橋梁設計中安全性和耐久性的研究

（中設設計集團股份有限公司， 江蘇 南京 210014）

橋梁設計中安全性和耐久性的研究

景亦斌

（中設設計集團股份有限公司， 江蘇 南京 210014）

橋梁設計是工程設計的重要組成部分，公路交通行業的飛速發展，需要不斷的加強提升設計人員的素質，提高設計的有效性，以此來確保橋梁設計的安全性與耐久性。本文通過對橋梁設計中的問題進行論述，為提高其安全性與耐久性提出了幾點建議。

橋梁設計；安全性；耐久性

近年來我國的橋梁建設項目逐漸增多，工程隨之增大，后續的橋梁安全性以及耐久性較低的問題頻發，為此國家相關部門也加大力度對此問題進行解決，借此以提高橋梁的使用壽命。

一、橋梁設計中安全性與耐久性較低的原因

在設計過程中橋梁的安全性是顯而易見的，但是耐久性具有相對的隱秘特征，因此若想保證橋梁的耐久性，設計方必須在橋梁設計的初級階段進行仔細研究，對設計的環節進行認真掌握，從源頭杜絕影響耐久性的不良因素的出現。筆者結合多年經驗總結了造成橋梁設計的安全性與耐久性的原因主要有以下幾點：

第一，缺乏有效的設計理論與構造體系。科學合理的設計方案是工程建設的第一保證，工程結構科學合理的分析有助于確保設計方案的優化。設計單位必須按照規定安全系數與指標對工程結構的穩定性進行證明。然而在實際的橋梁設計中，設計人員的設計雖然在一定程度上滿足了相關的安全需求，但是卻忽略了工程構造與設計材料的特性，所以在設計階段缺乏有效的設計理論，極易出現人為的失誤，引發橋梁的安全與耐久問題。工程的設計應隨著環境與條件的變化而變化，設計人員應該相關的規定，并且根據當時的實際情況來進行設計。然而現如今眾多的設計人員卻忽視了對環境的檢測，使得在設計中的問題頻發，無法形成科學的認識。

第二，設計理念落后。隨著公路交通行業的快速發展，其設計理念須隨之更新，這樣才能滿足現代化設計的要求。在實際的橋梁建設中，設計人員所遵循的設計理念仍然是傳統的理念，停留在較為落后的階段，與國外相比具有較大的差距，使得橋梁的建設水平無法與世界平均水平相媲美，無法發揮橋梁的真正作用。由于理念的落后，使得橋梁的材料無法達到國家規定的標準，進而使得橋梁的安全性與耐久性出現嚴重的問題。

第三，設計質量存在問題。之所以有些橋梁在使用不久后便出現安全問題，正是由于設計質量存在嚴重問題。由于橋梁所承載的強度高于公路等其它設施，因此在進行設計時，需要考慮材料的使用性能是否符合標準，即選擇時必須確保設計材料具有較強的抗壓性；尤其是鋼筋混凝土的選擇，必須按照國家的相關規定進行制作。然而在實際的混凝土制作中，并未按照相應的比例要求，使得混凝土出現較為嚴重的質量問題。同時設計單位開展設計工作并未根據當地的實際情況來進行材料選擇的考慮，進而使得橋梁的耐久性較差，加之受到外界不良環境的持續影響，最終發生坍塌事故，使橋梁的安全性與耐久性極大的降低。

三、提升橋梁安全性與耐久性的策略

第一，控制設計方案的質量。在進行橋梁設計過程中，設計人員必須嚴格按照橋梁實際場地的情況進行設計，使設計圖紙能夠夠最大限度滿足當地的地質條件，使得設計方案能夠有效的提高橋梁的耐久性。另外需要注意橋梁細節的設計，把各個設計的細節考慮到位，從而保障了橋梁工程的質量，以此來提升橋梁的安全性與耐久性。

