探析橋梁使用壽命小于設計使用年限的原因

趙小晴 崔友年 吳德健

(南京瑞景路橋工程設計有限公司)

探析橋梁使用壽命小于設計使用年限的原因

趙小晴 崔友年 吳德健

(南京瑞景路橋工程設計有限公司)

我國橋梁事業的不斷發展，促使政府愈加重視建筑項目的建設和管理。橋梁工程的發展是建筑行業發展的重要組成部分并對城市化發展有重要意義。為使我國橋梁事業又好又快地發展，本文試探析橋梁使用壽命小于設計使用年限的原因，從橋梁規范、設計、建設、維護等各個環節的過程出發，著重分析其原因，主要是橋梁設計使用年限的時間差異、設計的不合理、橋梁建設中人為及非人為情況造成橋梁使用壽命小于設計使用年限等原因。

橋梁 設計使用年限 使用壽命 原因

0 引言

我國橋梁工程的設計使用年限一般為一百年，在實際生產生活中，大多數橋梁工程項目的橋梁使用壽命小于設計使用年限的要求。這種現象在目前非常普遍，而橋梁的使用壽命對人們的生產生活和生命安全有非常大的影響，不僅人民群眾高度關心重視，政府和有關部門亦對橋梁工程采用嚴肅追究的終身責任制來保護人民生命和財產的安全。要找到導致橋梁工程使用壽命小于設計使用年限的原因，深入思考、分析問題，解決問題，才能從根本上提高橋梁的使用壽命。

1 橋梁的設計的不規范是影響橋梁使用壽命的首要原因

我國橋梁事業的發展淵源很深，具有十分豐富的橋梁設計與建設的的經驗，我國制定了適合我國國情的橋梁設計規范，并對橋梁的設計方案、施工方案和維護橋梁等進行專業化的指導。橋梁的設計規范是靠設計時的經驗和技術、資金等基礎上建立起來的，這個規范對橋梁的使用年限上存在時間差異，橋梁的設計規范與日后的實際生活需要存在時間差，表現在設計上有諸多情況。如橋梁的設計承載能力達不到、設計荷載標準低。我國早期的建筑橋梁一般都設計荷載偏低，隨著我國經濟的跨越式發展，交通車輛的迅速增加以及車輛的超荷載情況普遍，許多既有的橋梁目前基本無法滿足日益增長的交通需求。設計規范的通行能力不足。早期的橋梁橋面設計比較窄、橋上、下的通行凈空尺寸太低，不能滿足現代化汽車、輪船的通行、通航要求，時有發生輪船撞橋事故。超負荷使用橋梁也是一個原因，我國隨著經濟條件的改善，汽車的使用量急劇上升，增長速度非常大，而橋梁設計的日通行量以設計時的標準和水平設定，對未來后期的使用情況無法考慮準確，造成橋梁長期嚴重超重超載、通行量過大，致使橋梁的使用壽命縮短，達不到設計使用年限的標準。

2 橋梁的設計方法影響橋梁使用壽命

橋梁在實際設計中一般考慮的是在荷載作用下橋梁的破壞能力，較少考慮荷載作用下橋梁的適用能力和耐久能力的考慮。橋梁在設計方法一般使用按正常使用極限狀態設計方法和按照承載能力設計方法來設計。橋梁在達到極限承載力會出現垮塌，在特定時間特定狀態下也會產生垮塌，如整齊、有節奏的地震動，達到一定程度，會使橋梁發生斷裂和垮塌。在極限承載力之前橋梁也會出現疲勞破壞，我國各地區的橋梁通行，交通部門一般采用限行等各種條件來減緩對橋梁的疲勞通行。

