桥梁设计中的安全性影响因素及其改进措施探讨

赵泽雁

摘要：随着我国经济水平的迅速发展,各地区交通事业建设越来越加快了步伐，同时，对桥梁设计的安全性问题也倾注了越来越多的思考。目前，人们在对桥梁设计中安全性影响因素及其改进措施已经开始予以重视。如果在大规模的桥梁建设中不认真考虑其安全性问题, 势必会给将来带来严重的苦果。本文作者根据多年在桥梁设计中积累的实践经验，从设计体系、管理和施工水平等方面对影响桥梁设计安全性的因素进行了总结，并基于此，提出了若干针对桥梁设计中的安全性保障措施，主要有重视结构耐久性、重视桥梁损伤程度、重视桥梁超载问题、借鉴国外经验成果等。

关键词：桥梁设计；安全性；影响因素；改进措施

Abstract: with the rapid development of China's economic level, each region transportation enterprise construction more and speed up the steps, at the same time, to the safety of bridge design into more and more thinking. At present, the people of bridge design in security in the influencing factors and improvement measures have begun to attach importance to it. If in the scale of the bridge construction of the safety problems of serious consideration, this will give the future bring serious consequences. In this paper the author in the design of the bridge's practical experience accumulated from design, system, management and construction level to influence the safety of bridge design factors are summarized, and based on this, puts forward some for bridge design of safety guarantee measures, mainly has value structure durability, pay attention to the bridge damage degree, paying attention to the bridge, overload the experience abroad results, etc.

Keywords: bridge design; Safety; Influencing factors; Improvement measures

中图分类号： S611文献标识码：A 文章编号：

前言

随着我国经济水平的迅速发展,各地区交通事业建设越来越加快了步伐，同时，对桥梁设计的安全性问题也倾注了越来越多的思考。目前，人们在对桥梁设计中安全性影响因素及其改进措施已经开始予以重视。

过去在国内的桥梁结构设计上，曾经有过这样的倾向，即考虑桥梁强度多而考虑桥梁的耐久性少, 重视桥梁强度极限状态而忽视其使用极限状态,重视桥梁结构的建造而忽视其结构的后期维护。事实证明，这些倾向在会导致一些桥梁工程使用寿命短、结构使用性能差、事故频发等不良后果，同时，在与当前国际结构工程界重视桥梁安全性、适用性的趋势也是相违背的,不符合综合经济性和结构动态的要求。如果在大规模的桥梁建设中不认真考虑其安全性问题, 势必会给将来带来严重的苦果。

本文作者根据多年在桥梁设计中积累的实践经验，从设计体系、管理和施工水平等方面对影响桥梁设计安全性的因素进行了总结，并基于此提出了若干针对桥梁设计中的安全性保障措施，主要有重视结构耐久性、重视桥梁损伤程度、重视桥梁超载问题、借鉴国外经验成果等。

1.桥梁设计中的安全性影响因素

1.1 设计体系的不完善

目前，在桥梁设计体系上，存在一些有关安全性的问题。笔者了解到，大多数桥梁设计人员在进行作业时，只局限的满足于对结构强度计算上的安全性需要, 往往会忽视从结构耐久性、结构维护、结构材料、结构构造、结构体系等方面体现桥梁安全性，并且在设计--施工--使用过程中，经常会出现一些人为的错误，从而大大的削弱了保障桥梁安全性的力度。

有些桥梁虽符合了设计要求的强度,但是仅仅使用5--10年的时间就会因为耐久性而大大影响了桥梁安全性能。所以，桥梁设计时需要从材料和构造等各个角度来采取相应措施用以加强结构的耐久性。一个完整的设计体系，应当在面临不同环境、不同使用条件、不同设计对象时，对结构体系的布局和构造也是要不同的。即使规范再详细，也不能包括由设计人员来解决的全部问题；即使规范更新得再快，也不能适应新技术、新认识和新材料的快速发展。所以,合理的桥梁设计体系既要满足标准,也要求设计人员具备丰富的经验和正确的判断力。

