桥梁设计安全耐久性问题研究

摘 要：随着现代经济的迅速发展，自21世纪以来桥梁工程建设在我国进行了飞速的发展，特别是桥梁工程的平均建设规模也在不断增加，大型、甚至特大型规模的桥梁工程实例也越来越多。本文首先研究了桥梁工程安全性、耐久性问题的重要性，并介绍其形成原因，并在文章最后提出了提升桥梁工程耐久性、安全性的相关建议，希望能对桥梁设计的发展有所帮助。

关键词：桥梁设计;安全;耐久性

一、引言

随着现代经济的迅速发展，自21世纪以来桥梁工程建设在我国进行了飞速的发展，特别是桥梁工程的平均建设规模也在不断增加，大型、甚至特大型规模的桥梁工程实例也越来越多。从宏观经济运行的角度，国家增大基础建设的发展思路一直是宏观经济政策的主导思想之一。基础建设的发展对于社会经济结构的改革和发展有许多促进作用。在这种背景下，个别城市每年在基础建设方面的投资高达数百亿人民币。虽然工程建设规模增长对国家和社会都有着诸多好处，但是由于桥梁安全性不足、耐久性不良等引发的交通事故、安全事故也时有发生。部分桥梁工程事故所造成的社会影响十分严重，例如北京的一座立交桥仅使用不到20年就因为钢筋混凝土构件锈蚀过于严重而无法继续使用，必须拆除重建;2007年的广东九江大桥因运输船撞击而导致桥梁结构破坏，造成了一定规模的人民财产及生命损失，影响恶劣。近年来，这种涉及桥梁工程质量的恶性事件数量不在少数。作为桥梁设计人员，希望能够从这些事件中吸取经验和教训，从而改进桥梁设计工作的方法和流程。

二、桥梁安全性、耐久性问题重要性

随着人类科学技术水平的飞速发展，人类能够建造的人工构筑物也逐渐复杂，尺寸也逐渐巨大。这类工程通常具有以下特点：工程投资金额大、工程技术水平要求高、环境条件复杂，且一旦出现质量问题，社会影响和经济影响十分巨大。桥梁工程就属于上述工程之一，具体特点如下：

2.1 经济损失巨大

根据国外的桥梁工程建设经验，如果桥梁在建设完成后发生安全性或者耐久性方面的问题，则在后期的运营和维护工作中将会造成极大的经济损失。国外这种典型工程实例并不少见，上世纪80年代，英国的英格兰中环线上的10来座高架桥，仅运行不到15年，就花费了上数十亿英镑在维修工作上，而当初这些桥梁的建设成本不到2亿，两者竟相差5倍以上。不仅在国外，国内这样的案例也并不少见。北京西直门环形立交桥，由于交通运输路网规划发生较大變化，于20世纪末进行拆除，在施工作业过程中发现结构由于长期处于工作环境温度过低的状态下，橡胶支座性状硬化，工作性能明显下降。根据桥梁原设计文件，计划该桥运行周期为50年，而桥上的橡胶支座还未服务10年就已经性能严重下降，可见如果不对该桥进行拆除，后期的维护保养费用金额巨大。

2.2 工程事故影响大

根据现有的工程经验，桥梁事故发生的主要原因都是人为因素引起的。对于存在明显病害的桥梁工程不进行相应的维护或者拆除处理，很可能会造成灾难性的损失。

2.3 恶劣的环境社会影响

在我国，绝大部分桥梁都是由于种种原因而频繁地进行维修，有些桥梁甚至是才达到一半的服务期就被迫拆除，这些不良的桥梁使用状况无疑是对社会资源的一种极大的浪费。如位于梅观高速上的观澜河大桥，该桥总长近500m，由于各种原因经专家论证分析后，提出该桥无法满足现有的承载力需求，决定拆除。随着国家宏观经济政策的发展和改变，政府和社会资本合作模式来运营公共设施项目已经变成一种常态。对于很多桥梁工程，如果按照这种模式，桥梁工程的耐久性问题成为了影响PPP合作模式利益分配是否合理的关键因素。

三、桥梁安全性、耐久性问题原因

3.1 施工材料

在桥梁设计之初，设计人员应该充分考虑到建筑材料对于桥梁施工问题的影响。例如，在偏远地区，如果需要使用高强度混凝土进行施工，很可能会增加桥梁施工难度。

3.2 设计理论

桥梁设计工作中，结构设计对于桥梁的设计方案选择发挥着至关重要的作用，结构和构件的设计方案对于桥梁的可靠性、安全性指标有着直接影响。部分设计人员在进行桥梁方案分析时，过分的偏重于满足规范的强度要求，而在设计方案中忽视了桥梁的结构维护、耐久性等方面的设计内容。设计规范虽然是工程建设的指导依据，但其必定有着不能涵盖的工程建设要求。因此，优秀的桥梁设计人员应该能够从材料、构造、施工工艺等方面进行优化设计方案。

3.3 桥梁施工管理水平

在桥梁建设工程中，对于桥梁工程完工后的耐久性、和安全性问题，现场施工管理的水平和质量同样发挥着关键作用。很多人认为，目前在桥梁建设施工工程中事故频发，与工程建设管理腐败和施工管理水平太低有着直接关系。

四、应对措施

4.1 桥梁设计理念创新

想要解决桥梁设计的耐久性、安全性问题，就要切实提高维修技术，同时积极进行桥梁的加固处理，并在此基础上提出了“桥梁耐久性”的理念。桥梁设计人员应该积极关注桥梁的使用寿命，创新设计思路，充分考虑到施工、运行、维护、保养等各个环节，从根本上提升桥梁的耐久性。

4.2 重视耐久性问题

桥梁工程在长期运行过程中，会受到来自各个方面的不利作用及影响，包括巨大的车辆荷载，自然灾害、不良气候的腐蚀作用等。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。值得注意的是，这些问题主要是在设计的过程中没有采取有效的耐久性措施导致的。

综上所述，桥梁的安全性、耐久性问题应该得到工程人员以及社会各个层面的重视，逐渐将其明确为桥梁设计方案合理性的重要考察标准。随着现代社会的飞速进步和发展，桥梁的功能需求业主不断提高。我国的桥梁工程人员应该拓展视野，积极吸取国外先进理念或者成果经验，努力提升自身工程技术水平，科学择桥梁结构以及施工材料，进一步提高桥梁整体的安全性和耐久性。

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作者简介：

李佳，1992.3月，男，蒙古，本科，北京环安工程检测有限责任公司，钢结构检测所，任职工程项目技术员。