關于影響橋梁使用壽命因素的調查分析研究

吳宇倫 萬嘉俊 楊璐遙 張紫潼 唐瑋瑋

（長沙雅禮中學，湖南 長沙 410021）

在當今社會中，大力發展交通運輸事業，建立四通八達的公路、鐵路交通網，對促進交流、發展經濟、提高國力，具有非常重要的意義。在公路、鐵路線路中，橋梁以及涵洞（culvert）是其重要組成部分［1］。從技術上講，一座重要的特大跨度橋梁通常會集中體現出一個國家在工程設計、建筑材料和制造工藝等方面的水平。從經濟上講，一條線路中橋涵的造價通常要占到線路總造價的10%～20%（對山區鐵路，這一比值會更高）。從美學上講，橋梁不僅僅是滿足實用功能要求的工程結構物，還常作為建筑藝術實體長久地存在于社會生活之中。那些工程宏大、結構造型雄偉壯觀的大橋，往往成為一座城市的標志和驕傲。我國幅員遼闊，大小山脈縱橫，江河湖泊眾多。隨著國家經濟建設的發展，需要大力加強基礎設施（包括鐵路、公路工程）建設，迫切需要修建大量的公路、鐵路和城市橋梁［2，3］。

然而一座橋梁并不是只要建造起來就行的，它需要堅固到承載來來往往的車輛幾十年甚至是一百多年，但是如何知道它的壽命又或者說哪些是影響它壽命的因素這成了一個比較難的課題，特別是在近年來，全國多地發生新建大橋坍塌事故，大型橋梁“非正常死亡”現象愈演愈烈，公眾也對橋梁壽命越來越關。注據不完全統計，在2007年至2011年5年間，全國已經有至少17座大型橋梁發生垮塌事故，造成270 人死亡、111 人受傷、23 人失蹤。如黑龍江哈爾濱陽明灘大橋在2012年8月24日晨5點30 分許，其引橋發生坍塌，導致四輛大型貨車墜橋，3人遇難5人受傷，以及在2011年8月8日17時30分左右，萬寧市禮紀鎮附近的太陽河橋在改造過程中發生坍塌事故。

1 研究方法

本文采用問卷調查和實地考察方法對影響橋梁使用壽命因素進行詳細的調查和分析。

1.1 問卷調查

通過隨機向長沙市新華書店讀書者、湖南省圖書館借書者、雅禮中學邊行人等各個年齡段以及不同性別的130余人發放調查問卷，了解市民對橋梁一些基本信息的了解程度；市民對關于橋梁使用壽命情況的看法；市民對解決橋梁使用壽命問題的建議。

①我們調查的人群大多數為十八歲以上人群，不同年齡對橋梁相關知識了解程度不一樣，具體調查人群年齡結構如圖1。

圖1 調查人群年齡結構圖

圖2 調查人群是否有車情況

②接受調查的人群中，有無車人數分布比例相當，無車人數比例略大于有車人數，具體情況如圖2。

③因為有41%的人有車，圖3中42%駕車過橋的人數比例正確反映了所有有車的受調查者表示會經常開車過橋，從此不難看出，橋梁作為一種便利交通的建筑物，在日常交通運輸中扮演了一個必不可少的角色，也可以反映出研究橋梁壽命的必要性與重要性。

④圖4 中反映了大多數人認為危橋的概念為橋體老舊或橋體出現斷裂或破損或超過預期壽命。其實我們小組認為廣義上的危橋就是指橋梁由于一種或多種原因不能使用了的橋梁，然而按國家標準可以將橋梁分為五個等級，其中三、四、五類分別為較差、差、危險狀態。并且三四級橋梁需要經過不同程度的修理甚至改造，同時實行交通管制，而五級橋梁必須進行重建，及時關閉交通，就是說，三四五級橋梁就是國家標準中的危橋。

⑤圖5所示，大多數人對長沙的危橋并不太了解，這也從一定程度上反映了，民眾對此類意識的缺失，與政府對此類方面的情況未做到公開與公示。而事實上長沙還是有一部分危橋，如：銀盆嶺大橋東引橋、勞動中路跨京廣線橋、石馬鋪跨京廣線橋、洪山廟老橋。

圖3 是否開車過橋

圖4 公眾對危橋概念的認知

圖5 公眾對長沙危橋認識程度

圖6 公眾對橋梁壽命認知程度

⑥因為顯然可以看出人們預期的橋梁壽命平均比人們認為的多數人認為目前我國的實際橋梁壽命高，從這可以看出目前橋梁壽命未達到民眾的預期，所以設計師們與政府應盡量考慮到民眾的要求，將橋梁壽命預期加長，并且要著實保護橋梁，更好地使用橋梁，使得橋梁的壽命與質量得到人民的肯定。并且要應讓橋梁建筑業朝著技術更加先進，理論更加科學合理，管理更加到位，壽命更加長久的軌道發展。公眾對橋梁壽命認知程度如圖7所示。

