橋梁設計中的安全性和耐久性問題

李軍懷

（廣西智達工程咨詢有限公司 廣西柳州 545005）

橋梁設計中的安全性和耐久性問題

李軍懷

（廣西智達工程咨詢有限公司 廣西柳州 545005）

隨著社會經濟的發展，橋梁建設數量增加、規模增大，安全性和耐久性逐漸成為橋梁設計中需要解決的一個重要問題。本文據此分析了導致橋梁安全性及耐久性差的原因，并且提出了有效解決橋梁設計中的耐久性差和安全性低的方法。

橋梁設計；安全性；耐久性

伴隨著我國社會經濟的快速發展，我國橋梁建設的規模也逐漸擴大。現如今，我國橋梁設計主要要求在美觀安全的同時還具有一定的經濟性。但是在我國橋梁設計中，并不重視橋梁的耐久性，本文提出在橋梁設計中安全性和耐久性的重要程度并對影響橋梁耐久性和安全性的因素進行分析，最終提出一些提高橋梁耐久性和安全性的方法。

1 橋梁安全性和耐久性差的原因

1.1 橋梁工程設計與施工和管理不銜接

近幾年，我國時常出現橋梁倒塌或破壞的情況，對于這種情況，人們普遍認為是由于腐敗的管理和野蠻施工所導致的，但事實上，短期內迅速破壞現象的出現大多是由于施工質量差，沒有達到規范的要求造成的，例如施工的材料強度不足，施工的工藝不合格等等，當然有一些是由于在施工過程中偷工減料或者故意使用質量不合格的材料來節約成本，最終導致橋梁的質量不合格。

如果橋梁在未達到預期的使用壽命時出現損壞的情況或者新建或使用時間較短的橋梁出現耐久嚴重不足的情況時，會對道路交通產生嚴重影響。這些情況與橋梁施工的質量水平密切相關，比如水泥選用不當、混凝土配合比不合理、沒有進行正當養護以及預應力施加不合理等都屬于橋梁的質量問題，這些質量問題有時候雖然不會在短期內對橋梁使用產生明顯的危害，可是會對結構的耐久性產生嚴重的影響。

1.2 橋梁的設計理論和結構構造體系不夠完善

很多設計人員在進行橋梁設計中，僅僅只是片面的考慮使橋梁的結構滿足規范的要求，而忽視了橋梁結構體系、構造、耐久和設計以及施工過程中易出現的人為錯誤。比如在橋梁設計中，如果計算圖式和受力路線不明確就會導致橋梁局部受力過大，從而出現安全性問題。另外混凝土的保護層厚度過小、橋梁結構整體性以及延性不足、鋼筋直徑過細、混凝土強度過低、構件截面過薄等因素都會對橋梁的耐久性產生影響。所以設計人員需要從橋梁的設計理論和結構構造方面對橋梁的耐久性和安全性加以改進。

由于橋梁的地理位置和環境條件對橋梁的結構體系產生影響，而且設計的規范無法對橋梁設計、施工和使用中的所有問題進行涵蓋。因此，在對橋梁結構進行設計時，技術人員不僅僅要滿足相關的規范，還需要具有豐富的經驗，可以準確的對橋梁結構作出正確的判斷。有這樣一個案例，某橋為5～20m的預應力空心板橋，使用時間尚短，但在荷載的作用下板端位置接縫處橋面出現裂縫，導致跳車、雨水下滲，從耐久性和安全性方面考慮，該橋梁如果可以改成結構連續的形式，能夠有效的避免橋面開裂的情況。

2 從設計上提高橋梁安全性及耐久性的對策

2.1 加強橋梁設計中對安全性及耐久性的理解

在橋梁施工和使用的過程中，不可避免的會受到環境和人為因素的影響，橋梁的材料會隨著橋梁的使用過程逐漸老化，這就使橋梁結構必然會受到損傷和破壞，因此橋梁設計中的安全性和耐久性問題要引起足夠的重視，不能單純的只重視橋梁的受力情況。為了有效的提高橋梁的安全性和耐久性，首先要對橋梁建設過程中對橋梁的設計規劃和施工運行等環節進行綜合考慮。只有加強橋梁建設設計過程中的安全性和耐久性的理解，才可以使設計人員在進行設計時對橋梁的安全性和耐久性有深刻的認識。

2.2 減少橋梁使用過程中的疲勞損傷

由于橋梁在使用過程中不可避免的長期受車輛的動荷載，所以會在橋梁內部結構中形成一種循環變化的應力，這不僅僅會導致橋梁的振動還會導致橋梁的疲勞損傷。又因為橋梁建設的過程中所使用的材料并不可能是均勻連續的，所以橋梁結構中就很容易出現細小的缺陷，這些原本細小的缺陷在動荷載的作用下逐漸變大，這就導致橋梁逐漸的出現了裂縫，嚴重的時候還會出現橋梁斷裂的情況。橋梁的疲勞損傷并不僅僅是橋梁整體結構的疲勞損傷，而是橋梁某些部位的疲勞損傷導致橋梁整體結構失效，因此，提升橋梁安全性和耐久性的關鍵在于減少橋梁使用過程中的疲勞損傷，在對橋梁結構進行設計時要對橋梁的疲勞損傷的問題進行充分的考慮，盡可能的減少橋梁的疲勞損傷。

2.3 解決橋梁超載問題

橋梁的超載主要有汽車違規超載、早期修建的橋梁超齡負荷、橋梁的車流量超過設計時的計劃車流量這三種現象。橋梁超載是導致橋梁疲勞損傷的重要因素，橋梁超載使橋梁的應力加大，加劇了對橋梁的損傷，嚴重的化會對橋梁的結構造成破壞。而且超載帶來的疲勞損傷具有不可修復性，這就對橋梁的耐久和安全產生了不利的影響。因此，我國相關部門要加強對超載車輛的檢測，從而對車輛超載情況進行有效控制。

2.4 加強橋梁的剛度，使其整體穩定

以前面5～20m預應力空心板為案例，要最大程度的加強橋梁的整體性，使其整體聯結在一起，減少不必要的工作縫合構造縫。

2.5 明確結構物使用環境

經過對環境的實地勘察，明確環境類別，在進行橋梁結構設計時注意環境因素會帶來的影響，根據環境的類型來確定保護層的所需的厚度。

3 結語

設計人員必須高度重視橋梁的安全性和耐久性問題，加強對橋梁耐久性和安全性的理解，采取相關措施減少橋梁使用過程中的疲勞損傷，提高橋梁的剛度和整體穩定性，相關部門應制定相關政策解決橋梁超載問題。只有真正改善或解決上述問題，才可以真正實現橋梁使用的安全耐久。

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U442.5

A

1004-7344（2016）20-0144-01

2016-5-10

李軍懷（1977-），男，中級工程師，大專，主要從事公路勘察設計及監理工作。