桥梁设计中的安全性和耐久性分析

石若汐

（山东农业大学水利土木工程学院， 山东 泰安 271000）

0 引言

桥梁设计是公路桥梁建设过程中的基础和关键，从我国目前的整体状况来看，我国公路桥梁的安全性普遍比较差，耐久性普遍比较低，这对桥梁的整体质量和性能直接产生了严重的影响。桥梁设计的质量高低与否、科学性与否将会直接影响到桥梁质量，因此在设计环节有关设计人员就必须要充分重视安全性和耐久性的问题，使其能在实际的建设过程中得到有效解决，并且致力于提高桥梁建设质量，增强其寿命时间。

1 桥梁安全性和耐久性概述

1.1 内涵

桥梁安全性是指桥梁在正常使用的情况下的承载能力以及发生突发事件时的整体稳定性。桥梁耐久性是指桥梁在正常使用和维护的前提下，使用一定的时间之后仍然能具备其应有的功能，满足桥梁的正常使用周期。

1.2 桥梁安全性和耐久性的技术评估

在现代化的桥梁建筑设计中，不同年代、不同地区的桥梁工程都有其自身的完整体系和检测标准，运用这一标准就可以对桥梁的安全性和耐久性进行准确的评估和判断如果桥梁的安全性和耐久性存在问题，那么就需要及时做好标记或者警示。从整体上来讲，制定具有科学性和专业性的桥梁评估制度体系可以在很大程度上保证桥梁安全，促进其可以长久使用，并且为桥梁的使用提供可靠的依据。

1.3 影响桥梁安全性及耐久性的因素分析

1.3.1 缺乏完善的设计理念

桥梁设计理念的不完善是普遍存在的问题，许多设计者在桥梁设计的过程中过于重视桥梁的强度，而忽视的桥梁的安全性和耐久性的重要作用，没有实现因素之间的有机结合，因此不完善的设计理念往往是长期存在的。另一方面，有些设计单位为了追求经济利益，追求市场竞争地位，在桥梁设计过程中目光短浅，只重视桥梁的承载能力而不顾及桥梁的使用期限。桥梁设计是一个整体性和系统性的过程，需要充分结合周边质地、自然资源、安全性能等多方面的因素。

1.3.2 设计不合理

设计者通常会过于重视单一方面的问题，例如桥梁的强度，而对于其他因素例如桥梁安全性、耐久性的考虑则比较少。在这一情况下，桥梁结构就会收到影响，再加上可能存在计算不合理，受力路线不清晰等都会导致桥梁局部压力过大，保护层厚度不足，构件截面较小等问题。

1.3.3 与实际的材料供应情况脱节

桥梁建设过程中所需要的材料、物资等都是设计阶段所要充分考虑的问题，因此就需要对施工现场进行全面的考察，详解记录实际的的工程建设条件。例如，如果施工现场位于比较偏远的乡村地区，优质建筑材料的运输就会成为一个阻碍因素，较高强度的混凝土的运输相对比较困难，为了解决这一困难，就需要将混凝土的抗压强度设计降低。

2 桥梁设计中的安全性和耐久性实例分析

2.1 工程概况

以某一大桥为例，该桥梁主跨三跨的跨径为40m+65m+40m,边跨的设计采用装配式预应力混凝土简支T梁。该大桥的桥面纵坡双向可以达到2.7%,桥面横坡双向可以达到2.0%。箱梁共设4道横隔板,其中墩顶各设一道为3m的横隔板,梁端各设一道为1.5m的横隔板,该公路桥梁的荷载等级为Ⅰ级。

2.2 提高桥梁设计安全性与耐久性的措施

2.2.1 科学使用材料

钢筋混凝土的质量以及使用都会直接影响到桥梁建设的安全性，混凝土材料的组成、水泥的用量、水和灰的比例等都是桥梁安全性和耐久性的重要影响因素。因此在设计过程中需要充分考虑混凝土的配制过程。想要保证混凝土的耐久性可以做到以下两个方面：（1）加大混凝土的保护层厚度，这样可以有效防止钢筋锈蚀，提高混凝土的耐久性；（2）对混凝土的制作过程严格控制，防止其出现裂缝。

2.2.2 合理选择结构设计方案

桥梁设计方案是桥梁建设的基础和关键，科学合理的结构设计方案可以更好的保证桥梁的安全性和耐久性。不同地区，不同地理环境需要设计不同的桥梁结构，以跨径桥为例，这种桥梁结构的施工相对比较简单，经济成本比较低，同时桥梁质量也相对比较高，因此应用广泛。

2.2.3 设计中增加耐久性分析

在桥梁设计过程中要更多的重视对桥梁耐久性的分析，将耐久性与桥梁结构、强度等有机结合起来。与传统的耐久性分析不同，现代的耐久性分析应当转变设计观念，对桥梁耐久性进行定量分析，更多采纳和吸收国外的先进设计经验，将耐久性放在桥梁设计的环节的重点位置，并且根据桥梁结构、布局等进行综合性评估与分析，摒弃原本的耐久性观念，从而可以更多的增加桥梁使用周期，保证桥梁安全性，降低桥梁维修费用，使其具有更大的经济价值和社会价值。

2.2.4 从设计理念上正确认识公路桥梁使用寿命

目前，我国公路桥梁设计理念已经逐步实现了向现代化方向的转化，逐步达到了满足载荷设计和使用寿命的双方面要求。由此可见，我国已经开始正确认识桥梁的使用寿命，并且转化了设计理念。此外，桥梁结构的重要性也是需要正确认识的，在设计过程中，还需要充分考虑其他因素的影响，例如桥梁的运行、维护、关键技术、规划等，只有综合考虑各方面因素才能真正在实际的运营过程中使桥梁寿命达到预期标准。

2.2.5 强化对耐久性关键技术的分析

对耐久性关键技术的强化与分析主要包括以下几个方面内容：（1）选择合理的参数和实际的实施方法，以符合桥梁耐久性的要求；（2）桥梁结构问题需要经过耐久性分析；（3）桥梁的整体结构需要合理。符合实际运行要求；（4）合理使用混凝土，控制混凝土质量。

2.2.6 掌握公路桥梁疲劳损伤的规律

桥梁在长期使用的过程中由于长时间的车辆荷载和风荷载会使得桥梁内部应力发生变化，导致桥梁受到的损害加大，影响桥梁的使用寿命和使用周期。因此对公路桥梁疲劳损伤进行研究首先要详细了解其变化规律，其次再进行科学合理的针对性研究与设计，要选择优良建筑材料，以提高桥梁使用周期，保证桥梁安全性和耐久性。

2.2.7 严禁桥梁超载现象发生

在交通运输过程中，桥梁超载的现象是经常发生的，虽然有关部门一直以来都在进行严格限制，但这一不良现象仍然屡禁不止，超载不仅会影响到车辆运行安全，而且还会对桥梁造成极大的损害，引发桥梁疲劳，导致桥梁结构受到破坏，其安全性和耐久性就难以得到保证。

3 结语

近几年来，由于桥梁问题引发的安全事故时常发生，桥梁安全引发了越来越多人的关注。想要充分保证桥梁耐久性和安全性就需要从建筑材料、施工方案、结构设计等多方面入手，重视桥梁的实际运行和后期维护工作，从多个角度认识桥梁安全性和耐久性的重要性，在实践中不断总结经验，不断实现技术上的突破，从而更好的提高桥梁稳定性，为人们的生产生活提供更大的便利。

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