我國目前的橋梁設計往往只重視當前的利益，忽視長遠利益，往往只重視橋梁的強度極限狀態，從而容易忽視使用極限狀態，在橋梁整個使用的生命周期當中，最為重要的即是使用性能的表現能力。當橋梁達不到承載力的極限狀態時也會發生疲勞以及共振破壞。而承載能力設計一般是根據設計時的現狀而設計，是以橋梁在施工和成橋的狀態當時安全性為設計依據，設計時對正常設計使用壽命的耐久能力、可修能力以及可換能力考慮不周，導致橋梁的使用性能、耐久性能差，橋梁的使用年限壽命減小。如，有關部門對我國非地震性橋梁破壞的統計事故調查顯示為：抽查100座橋梁中，正常的破壞原因占總調查座數的78%，承載破壞的因素橋梁占總數的 22%，橋梁在正常使用情況下，主要強調的是橋梁使用后的耐久性、安全性以及可修性等，較少考慮橋梁使用之前的承載能力。在設計未來的橋梁工程中，橋梁的設計人員應綜合性的對橋梁整個壽命周期內的影響情況及重要因素進行全盤考慮，整體結合橋梁的承載力和正常使用狀態設計的優點，努力實現橋梁的設計目標，達到經濟、安全、舒適。

3 橋梁建設施工過程出現人為和非人為原因中對橋梁使用壽命有影響

橋梁的建設施工原因是指施工人員在按照圖紙設計建造橋梁的過程中，會出現人為和非人為的原因影響橋梁工程的質量。人為的情況是在施工中存在施工人員偷工減料以及不按照規范設計圖樣進行設計施工、不按規范建設、施工等。如2011年福建武夷山公館大橋北端轟然垮塌，事故原因是橋梁個別或部分吊桿斷裂，導致橋面荷載市區承載而發生橋面垮塌。

2007年8月13日，湖南省鳳凰縣的堤溪沱江大橋發生特別重大坍塌事故，造成64人死亡，4人重傷，直接經濟損失3974.7萬元，造成事故的原因是設計建造不規范造成。該橋上部構造主拱圈為等截面懸鏈線空腹式無鉸拱，腹拱采用等截面圓弧拱，基礎則采奠基在弱風化泥灰或白云巖上，混凝土、石塊構筑成基礎，全橋并沒有設制動墩。

在非人為因素中是指在遇到地震、火山爆發、泥石流、暴雨雪天氣等非人為情況下，很難避免但可以做到有效防止。例如在建設過程中的大橋，在經過研究之后，選擇海潮去潮之際，水流較少的情況，研究氣象災害天氣之后，對整橋做出科學、合理規劃，然后施工，就可以減少損失、保證橋梁施工的質量，增加橋梁的使用壽命。

4 橋梁的自身作用以及后期的維護保養過程中對橋梁使用壽命的影響

正常運營時段中，橋梁因自身因素和所處環境對橋梁使用壽命也會產生影響。例如，周邊溫度的冷熱原因會使橋梁本身表層混凝土出現裂縫， 橋梁在承受自重以及橋面荷載的作用力會發生不均勻的沉降，橋梁水下的氯離子對鋼筋有銹蝕作用，在橋梁下橋墩因可能發生堿集料反應從而使橋墩的體積增大等原因，都會對橋梁的使用壽命產生影響。這就要求橋梁在建成以后，要定期維護，對提高橋梁的耐久性、適用性以及安全性有非常重要的作用。所以，要定期檢修、維護橋梁，進行整體徹查橋梁的使用和安全。

5 結語

以上從橋梁的多個方面分析、探討了橋梁的規范、設計到建設、維護等各個環節和因素造成的橋梁使用壽命小于設計使用年限的原因，橋梁的工程質量關系著人民大眾和政府各界的安全，向來為人們所高度重視，在道路橋梁事業高速發展的同時，許多橋梁工程出現質量問題和實際使用壽命問題等普遍存在和發生，要提高橋梁工程的實際使用壽命，延長橋梁使用的年限，就必須找出造成橋梁使用壽命減小的原因，分析情況，找出對策，制定完善的方案，做好橋梁維護工作，才能有效提高橋梁使用壽命，挽回經濟損失。

[1]滕偉玲，李曉芳.論橋梁使用壽命小于設計使用年限的原因.[J].科技視界.2014,8（26）:121-122

[2]金小川，周宗紅等.中國橋梁設計使用年限的研究.[J].公路與汽運.2012,1（5）：32-33

[3]呂東旭，王玉軍.夯實橋梁建設基礎 爭當橋梁安全衛士.[J].交通建設與管理.2007，6（10）:46-47

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1007–6344（2015）01–0222–01