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1、 桥梁设计中的安全性和耐久性浅谈 周夏麟摘 要：随着社会经济的飞速发展，出现在桥梁中的诸多质量问题成了社会关注的重点，其中桥梁安全性及耐用性是主要的研究对象，现代桥梁设计不能只看短期的效益，还要放眼长期的效益，也就是要同时考虑安全性与耐用性，另外追求美观的同时还要控制成本。该文主要阐述了现代桥梁设计的安全性与耐用性，希望对以后的桥梁设计者有一定的借鉴意义。关键词：桥梁设计 安全性 耐久性 负载：U442 ：A ：1674-098X（2017）06（b）-0064-02在現代桥梁设计中，国内的相关技术人员认为桥梁设计时其强度的重要性高于其耐久性，两者的考虑因素前者考虑较多，然而在实际工程中桥梁整
2、体的稳定性表现最明显的就是桥梁在工作时的耐久性表现；业主方通常是把大部分的资金投入到前期的建设上，完工后的保养维修拨款很少。目前，耐久性在我国的桥梁设计中只是一种概念的东西，还没有真正深入研究，因为它既没有在使用年限上被明确要求，也没有对耐久性进行专门的设计。目前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短等这些不良后果在一定程度上都是由这些不良的倾向引起的，同时这些倾向也不符合现今工程界重耐久性、安全性、适用性的宗旨；还与我国奉行的科学发展观理念相违背。1 桥梁安全性、耐久性的影响因素1.1 施工和管理水平近些年我国频繁出现桥梁突然倒塌等一些重大安全事故，这使得国家相关部门和业内人士对桥梁的设计
3、关注度提高。通常我们会觉得出现较大的工程质量安全事故究其原因是施工方施工方法落后或是项目的管理系统出现腐败现象。譬如桥梁道路突然的坍塌或是凹陷，多是由于工程质量未达到设计说明上的要求以及国家强制性标准，这其中涉及材料检验不合格就投入使用、施工技术落后不更新等。此外，国内部分工程由于管理者的麻痹大意，使得一些分包企业在施工作业时存在偷工减料的问题，这些都是桥梁工程在投入使用后事故发生的导火索。近些年，很多的桥梁都出现了在正常使用年限内桥梁的耐久性下降，这些和工程的质量水平都很大的关系。1.2 设计理念和思路现如今，对桥梁工程的事故原因已有所了解，总而言之在桥梁的设计上面，业内的技术人员还需要做很
4、多的功课。桥梁的主体设计时，优先选用经济合理的设计方案，然后再进一步去考虑桥梁结构和连接的科学合理性，同时调整设计参数以符合国家的强制性规范标准，保证结构主体的可靠性。见图1。多数的技术人员认为结构计算时只要满足规范要求就可以了，未能对结构的材料、构造、后期保养等以及项目的各个过程中的不可预见问题予以重视，有些结构整体的完整性不足，多余部件过多；有些构件连接计算思路不清晰，导致部分连接点受力集中；有些混凝土的强度以及保护层厚度不满足要求，这些影响因素都会对结构整体的耐久性造成很严重的不良影响。目前很多的桥梁设计图纸虽然达到了规范里列出的强制性标准，但是正常使用年限内还是会出现耐久性问题。因此，
5、相关的技术人员应当从结构的材料、构造上提出合理的改进措施。2 现代桥梁设计的改进对在桥梁设计中出现的安全性、耐久性问题，应当提出有针对性的解决措施，这样才能提高桥梁的耐久性，增强其整体耐久性，保证桥梁在正常使用年限内不会出现质量事故。2.1 桥梁设计理念（1）提高桥梁设计水平。桥梁设计单位应当每年组织几次技术人员的培训再教育，更新技术人员的设计理念，巩固其理论基础。除此以外，还应该组织设计人员去工地现场，了解工程实际情况，增加工程经验，扩展一下设计思路。（2）转变设计思路。随着时代的发展，对桥梁的结构要求也越来越高，在桥梁设计时，不能抛开实际情况一味地去追求理论上的满足要求。理论有时会滞后于实