圖7 公眾對橋梁認知程度

圖8 公眾對橋梁限重認知

⑦如圖8所示，公眾關于橋梁限重的問題，相對比例較大的受調查者選擇了限重更重的55噸與70噸，結合我們在觀察受調查者填寫問卷的情節，我們知道，多數人的第一反應是希望選最重的，但是后來結合生活經驗才選了自己的答案，人們都希望橋梁限重越大越好，這不難理解，當然在實際中，由于種種原因，總是不能如愿，但是關于限重方面，其實據我們所調查的資料顯示，我國橋梁的限重標準在國際上還是比較高的，但為什么人們還是希望限重能更高呢？因為就我國國情而言，我國人們擁有的私家車是最多的，每天橋梁要承受很大的壓力，很容易發生疲勞現象，正如目前愈演愈烈的因超載橋梁坍塌事件我們小組認為就是這種原因，因為這并不是一次偶然的超載可以導致的事故。而我們在抱怨橋梁限重不夠大的同時，應該讓交通部門加大對超載的管制力度，促進運輸行業健康發展，不要利用超載來賺取利潤，并且在必要的時候進行交通管制，緩解橋梁的壓力，解決橋梁限重不夠的直接原因，緩解民眾對于橋梁限重不夠的質疑。

圖9 公眾對橋梁承重量認知

圖10 公眾對橋梁易受損部位的認知

⑧圖9所示，此題各選項比例相差不大，說明民眾對各種橋梁的特點不太清楚，關于橋梁承載力，單從橋跨考慮，橋跨越小，承載力越強。從外形來考慮，拱形橋承載力最強，但由于拱形橋只能建成中小跨徑橋梁，所以大跨徑橋梁中組合式斜拉橋承載力最強。

⑨圖10 所示，關于橋梁易受損的結構，也是眾說紛紜，民眾對此問題可能存在一些誤區，橋梁最易受損的部分就應該從外部分析起，首先就是我們常打交道的橋面，它經過車輛磨損，酸雨侵蝕等作用一直直接面對各種損失。但是除了橋面，最為易受損的就是橋墩了，流水的侵蝕，加上許多人忽略的船只可能的意外撞擊，使得橋墩也容易受損，尤其是橋墩設計時只是考慮豎直的力，所以對于水平的撞擊力的抵御力較弱，所以我們也應該加強對橋墩的保護。當然，橋梁的內部結構由于前面提到的疲勞作用也很可能受損，而且較之橋面與橋墩的受損更難察覺，應該加強檢測，防止意外發生。

圖11 公眾對影響橋梁壽命因素的認知

圖12 公眾對各類結構的橋梁認知

⑩圖11所示，公眾對影響橋梁壽命的主要因素的認知程度，由于各種原因公眾的認知程度也是各不相同。

○11其實我們都知道橋梁不存在所謂高下，只是根據其情況的不同，選取不同的橋梁，但是對于這個題目，人們似乎更加偏愛于作為我國古典橋的拱橋與作為我國起步最晚但是發展最快的斜拉橋。于是在這里對拱橋與斜拉橋的特點進行分析:拱橋，造型優美，曲線圓潤，富有動態感，以承受軸向壓力為主的拱圈或拱肋作為主要承重構件的橋梁，拱結構由拱圈（拱肋）及其支座組成。拱橋可用磚、石、混凝土等抗壓性能良好的材料建造我國建造的拱橋的形式更是繁花似錦，式樣之多當屬世界之最，其中建造得比較多的是箱形拱、雙曲拱、肋拱、桁架拱、剛架拱等，它們大多數是上承式橋梁，橋面寬敞，造價低廉。斜拉橋 :斜拉橋作為一種拉索體系，比梁式橋的跨越能力更大，是大跨度橋梁的最主要橋型。斜拉橋由索塔、主梁、斜拉索組成斜索采用高強度鋼絲繩（或鋼纜），梁身用預應力混凝土或鋼材制成。特點是梁身高度小、橋下凈空大、用料較省、便于施工。適用于建造大跨度橋梁。公眾對各類結構的橋梁認知情況如圖12所示。

1.2 實地考察

2014年7-8月，實地考察了長沙各個著名的橋梁，如三汊磯大橋、猴子石大橋、銀盆嶺大橋、東二環立交橋等。近距離了解并觀察了各個橋梁的結構，了解施工技術工藝，觀察并分析了車輛與船只的通行情況。橋梁分為觀察得到的上部結構、主觀看不到的下部結構、支座系統、附屬設施。上部結構一般有橋面（是通車、人行的載體）及其附屬結構。上部結構通常又稱為橋跨結構，是在路線中斷時跨越障礙的主要承重結構，大致包括主梁，支座（有固定和活動之分），橋面（通車、人行的載體），排水系統，防護欄桿。下部結構包括橋墩、橋臺和基礎；橋梁附屬設施包括橋面系、伸縮縫、橋頭搭板和錐形護坡等，橋面系包括橋面鋪裝（或稱行車道鋪裝）、排水系統、欄桿（或防撞欄桿）、燈光照明等。從橋梁的結構和橋梁使用方面對影響橋梁壽命的因素進行了詳細的分析。

圖13 猴子石大橋

圖14 銀盆嶺大橋

2 結論

其實影響橋梁壽命的因素非常多，具體可以歸納為如下幾種：①設計因素；②材料因素；③施工因素；④維修因素；⑤自然因素；⑥其他因素。但是本文主要從公眾對影響橋梁壽命的因素的認知程度和橋梁結構進行詳細的分析。設計因素、材料因素和施工因素是影響橋梁壽命的主要因素，但是維修因素、自然因素和公眾對影響橋梁壽命的因素認知也是十分重要。

［1］熊世金.橋梁使用壽命的探討［J］.廣東科技，2006，12:94-95.

［2］金小川，周宗紅，黃毅，王春. 橋梁使用壽命與設計使用年限差異的原因分析和對策［J］.世界橋梁，2012，04:73-75.

［3］岑代鮮.橋梁使用壽命預測研究［J］.公路交通技術，2010，04:80-84.