桥梁设计中的安全性及耐久性分析

袁 昊 洋

(唐山市交通勘察设计院有限公司，河北 唐山 063000)



桥梁设计中的安全性及耐久性分析

袁 昊 洋

(唐山市交通勘察设计院有限公司，河北 唐山 063000)

结合桥梁设计的安全性和耐久性现状，介绍了桥梁设计的要点，从防腐材料、桥梁细节设计、结构维护等方面，分析了桥梁设计中安全性及耐久性欠高的原因，旨在保证桥梁工程质量，延长其使用寿命。

桥梁设计，安全性，耐久性，防腐材料

目前桥梁工程建设虽较快，但在投入使用后会出现桥梁破坏，甚至发生坍塌，不仅给经济造成严重的损失，还威胁到人们的出行安全，而究其原因主要为设计初期没有对桥梁的安全性及耐久性进行较好的把握。由此这就需要桥梁设计师进行实地勘探，并充分发挥自己的专业知识，提高桥梁的安全性和耐久性，保证人们的生命财产安全。

1 桥梁设计的安全性和耐久性现状概述

桥梁有一定的使用寿命，在理论的使用期限内出现问题的桥梁，会给人们的生产生活带来很多麻烦，尤其从使用者的角度来看，会对其人身安全构成威胁，从设计者的角度来讲则是设计方案的不完备。常见的桥梁安全性和耐久性的缺乏表现为在理论的使用期限内原本表现健康的建筑出现结构的变形、裂缝、下挠等问题，其会使得更加细节的结构暴露在外界环境中，随着外界恶劣空气的变化，会使得腐蚀的程度更加的深入，加大桥梁工程的结构破坏。其次在设计过程中设计人员对桥梁的安全性和耐用性设计考虑不多，只将桥梁的负荷作为考虑的重点，忽略了桥梁承压的极限状态，致使桥梁建筑华而不实，在投入使用过程中事故频发，缩减了桥梁使用寿命。

2 桥梁设计中的安全性和耐久性要点分析

桥梁设计中应该对桥梁的安全性和耐久性做出明确的要求，同时应根据当地的环境，综合车辆行驶的具体情况，以此对桥梁运行能力进行判断。其设计关键在于以下几点：1)防洪水位是跨河桥梁设计的重点，在进行桥梁设计的过程中要注意洪水的分流缓冲；2)桥梁的承载应符合行车承载力，因此应根据当地的交通需求来进行桥梁的宽度和结构设计；3)在设计的过程中要充分调查周边的环境，并要根据当地的地势与地质等情况进行合理的设计。

3 桥梁设计中安全性及耐久性不高的原因

3.1 桥梁结构设计不健全

从某种程度上来看，桥梁结构会受到自然因素以及外界因素的影响，因此在对其结构进行设计时，一定要以自然因素为基础，并且要在对施工现场进行勘测后，方可进行结构设计。然而在目前的桥梁设计中，部分设计师在设计的过程中仅简单计算了整体桥梁的耐久性能，而对于结构的整体性能并未做相应的计算，同时施工期间内所选用的钢筋混凝土强度无法达到标准化水平，并且钢筋截面规格较小，无法满足施工厚度需求，由此上述多种情况的产生，均会对桥梁结构设计的安全性与耐久性产生不利影响。

3.2 设计图的检验不够严谨

目前，部分单位在桥梁的施工阶段只凭借自身的基本经验来对设计图纸进行检验，且没有对施工环境和施工技术进行质量监管，导致桥梁施工中的建筑结构与设计图偏离，甚至有时为了方便施工，设计人员随意将设计图进行修改，由此会影响桥梁的建设质量，同时管理者由于专业技能不够，导致审查只是流于形式，并不能进行严格的设计核对，致使桥梁工程与设计相差较远，使其质量得不到应有保证。

3.3 结构维护不到位

桥梁在投入使用之后，维护工作对于整个桥梁工程的使用非常重要。比如桥面结冰的自然因素对桥梁结构的承载能力与使用性能会造成相应的影响与危害，如后期维护不及时还会缩减桥梁的使用寿命，因此在桥梁投入使用后期要加强对桥面的维护。其次，桥梁的支座寿命最多为30年，而桥梁的整体结构会由于后期构件更换时间过长以及养护力度较差而产生严重危害，因而经常对支座构件等进行更换也是非常必要的。