1.2管理和施工水平不高

许多桥梁的短期内倒塌与破坏, 已使国内工程界对于桥梁的安全问题倍加关注。对于突然性的破坏性桥梁事件,多是由于施工质量未达到设计要求和规范,一般而言,典型的质量问题主要有施工工艺不合格、材料强度不足等。对于一些桥梁存在的以次充好、偷工减料等严重问题，更是会造成致命的安全性隐患。最普遍的，是大量的桥梁在还没有达到预期寿命时,就已经出现了严重影响正常使用劣化现象，尤其是一些桥梁，往往只使用了几年、甚至个别桥梁刚建成不久，就产生了严重的安全性问题,这些都与施工、管理水平低下有关。

2.对桥梁设计中的安全性保障措施

2.1重视结构耐久性是根本

桥梁在建造和使用中,会受到有害化学物质、环境的侵蚀作用，并要承受人为因素、超载、疲劳、地震、风、车辆等外部作用,同时桥梁所采用的材料自身性能也会不断的退化,从而导致桥梁结构发生不同程度的劣化、损伤。大量的桥梁病害实例证明, 除了材料、施工等方面的原因，桥梁的结构耐久性才是保障其安全性的根本。

长期以来,人们一直偏重于桥梁结构计算方法的研究,却极易忽视了对桥梁细节处理方面和总体构造的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前我们需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。国内外的实践和研究都表明,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，我们必须重视桥梁的结构耐久性研究。

2.2重视桥梁损伤程度是关键

桥梁所承受的动荷载包括风荷载和车辆荷载,这些负荷会使结构内部产生不断循环变化的应力,结果不仅会引起桥梁的振动，也会导致桥梁的累积疲劳损伤。一般而言，桥梁采用的材料并不是均匀连续的,而是存在很多细小的缺陷,在循环应力的作用下,这些小缺陷会逐渐的变大,最终形成宏观的裂纹。如果这些裂纹得不到控制,很有可能会引起结构的断裂。然而，早期微小的疲劳性损伤不容易被检测到,但是后果往往是毁灭性的。在以前，疲劳性损伤一直被看成是钢桥设计的核心问题,由疲劳引起的钢材开裂的案例比较多,同时也有许多因为疲劳断裂而使桥梁垮塌的例子。对疲劳损伤的研究在近20年来已经到了混凝土结构这一层次,但是在使用期间，受腐蚀钢筋混凝土的疲劳性能、动态性能的研究还有待加强。所以，重视桥梁损伤问题，是桥梁设计安全性的关键所在。

2.3重视桥梁超载问题是基础

目前国内出现的桥梁超载现象主要有以下三种情况：第一种是桥梁实际通行的车流量超过原设计的流量值；第二种是已经超龄的早期修建桥梁仍在负载运营；第三种是车辆本身违规超载。对与前两种桥梁超载现象而言，其产生原因主要为社会交通量的增加和桥梁设计荷载的变化，而后者是由于车辆使用者违法营运所致。在我国的公路运输中，后两种现象是比较普遍的。桥梁的超载使用，不仅会造成桥梁内部不可恢复的损伤，使得桥梁在正常负荷下工作状态发生畸形变化,从而危害桥梁的安全性。另外，桥梁的超载使用还有可能引发桥体的疲劳问题。如超载会使桥梁损伤加剧、疲劳应力幅度加大,甚至还会出现一些结构破坏事故。所以，有效的解决桥梁超载问题，是保障桥梁设计安全的基础。

2.4借鉴国外经验成果是补充

作为桥梁工程设计人员，应该在充分考虑到现阶段管理、施工质量的基础上，借鉴国内外先进的经验成果，学习适当的设计方法、适当的安全度。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题上，很多与使用材料选择不合理、结构体系及结构细节处理不当有关，而目前在国外这方面发展的技术很成熟，所以积极的借鉴先进成果，以期达到保障桥梁安全性的目的。

结束语

总之,影响桥梁设计中的安全性因素已经成为一个亟需解决的难题，我们要积极的借鉴国内外先进做法和经验，不仅要加强施工的质量管理，更要从桥梁设计的结构体系、构造、设计等角度做好安全性的防护。同时，还要重视桥梁耐久性、损伤程度、超载等问题。只有这样，才能根本上保障国内桥梁设计的安全性。

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