橋梁耐久性不足的成因及改進措施

呂享安 閻偉

（1.煙臺中盛工程咨詢有限公司，山東，煙臺，264000；2.山東泰華路橋工程有限公司）

橋梁耐久性不足的成因及改進措施

呂享安1閻偉2

（1.煙臺中盛工程咨詢有限公司，山東，煙臺，264000；2.山東泰華路橋工程有限公司）

隨著橋梁建設的迅猛發展，目前我國無論在橋梁設計、施工，還是設備、材料及預應能力等方面都取得了長足的進步和較大的成就，但橋梁使用壽命短、結構性能差等現象仍時有發生，尤其是近幾年，橋梁坍塌事件屢見不鮮，這給人民群眾及國家的生命和財產造成巨大的損失，究其原因，主要是因為橋梁耐久性、安全性較差。本文針對橋梁耐久性差的原因進行了分析，并提出了今后橋梁設計與建設需改進的方向。

橋梁；耐久性；安全性；設計；結構；原因

一、引言

我國公路交通快速發展，至2009年底已建成62萬多座公路橋梁，橋梁建設已取得了巨大成就，但仍存在缺憾和不足，橋梁病害和各種隱患較多的存在于各期、各類橋梁中。

據重慶晚報報道，2011年02月22日凌晨2時20分左右，浙江紹興上虞市縣道南春線7K+966春暉互通紹興至寧波、臺州方向上引匝道發生交通坍塌事故，坍塌的匝道總長度為120米，最低落差2.8米、最高落差7米，事故造成四輛貨車側翻，三人輕微傷。類似于這樣橋梁坍塌的安全事故，近年來在我國時有發生，無論事故大小，都會給人們的生產、生活帶來影響，嚴重時甚至造成巨大的經濟和生命損失，究其原因，主要為包括地震、風雨、洪水、環境惡化等的自然因素和包括設計失誤、施工失誤、車輛超載、故意破壞等的人為因素，其中，橋梁安全性、耐久性差，亦是造成橋梁出現質量事故的原因之一。目前，橋梁安全問題已經引起全社會的廣泛重視，為保證橋梁耐久性、安全性，采取切實有效的措施、對策和實施科學的橋梁檢測、加固已勢在必行。

二、造成橋梁耐久性差的主要原因

國內外橋梁統計資料表明，耐久性失效是導致橋梁結構在正常使用環境狀態下降低使用壽命、影響正常使用，甚至發生坍塌現象的主要原因之一，由此給包括我國等諸多國家所帶來的巨大經濟損失遠遠超過了人們所估計的范圍。

1、設計原因

在對橋梁進行設計時，許多設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構構造、結構體系、結構耐久性、結構材料、結構維護以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性，致使有的計算圖式和受力路線不明確，有的結構整體性和延性不足、冗余性小，這些都極大地削弱了橋梁結構的耐久性。

2、施工原因

不合格、不規范的施工也是造成橋梁耐久性不足的一個重要原因。在實際施工中，工作人員往往為了搶進度而忽視橋梁的施工質量，如施工材料使用不當、以次充好，混凝土質量不合格，鋼筋保護層厚度不夠，振搗、養護不當，預應力施工不合理等現象，致使橋梁的施工質量遠遠沒有達到規范和設計要求，在短暫的使用年限中，會出現影響其正常使用的病害與劣化，進而對橋梁長期耐久性產生危害。

3、管理原因

橋梁要滿足設計和規范所要求的使用年限，好的設計與施工固然重要，但使用、運營中的管理同樣不可忽視，缺乏合理的維護與管理同樣會嚴重降低橋梁的耐久性。社會在不斷發展、不斷進步，致使交通量不斷增大，車輛荷載噸位亦不斷提高，車輛等運輸機械對橋梁的碰撞、磨損、使用環境的劣化，以及重載、超載現象的發生，如不科學管理、及時維護，都會使橋梁耐久性不足而無法達到其預定的使用年限。

4、環境原因

我國城市工業化建設發展的步伐仍在不斷加大，致使一些有害物質、有毒氣體隨之產生，空氣中酸雨、廢氣等腐蝕性有害物質亦不斷增多，其在惡化我國環境、空氣的同時，由于橋梁長期暴露在自然環境中，因此，對橋梁也會產生一定的腐蝕性作用。據相關資料統計，我國受酸雨侵蝕的面積已超過國土面積的30%，這從某種程度上講，對橋梁耐久性的維持同樣產生不利影響。

