桥梁设计中的安全性和耐久性问题

李军怀

（广西智达工程咨询有限公司 广西柳州 545005）

桥梁设计中的安全性和耐久性问题

李军怀

（广西智达工程咨询有限公司 广西柳州 545005）

随着社会经济的发展，桥梁建设数量增加、规模增大，安全性和耐久性逐渐成为桥梁设计中需要解决的一个重要问题。本文据此分析了导致桥梁安全性及耐久性差的原因，并且提出了有效解决桥梁设计中的耐久性差和安全性低的方法。

桥梁设计；安全性；耐久性

伴随着我国社会经济的快速发展，我国桥梁建设的规模也逐渐扩大。现如今，我国桥梁设计主要要求在美观安全的同时还具有一定的经济性。但是在我国桥梁设计中，并不重视桥梁的耐久性，本文提出在桥梁设计中安全性和耐久性的重要程度并对影响桥梁耐久性和安全性的因素进行分析，最终提出一些提高桥梁耐久性和安全性的方法。

1 桥梁安全性和耐久性差的原因

1.1 桥梁工程设计与施工和管理不衔接

近几年，我国时常出现桥梁倒塌或破坏的情况，对于这种情况，人们普遍认为是由于腐败的管理和野蛮施工所导致的，但事实上，短期内迅速破坏现象的出现大多是由于施工质量差，没有达到规范的要求造成的，例如施工的材料强度不足，施工的工艺不合格等等，当然有一些是由于在施工过程中偷工减料或者故意使用质量不合格的材料来节约成本，最终导致桥梁的质量不合格。

如果桥梁在未达到预期的使用寿命时出现损坏的情况或者新建或使用时间较短的桥梁出现耐久严重不足的情况时，会对道路交通产生严重影响。这些情况与桥梁施工的质量水平密切相关，比如水泥选用不当、混凝土配合比不合理、没有进行正当养护以及预应力施加不合理等都属于桥梁的质量问题，这些质量问题有时候虽然不会在短期内对桥梁使用产生明显的危害，可是会对结构的耐久性产生严重的影响。

1.2 桥梁的设计理论和结构构造体系不够完善

很多设计人员在进行桥梁设计中，仅仅只是片面的考虑使桥梁的结构满足规范的要求，而忽视了桥梁结构体系、构造、耐久和设计以及施工过程中易出现的人为错误。比如在桥梁设计中，如果计算图式和受力路线不明确就会导致桥梁局部受力过大，从而出现安全性问题。另外混凝土的保护层厚度过小、桥梁结构整体性以及延性不足、钢筋直径过细、混凝土强度过低、构件截面过薄等因素都会对桥梁的耐久性产生影响。所以设计人员需要从桥梁的设计理论和结构构造方面对桥梁的耐久性和安全性加以改进。

由于桥梁的地理位置和环境条件对桥梁的结构体系产生影响，而且设计的规范无法对桥梁设计、施工和使用中的所有问题进行涵盖。因此，在对桥梁结构进行设计时，技术人员不仅仅要满足相关的规范，还需要具有丰富的经验，可以准确的对桥梁结构作出正确的判断。有这样一个案例，某桥为5～20m的预应力空心板桥，使用时间尚短，但在荷载的作用下板端位置接缝处桥面出现裂缝，导致跳车、雨水下渗，从耐久性和安全性方面考虑，该桥梁如果可以改成结构连续的形式，能够有效的避免桥面开裂的情况。

2 从设计上提高桥梁安全性及耐久性的对策

2.1 加强桥梁设计中对安全性及耐久性的理解

在桥梁施工和使用的过程中，不可避免的会受到环境和人为因素的影响，桥梁的材料会随着桥梁的使用过程逐渐老化，这就使桥梁结构必然会受到损伤和破坏，因此桥梁设计中的安全性和耐久性问题要引起足够的重视，不能单纯的只重视桥梁的受力情况。为了有效的提高桥梁的安全性和耐久性，首先要对桥梁建设过程中对桥梁的设计规划和施工运行等环节进行综合考虑。只有加强桥梁建设设计过程中的安全性和耐久性的理解，才可以使设计人员在进行设计时对桥梁的安全性和耐久性有深刻的认识。

2.2 减少桥梁使用过程中的疲劳损伤

由于桥梁在使用过程中不可避免的长期受车辆的动荷载，所以会在桥梁内部结构中形成一种循环变化的应力，这不仅仅会导致桥梁的振动还会导致桥梁的疲劳损伤。又因为桥梁建设的过程中所使用的材料并不可能是均匀连续的，所以桥梁结构中就很容易出现细小的缺陷，这些原本细小的缺陷在动荷载的作用下逐渐变大，这就导致桥梁逐渐的出现了裂缝，严重的时候还会出现桥梁断裂的情况。桥梁的疲劳损伤并不仅仅是桥梁整体结构的疲劳损伤，而是桥梁某些部位的疲劳损伤导致桥梁整体结构失效，因此，提升桥梁安全性和耐久性的关键在于减少桥梁使用过程中的疲劳损伤，在对桥梁结构进行设计时要对桥梁的疲劳损伤的问题进行充分的考虑，尽可能的减少桥梁的疲劳损伤。

2.3 解决桥梁超载问题

桥梁的超载主要有汽车违规超载、早期修建的桥梁超龄负荷、桥梁的车流量超过设计时的计划车流量这三种现象。桥梁超载是导致桥梁疲劳损伤的重要因素，桥梁超载使桥梁的应力加大，加剧了对桥梁的损伤，严重的化会对桥梁的结构造成破坏。而且超载带来的疲劳损伤具有不可修复性，这就对桥梁的耐久和安全产生了不利的影响。因此，我国相关部门要加强对超载车辆的检测，从而对车辆超载情况进行有效控制。

2.4 加强桥梁的刚度，使其整体稳定

以前面5～20m预应力空心板为案例，要最大程度的加强桥梁的整体性，使其整体联结在一起，减少不必要的工作缝合构造缝。

2.5 明确结构物使用环境

经过对环境的实地勘察，明确环境类别，在进行桥梁结构设计时注意环境因素会带来的影响，根据环境的类型来确定保护层的所需的厚度。

3 结语

设计人员必须高度重视桥梁的安全性和耐久性问题，加强对桥梁耐久性和安全性的理解，采取相关措施减少桥梁使用过程中的疲劳损伤，提高桥梁的刚度和整体稳定性，相关部门应制定相关政策解决桥梁超载问题。只有真正改善或解决上述问题，才可以真正实现桥梁使用的安全耐久。

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U442.5

A

1004-7344（2016）20-0144-01

2016-5-10

李军怀（1977-），男，中级工程师，大专，主要从事公路勘察设计及监理工作。