4 桥梁设计中提高安全性及耐久性的相关措施

4.1 结合实际进行桥梁设计

在桥梁工程设计之前，一定要以设计方案为基础，对实际施工场地进行勘察，并将施工现场的条件与桥梁设计进行正确融合。同时在进行方案设计的过程中，为了有效减少成本费用的支出，保证桥梁质量符合标准化水平，均要以实际施工情况为基础选用适宜的材料。这样一来不但可以确保工程质量，同时也能够极大程度地减少成本支出。

4.2 注重防腐材料的使用

在桥梁工程设计的过程中，环氧树脂涂层钢筋作为新时代的产物，可有效防止侵蚀现象的产生，将其应用至普通的钢筋中，可极大程度地提升桥梁的耐久性与使用年限，同时国内有很多研究人员在对桥梁质量进行调研时了解到，锚头区也能够产生侵蚀的现象，严重时则会促使桥梁发生坍塌。因此针对这一问题，设计人员在进行设计的过程中，可适当应用环氧树脂砂浆将锚头密封，防止产生腐蚀现象。但要注意的是，桥梁工程所使用的材料并不能保证完全连续和均匀，在不断变化循环的动荷载作用下很容易发生扩展,进而产生损伤，而为了有效改善这一问题，提高桥梁的安全性，设计人员在设计过程中应深入研究桥梁结构在疲劳荷载作用下的反应及解决措施，同时还应认真考虑和分析交通荷载和风荷载对结构所产生的影响。

4.3 提高桥梁的细节设计

在进行桥梁设计时，细节决定着一切，并对整个工程建设是否成功会产生重要影响，同时认真设计桥梁工程的细节，能够极大程度地延长桥梁材料的耐用性，进而使其更加稳定，延长使用年限。同时由于每项桥梁设计工程之间均会存在一定的差异性，加之桥梁受自然因素影响较为严重，尤其是雨水与冰雪天气，其桥梁钢筋结构会容易生锈，因此在设计时可选用合适的建筑结构进行保护，同时可加大保护层的厚度，进行防氧化的处理等，都可以增加桥梁的抗腐蚀能力。其次，桥墩在桥梁的下部结构中是最重要的部分，主要起到桥梁的固定作用，因此在对桥墩和基础构造进行设计时，需对桥梁的具体情况做具体分析，同时在此过程中也可添加排水系统与防水系统，提升桥梁设计的防水效果。

4.4 兼顾结构的整体连续性

桥梁表面结构的平滑性会在一定程度上减小使用过程中的损毁程度，所以加强桥梁结构的整体连续性，可满足车辆与人群在桥面通行时的舒适度，同时其也是保证桥梁设计安全性和耐久性的前提。在实际设计中桥梁由于支撑性的需要大多有杆状的结构，因而难免会出现截面不平顺的变化，由此在设计中要减少这种变化，让结构的整体较为连续，提高结构的韧性、强度、稳定性，而具体实施时可采用冗余设计，以使得局部损伤和变形有结构上的安全储备，也可对地震、强风等现象有一定的抵御能力。

4.5 创新桥梁设计思路

在桥梁设计中既考虑桥梁结构的强度，也要考虑桥梁的安全耐久性，同时还要考虑对桥梁结构的检测、维修和加固问题，也就是说在桥梁设计时，不仅要考虑桥梁结构的牢固和稳定，还应该考虑结构的寿命问题，并要将这种理念融入到桥梁设计工作中，从而有效解决安全耐久性问题。

5 结语

桥梁建设中的设计工作是桥梁质量的重要保障，虽然现阶段桥梁设计的安全性与耐久性有所提升，但仍然存在不少问题。因此作为桥梁的设计师，必须重视这些问题，并及时修改设计图中的不足，严格规范设计图纸，合理选用施工材料，以此提高桥梁设计的安全性和耐久性。

[1] 石少国.探讨市政桥梁设计中的安全性及耐久性[J].科技展望，2014(19)：29.

[2] 崔文明.桥梁设计中的安全性和耐久性问题[J]．交通建设与管理，2014(10)：130-131.

[3] 李新琴，杨俊慧．桥梁设计中的安全性和耐久性分析[J]．交通标准化，2012(15)：61-63.

On safety and durability in bridge design

Yuan Haoyang

(TangshanCommunicationSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,Tangshan063000,China)

Combining with the safety and durability of the bridge design, the paper introduces the points for the bridge design from anti-corrosive materials, bridge detailed design, and structural maintenance, and analyzes the reasons for the lower safety and durability in the bridge design, so as to ensure the bridge engineering quality and prolong their lifespan.

bridge design, safety, durability, anti-corrosive material

1009-6825(2017)13-0195-02

2017-02-26

袁昊洋(1989- )，男，助理工程师

U442

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