凝土浇筑振捣、浇筑、养护管理措施不当，未能有效控制好预应力钢筋的张合力度、没有做好施工质量控制等。以上问题虽然不能直接与桥梁的承载力产生冲突，但是，它会严重影响到桥梁结构的安全性与耐久性。

3.3 桥梁后期养护管理不足

在我国桥梁的建设过程中，往往重视建设前期桥梁施工，不重视后期桥梁管理养护。具体表现在：后期不能及时的处理冰雪天的冰雹雨水，导致雨水冰雹侵入桥梁结构中，最终致使桥梁结构体受到破坏；后期不重视桥梁的承重构件的养护，包含支座、斜拉索护套等设备管理养护，未能及时的更换整体受损部件，以上问题得不到有效处理，则会导致整体桥梁的工作性能受到影响，从而造成严重的安全隐患。

4 提升桥梁的安全性与耐久性的策略

公路桥梁在设计过程中，其考虑的因素包含很多，其中有机动车正常行驶因素、车辆超速、超载因素、以及各种外界冲击因素。此外，公路桥梁是交通运输的主要枢纽，假如安全性与耐久性得不到保证，则会产生严重的社会问题，因此，在桥梁结构设计的过程中，需要考虑以下几点因素。

4.1 规范设计标准，引进新的设计理念

当前，部分桥梁在使用的过程中，由于桥梁的耐久性不足，导致的安全性问题严重影响着桥梁的正常运行，因此需要采取有效的策略进行处理。所以，在桥梁设计过程中，需要不断的转变设计观念，不断引进新的设计理念与耐久性设计因素，同时还需要完善设计规范，对忽略的耐久性给予重视[3]。

4.2 确保设计过程中的整体性与连续性得到保证

在桥梁设计过程中，桥梁冗余设计是设计中的重点内容，只有做好冗余设计才能保证桥梁结构具备更多的安全因素，从而保证桥梁结构能够应对各种外来因素的影响。特别是对我国而言，由于交通拥挤，只有加强桥梁结构的安全性能，才能够抵御局部损伤以及变形带来的影响。另外，加强桥梁的冗余设计，还能够在一定程度上提升应对地震、爆炸等危害带来的影响，使其具备更多的抗震能力[4]。

除此之外，针对桥梁设计，我们还需要重视结构整体性与连续性设计，由于很多桥梁结构属于杆系结构，因此，在设计过程中，需重视桥梁的整体性与连续性设计，不仅能够保证桥梁结构截面的变化均匀性、平顺性，而且还能保证整体结构美观，同时还能增强桥梁结构的刚度、强度、稳定性等能力。

4.3 强化桥梁结构的细节内容设计

在桥梁结构设计过程中，细节设计对整体桥梁的产生的影响也较大。由于桥梁结构整体都是全天在外显露，桥梁细节设计越完善，就能最大限度的抵触外界腐蚀因素给桥梁结构带来的影响，同时也能提升桥梁结构整体的安全性与耐久性。例如；在实践过程中，加大桥梁构件的保护层厚度，不仅能够保证桥梁钢筋结构得到有效的保护，避免外界影响因素的侵蚀，而且还能在一定程度上，保护钢筋的强度不受到影响[5]。同时，对桥面的排水与防水功能的设计，更加需要细化，保证雨水能够及时排出，避免桥体受到积水雨水侵蚀，影响整体结构。

5 结语

综上叙述，在桥梁设计过程中，针对桥梁结构安全性与耐久性问题，不仅是当前桥梁设计中研究的重点，而且还是急需解决的难点内容。因此，在实践过程中，不仅需要强化施工管理与施工工艺，而且还需要结合实际情况，综合考虑桥梁的整体设计方案，并且需要引进新设计理念，以保证在桥梁的设计过程中，提升桥梁的安全性与稳定性，从而保证桥梁整体结构质量。

【1】邱树才.桥梁安全性、耐久性差的主要原因及改进措施[J].中国新技术新产品，2009(11):106.

【2】王春剑.公路桥梁设计中的安全性和耐久性探讨[J].科技信息(科学教研)，2007(28):378.

【3】程智,陈云峰.提高公路桥梁安全性的设计方法[J].科技咨询导报，2007(21):52.

【4】章日凯.公路桥梁设计中的安全性和耐久性分析[J].交通世界(建养·机械)，2012(1):152-153.

【5】李凤陆.浅析桥梁设计中的几个问题[J].黑龙江科技信息，2007 (11):195.

Analysis on Safety and Durability of Bridge Design

LIUHai
（GanxianRoadManagementStation,Ganxian344110,China)

In the process of bridge design, the safety and durability of bridge structure is an important content of the safety anddurability of bridge to take effective control measures, crucial impact on the overall quality of the bridge. Therefore, based on theauthor's experience, this paper analyzes the current situation of the safety and durability of the bridge design, and gives thecorrespondingsolutions accordingtothe existingproblems for reference.

bridge;design;safety;durability;analysis

TU714;U442.5

A

1007-9467（2016）12-0116-02

2016-09-20

刘海（1969～），男，江西赣县人，工程师，从事公路桥梁设计与研究。