6、践，在设计时多理论结合实践，这样设计方案才会更加科学合理。（3）重视桥梁老化。桥梁属于室外工程，老化问题一直是桥梁的常见问题之一，在设计时应当多在设计参数的选择上注意老化问题，降低老化的程度。2.2 桥梁主体材料（1）提高混凝土强度。在桥梁耐久性问题上，桥梁主体施工所用混凝土的强度等级是一个重要因素，在合理范围内提高混凝土的等级，是设计人员优先考虑的问题。通常情况下，混凝土在搅拌过程中水灰比的取值对混凝土的终凝强度影响很大，水灰比与混凝土的强度成反比。因此，在混凝土强度设计取值时，应当将水灰比的取值控制在合理的最小值，以增强混凝土的强度。此外，混凝土由于自身原因很容易在结构面上出现裂缝，使得外
7、界的具有腐蚀性的物质进入混凝土内部，对钢筋造成腐蚀作用，这会对桥梁的耐久性产生十分严重的影响，如果适当地提高混凝土的密实性，以阻碍外界腐蚀物质的进入速度，可以在一定程度上提高桥梁的耐久性。因此，在桥梁设计中，应当注意混凝土的强度、水灰比以及混凝土的密实度，尽可能降低混凝土裂缝的数量。（2）选择合适的水泥品种。根据水灰比和具体的设计施工要求，在桥梁设计中确定选择的水泥品种。不同品种的水泥化学成分不同，对混凝土的碳化有不同程度的影响，在混凝土配合比相同的情况下，矿渣水泥的综合性能要好一些，能有效抑制混凝土碳化的速度。2.3 重视桥梁负载能力的研究在桥梁的结构设计中非常注重桥梁主体结构中材料的使用量
8、，如钢筋和混凝土等，这些材料直接影响着桥梁的负载能力。在桥梁的设计初期，相关技术人员就要计算出桥梁在正常使用下的负载值，以及极限工作情况下的负载值，两者之间的差值应当控制在合理的范围内，其关系到桥梁的质量标准。行驶在桥梁上的车辆给桥梁施加的是不间断的动荷载，且动荷载的值随着车辆速度的改变而不断的变化，一旦车辆出现超速的情况，就会造成桥梁耐久性下降。通俗的讲，车辆在行驶过程中会和周围的空气形成一个流场，在这样的环流下，若是有其他的外界影响因素对桥梁造成破坏的话，桥梁的耐久性会大大下降。桥梁处在自然环境中，不免会受到各种自然灾害的影响，加之车辆的违规驾驶必然会对桥梁的安全耐久性产生极其不良的影响。
9、此外，还需要考虑到桥梁在施工时本身主体的密度分布不均匀，有些细小的安全隐患都将会给桥梁的整体稳定性带来灾难性的后果。 2.4 大型桥梁水交计算桥梁跨度越长，其桥墩的数量也就越多，研究桥梁的耐久性，桥墩的研究也不可忽视。在桥墩研究这点，水流是一个突破口，在某个时间段内经过桥墩的水流量是桥梁结构设计中的一个关键参数，特别是在计算自然灾害的出现概率上，比如出现洪水灾害，如何尽可能地降低洪水经过桥墩时对桥墩的冲击力，使桥墩的损害程度降到最低。因此，在桥墩的设计上，只有合理把握桥墩在空间上的位置分布，加之计算出水流的流向以及自然灾害出现的概率，才能科学合理地进行水交计算。3 国外桥梁的借鉴意义由于国内的
10、一些相关技术人员在借鉴国外的设计理念时，未能充分结合国内的实际情况，在工程应用上不能与施工工艺相适应，往往出现施工技术跟不上设计理念，使得桥梁的整体耐久性大打折扣，比如桥梁在使用一段时间后出现断层式塌陷，桥面上出現了凹陷以及结构面上出现了细小的缝隙以及常见的桥头跳车问题。这些问题的出现一方面是因为施工单位在施工过程中管理不善，质量控制不到位，另一方面是因为设计人员的设计理念没有跟上。国内的设计理念有些地方确实不如国外，还是一味地照抄多数情况适得其反。桥梁的设计缺陷会对桥梁的正常使用年限造成十分不良的影响，因此，国内的设计人员应当端正态度，与时俱进，更新设计理念，在借鉴国外设计理念的同时结合国内
11、工程的实际情况，认真做好设计工作。4 结语随着社会经济的发展，我们现在已不能单单追求工程的量，而忽视工程的质，也不能单单只考虑工程使用初期的可靠，而没有考虑长久使用可能出现的问题。所以现在设计人员须对桥梁的安全性和耐久性问题予以重视，在结合国内工程经验的同时，我们还应该积极借鉴国外成功的经验和做法，除了做好施工期间的质量管理工作，还要在桥梁结构设计初期从桥梁设计理念和结构体系及构造着手来研究结构的耐久性以及评估其安全性。参考文献1 王春剑.公路桥梁设计中的安全性和耐久性探讨J.科技信息，2007（28）：376.2 范立础.桥梁工程安全性与耐久性展望设计理念进展A.第二届全国公路科技创新高层论坛论文集（上卷）C.2004.3 邱树才.桥梁安全性、耐久性差的主要原因及改进措施J.中国新技术新产品，2009（11）：100. -全文完-