三、保證橋梁耐久性的幾項措施

橋梁耐久性失效會產生混凝土開裂、鋼筋銹蝕、橋頭跳車、橋面鋪裝破壞等病害，鑒于其給百姓及社會所造成的使用隱患及不利影響，必須采取有效的、全面的措施予以加強及防范。橋梁使用壽命及耐久性能的提高是21世紀橋梁技術進步的重要標志。

1、設計方面

大量的橋梁病害實例證明，除了材料和施工、環境方面的原因，影響橋梁耐久性的決定性因素是來自構造即設計上的缺陷，因此，設計者對橋梁耐久性的改進首先就是要做好設計工作，若設計方面存在薄弱環節或某種缺陷，那么橋梁結構就有可能從此部位或環節開始出現破壞作用。對橋梁進行設計時，設計者除了進行強度設計外，還應針對不同的地區和環境、不同的使用條件，對橋梁結構做一定的耐久性設計，同時，還需努力將耐久性的研究從定性分析發展為定量分析，以達到預定的使用壽命。

2、材料方面

提高橋梁建筑材料本身的耐久性是保證橋梁結構具有較強耐久性與安全性的前提和基礎。一方面，在橋梁建設中，操作人員應盡量選用低堿活性且堅固耐久的骨料、低堿水泥，或加入一定量如礦渣、硅粉、粉煤灰等摻合料來代替部分水泥以降低混凝土的堿性；另一方面，可通過加入減水劑降低水灰比，減少混凝土中的孔隙，以減少或阻止外界環境中水分對混凝土的進入，進而控制混凝土中堿—骨料反應，從而得到較強的耐久性。

3、施工方面

首先，施工人員要在通過考核合格后方可持證上崗，并保證其充分了解、熟悉、掌握橋梁的具體施工工藝和施工技術；其次，要杜絕施工中不合理地加快施工進度，若有類似事件發生，則要對相關人員予以嚴厲懲處；第三，應貫徹落實責任制度，將具體的質量責任貫徹落實到橋梁建設中的各個分項、各個環節；第四，嚴格控制材料用量，確保混凝土施工質量和鋼筋保護層厚度以及具備足夠的施工養護期；第五，防止因振搗不實或養護不當而產生麻面、蜂窩、漏漿及干縮裂縫等現象。

4、管理方面

對橋梁而言，超載、重載不僅會引發疲勞問題，而且會使橋梁疲勞應力幅度加大、操作加劇，甚至會出現結構破壞事故，這就需要管理部門加強管理。一方面橋梁養護部門要通過定期或不定期對橋梁進行檢測和維護，將所出現的質量通病予以及時處理，以避免造成更大的危害；另一方面交通管理部門要提高管理水平，嚴格控制車輛的超載、重載，若發現問題，要及時處理，以避免安全事故的發生；同時，相關單位還要加強超載帶來后果的研究、分析，以更好地解決橋梁超載對耐久性影響問題。

四、結語

作為一種人工修建的跨域地面障礙的結構物—橋梁，在施工期間和運營過程中，總是伴隨著一定的風險，在一定條件下，將導致橋梁坍塌事故的發生，給人們的生命財產和社會穩定帶來諸多不利影響。如何更好地避免橋梁質量事故的繼續發生，一直是橋梁工作者關注的重點，其中，采取必要的、有效的措施保證橋梁安全性、耐久性符合規范、設計的要求，是避免或減少橋梁坍塌等質量事故發生的重要舉措。

綜上所述，在對橋梁耐久性進行研究和采取相應措施予以加強、改進的過程中，我們要廣泛借鑒、吸收、學習國外成功的做法和經驗，在結合我國各地具體情況的基礎上，嚴格依據規范要求，從橋梁設計理念、結構體系、構造角度、疲勞損傷、現場施工、交通管理等方面進行不斷的改進。

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[2] 張寶全.淺析公路橋梁設計中的安全性和耐久性[J].黑龍江交通科技.2006.（4）.

[3] 胡方毅.橋梁設計安全性和耐久性分析.赤子.2009年第8期.

[4] 周金鵬《橋梁結構安全性設計若干問題的思考》[J].安全與健康.2006（9）.

TU254

1674-3954（2011）03-0323-01