第二，在設計中考慮結構的耐久性。橋梁的耐久性對橋梁的使用年限具有重要的作用，在其實際的建設與使用過程中，環境與化學因素一直對橋梁產生影響，造成橋梁出現損傷與裂化的現象，導致橋梁的耐久性出現嚴重問題。因此在橋梁設計環節，設計人員應該將橋梁的耐久性考慮到設計中，即是全面角度考慮問題，對環境問題進行考慮，如何在四季變化過程中減少雨水、雪棟以及化學因素的影響，對結構的計算方式進行更新優化，重視其中的細節問題。

第三，在設計環節加強疲勞損傷的研究力度。橋梁承受的荷載為動態荷載，在橋梁內部形成較大的循環應力，在變化的過程中產生較大的震動，在一定程度上對橋梁的結構產生影響。另外，由于橋梁的建造所使用材料并不是連續的，每一環節中都存在微小的缺陷，這使得循環應力在不斷的發展下，給橋梁造成了嚴重的損傷，形成嚴重的宏觀裂紋，進而造成橋梁材料的斷裂，帶來嚴重的災難危害。因此，必須重視橋梁疲勞損傷的問題，在橋梁的設計應該注重構件的選擇，混凝土的配比、混凝土構件整體的動態性能以及疲勞性能各方面深入的研究，注重以往橋梁出現疲勞損傷的原因，如局部疲勞，即斜拉橋拉鎖錨固端產生的疲勞損害現象均需要考慮在設計中，并且如何對局部疲勞進行維修和維護也需要設計人員進行思考，以此來減小對橋梁的危害，確保橋梁的安全性與耐久性。

第三，在橋梁設計中重視超載問題。橋梁超載問題主要包括以下幾方面：即老橋的超齡負載運營、橋梁承載的車流量超過原有設計、車輛的違規超載。一方面橋梁的超載會引發疲勞損傷，使橋梁的結構發生破壞。另一方面橋梁的超載使橋梁的內部發生損傷，進而導致橋梁的負載發生嚴重變化，影響橋梁的安全性與耐久性。例如在人們通常的觀念中，混凝土是橋梁具備足夠的耐久性，但是隨著橋梁超載情況不斷發生，使得橋梁出現裂縫。雖然在橋梁負載達到正常值時，裂縫可以閉合，但是由于混凝土結構已經受到損傷，使得混凝土的剛度極大的下降。

第四，加強整體設計流程工作。橋梁設計環節不僅僅只是進行設計圖紙的繪畫，其涉及到的問題是方方面面，包括采購，建設、養護等環節都需要設計人員進行考慮，怎樣的設備、怎樣的材料可以滿足設計橋梁的使用要求，進而能夠提高橋梁的整體安全性。因此設計單位以及設計人員必須對整體設計流程進行把控，同時加強設計人員的培訓工作，確保設計人員完全按照相關要求，綜合性多方位考慮后進行設計，避免出現偏差，使得每個環節符合國家的標準，以此延長橋梁的使用壽命，使橋梁發揮其應有的作用。

第五，借鑒國外的設計經驗。在我國橋梁設計存在的主要問題：即結構正常使用性能差、耐久性和安全性差；此類問題雖然跟后期的實際使用有一定關系，但是其根本是工程設計人員沒有找到適當的安全措施方案、適當的設計方法來保證橋梁的耐久性和安全性。在國外，其設計人員開展橋梁設計的過程中尤其注重結構物的性能設計，包括結構的變形、裂縫、振動、強健性、美觀、耐久性能、疲勞性等，為了保證橋梁的結構達到正常使用要求外，還需具有良好耐久性、抗腐蝕和耐疲勞性，進而保障了橋梁安全性與耐久性。

四、結束語

橋梁對我國整體建設的重要作用不言而喻，為此設計單位必須重視橋梁設計工作，在實際橋梁工程設計環節應全面全方位考慮工程的難點與重點問題，設計出優秀的橋梁工程來，以此確保橋梁建設安全性與耐久性，提升橋梁的使用壽命，為國家的經濟發展做出應有的貢獻。

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