简述桥梁耐久性在桥梁设计中的应用意义

【摘要】桥梁工程作为一种造价不菲建筑构造物，正常运营时间的长短受诸多因素影响，贯穿于桥梁工程的全寿命周期，尤其以设计阶段的因素最为突出。目前桥梁工程设计中多关注在强度、形式等方面，而往往忽略了耐久性在桥梁工程全寿命周期中的重要地位。而正是这种耐久性的关注不足，往往还伴随桥梁后期维护保养的缺失。

【关键词】耐久性；桥梁设计；要点

基础设施建设是经济发展提速的重要条件，而桥梁建设则是基础设施建设中不可或缺的组成部分，是便捷我国交通的重点工程，必须予以足够重视。在桥梁设计过程中，一定要充分考虑桥梁结构的安全性和耐久性，采用科学的方法合理规避桥梁运营阶段因质量问题造成的交通危害，为人们的生命安全提供保障。

1、目前桥梁结构中存在的耐久性问题

1.1由材料性能而导致的耐久性问题

对于桥梁建设来说，其由于本身的工程特性往往会对施工质量提出更高的要求。首先要保证自身的承载强度过关，这就要求建筑材料选用性能好且重量较轻的材料来开展施工。尤其是桥梁建筑中应用广泛的钢筋与混凝土结构的建设，一定要严格对材料的配比用量进行严格要求，保证桥梁的受力性能。此外，由于环境因素造成建设材料的损坏，以钢筋的锈蚀较为普遍，为保证材料性能应加强对建设材料的科学保护。但在当前的实际桥梁建设中，设计者对桥梁所处的实际环境考虑不足，对建设材料的选择较为盲目，在某些特定的环境与气候的影响下，会造成建筑材料实际性能降低，从而导致桥梁的耐久性降低。同时在施工过程中，施工单位没有严格按照设计要求进行材料采买，使用低质材料来进行代替。这样直接导致了桥梁建筑的质量问题，造成其耐久性能的下降。

1.2由设计理念而导致的耐久性问题

在桥梁设计中，实现桥梁设计的可持续性发展是十分重要的，但是在当前设计者往往只注重桥梁的强度建设，缺乏桥梁耐久性设计理念的融入。同时设计单位为加强自身的投标竞争力，实现经济效益的获取，往往着力进行桥梁强度的体现，以期吸引招标单位，忽略工程在实际运用环节中的耐久性能保证。除此之外，当前的桥梁设计不合理还表现在设计者在进行桥梁设计时，往往以桥梁强度计算作为设计重点，忽略了对其他因素的充分考虑。例如出现桥梁延性不足或受力路线表述不明等现象，都会导致桥梁的受力不明确。或者在实际设计中对于橋梁保护层的厚度设计不足，构建截面面积较小等，都会对桥梁的耐久性造成影响。

1.3桥梁设计的结构构造体系不尽完善

桥梁设计的结构体系不够完善也是导致桥梁设计耐久性问题的重要因素。在实际的设计环节中，诸多设计者从设计规范和设计强度的角度考虑桥梁的结构设计不足。将实际的施工环节中的桥梁的结构体系、结构材料以及结构构造等内容综合考虑到桥梁设计的环节中。在设计环节中，如果桥梁设计的结构构造体系不够科学，将会导致混凝土强度非科学分布、混凝土保护层厚度太小以及桥连接结构的整体性延性不够等问题，严重影响桥梁的耐久性。

1.4桥梁设计、施工和管理衔接不当

要真正提高桥梁工程的耐久性，不仅要注重桥梁的设计过程，还应该加强桥梁建设环节的质量控制。在这个过程中，需要做好桥梁设计和施工、管理的衔接。但现阶段我国的桥梁的设计和工程施工、管理的衔接还不到位。从部分桥梁事故来看，很多桥梁事故都是由于施工质量控制没有达到要求引起的。例如施工中使用的材料强度不足，施工的工序不合理造成的工程质量下降。锈蚀钢材除锈后有无进行二次检验，桥梁体系转换时序是否科学合理就是这类问题的体现。

2、从桥梁设计角度提高安全性与耐久性的方法

2.1严格控制混凝土结构裂缝

钢筋混凝土的构件，尤其是预应力钢筋混凝土结构，在桥梁工程中运用相当广泛。混凝土材质的构件如果出现裂缝，将会严重降低工程的质量。设计过程中需要充分考虑材料的质量控制，预留出充分安全度。由于混凝土材料的性质，容易出现裂缝，那么设计者是否可以寻找新型技术的混凝土。是否可以在容易出现裂缝的区域采用护面钢筋等措施进行局部加强，减少裂缝产生机会。

2.2注重设计方式的转变

目前，使用CAD电脑设计工程设计为主要潮流，但依旧停留在二维平面，出现使用三维设计技术（BIM）的工程凤毛菱角，今后应加大对BIM技术的应用。三维技术可以发现在二维设计中不易察觉的设计问题，例如标高、位置、渐变形式是否合理等问题。目前BIM技术在城市综合管廊布线等方面应用前景广泛。大型复杂桥梁结构布筋，布束亦存在较大应用空间。

2.3充分考虑桥梁的超载问题

如果桥梁在长期使用下持续出现超载现象，那么就会严重影响其耐久性。在交通压力不断增大的情况下，桥梁超载问题也日益严重。超载情况下造成桥梁质量下降的主要原因是，桥梁设计时并未充分考虑到日后超载情况的发生，也就无法准确预测桥梁的承载力。桥梁在投入运行之后，如果长期处于超载环境下，其安全性必然会下降。

2.4重视耐久性问题

桥梁在长期使用的过程中，会持续受到外在环境、有害化学物质的影响，同时承受着巨大的车辆荷载，还会遭受到地震、暴雨、泥石流等自然灾害。受到这些因素的影响，桥梁自身的建筑材料性能也在不断下降，造成其整体结构的承载能力逐渐下降。在大跨径桥梁领域，我国自20世纪80年代开始修建了数目庞大的斜拉桥，当前出现倒塌或严重损坏的桥梁很少，但是很多桥梁由于自身拉索的耐久性存在严重问题，不得不提前更换，这样就导致成本增加，影响经济性。在今后的桥梁设计工作中，必须充分考虑桥梁结构的耐久性问题，以保证桥梁整体结构的安全和稳定。

结语：

桥梁设计中安全耐久性应得到充分重视及有效控制，同时加强对桥梁建设的管理，采用桥梁设计新技术，借鉴国外先进技术并结合我国桥梁建设的自身状况进行适时调整，提高我国桥梁建设的水平，为桥梁建设的质量提供重要保障。

参考文献：

[1]公路工程技术标准，JTG B01-2014.

[2]公路桥涵设计通用规范，JTG D60-2015.

作者简介：

池旭海，性别：男，出生年月：1983.5.16，籍贯：北京市通州区台湖镇，2006年毕业于武汉理工大学土木工程专业，工学学士。职称：中级工程师，就职于北京市通州市政工程设计有限公司，主要从事铁路桥梁、公路桥梁等设计工作。