簡述橋梁耐久性在橋梁設計中的應用意義

【摘要】橋梁工程作為一種造價不菲建筑構造物，正常運營時間的長短受諸多因素影響，貫穿于橋梁工程的全壽命周期，尤其以設計階段的因素最為突出。目前橋梁工程設計中多關注在強度、形式等方面，而往往忽略了耐久性在橋梁工程全壽命周期中的重要地位。而正是這種耐久性的關注不足，往往還伴隨橋梁后期維護保養的缺失。

【關鍵詞】耐久性；橋梁設計；要點

基礎設施建設是經濟發展提速的重要條件，而橋梁建設則是基礎設施建設中不可或缺的組成部分，是便捷我國交通的重點工程，必須予以足夠重視。在橋梁設計過程中，一定要充分考慮橋梁結構的安全性和耐久性，采用科學的方法合理規避橋梁運營階段因質量問題造成的交通危害，為人們的生命安全提供保障。

1、目前橋梁結構中存在的耐久性問題

1.1由材料性能而導致的耐久性問題

對于橋梁建設來說，其由于本身的工程特性往往會對施工質量提出更高的要求。首先要保證自身的承載強度過關，這就要求建筑材料選用性能好且重量較輕的材料來開展施工。尤其是橋梁建筑中應用廣泛的鋼筋與混凝土結構的建設，一定要嚴格對材料的配比用量進行嚴格要求，保證橋梁的受力性能。此外，由于環境因素造成建設材料的損壞，以鋼筋的銹蝕較為普遍，為保證材料性能應加強對建設材料的科學保護。但在當前的實際橋梁建設中，設計者對橋梁所處的實際環境考慮不足，對建設材料的選擇較為盲目，在某些特定的環境與氣候的影響下，會造成建筑材料實際性能降低，從而導致橋梁的耐久性降低。同時在施工過程中，施工單位沒有嚴格按照設計要求進行材料采買，使用低質材料來進行代替。這樣直接導致了橋梁建筑的質量問題，造成其耐久性能的下降。

1.2由設計理念而導致的耐久性問題

在橋梁設計中，實現橋梁設計的可持續性發展是十分重要的，但是在當前設計者往往只注重橋梁的強度建設，缺乏橋梁耐久性設計理念的融入。同時設計單位為加強自身的投標競爭力，實現經濟效益的獲取，往往著力進行橋梁強度的體現，以期吸引招標單位，忽略工程在實際運用環節中的耐久性能保證。除此之外，當前的橋梁設計不合理還表現在設計者在進行橋梁設計時，往往以橋梁強度計算作為設計重點，忽略了對其他因素的充分考慮。例如出現橋梁延性不足或受力路線表述不明等現象，都會導致橋梁的受力不明確。或者在實際設計中對于橋梁保護層的厚度設計不足，構建截面面積較小等，都會對橋梁的耐久性造成影響。

1.3橋梁設計的結構構造體系不盡完善

橋梁設計的結構體系不夠完善也是導致橋梁設計耐久性問題的重要因素。在實際的設計環節中，諸多設計者從設計規范和設計強度的角度考慮橋梁的結構設計不足。將實際的施工環節中的橋梁的結構體系、結構材料以及結構構造等內容綜合考慮到橋梁設計的環節中。在設計環節中，如果橋梁設計的結構構造體系不夠科學，將會導致混凝土強度非科學分布、混凝土保護層厚度太小以及橋連接結構的整體性延性不夠等問題，嚴重影響橋梁的耐久性。

1.4橋梁設計、施工和管理銜接不當

要真正提高橋梁工程的耐久性，不僅要注重橋梁的設計過程，還應該加強橋梁建設環節的質量控制。在這個過程中，需要做好橋梁設計和施工、管理的銜接。但現階段我國的橋梁的設計和工程施工、管理的銜接還不到位。從部分橋梁事故來看，很多橋梁事故都是由于施工質量控制沒有達到要求引起的。例如施工中使用的材料強度不足，施工的工序不合理造成的工程質量下降。銹蝕鋼材除銹后有無進行二次檢驗，橋梁體系轉換時序是否科學合理就是這類問題的體現。

2、從橋梁設計角度提高安全性與耐久性的方法

2.1嚴格控制混凝土結構裂縫

鋼筋混凝土的構件，尤其是預應力鋼筋混凝土結構，在橋梁工程中運用相當廣泛。混凝土材質的構件如果出現裂縫，將會嚴重降低工程的質量。設計過程中需要充分考慮材料的質量控制，預留出充分安全度。由于混凝土材料的性質，容易出現裂縫，那么設計者是否可以尋找新型技術的混凝土。是否可以在容易出現裂縫的區域采用護面鋼筋等措施進行局部加強，減少裂縫產生機會。

2.2注重設計方式的轉變

目前，使用CAD電腦設計工程設計為主要潮流，但依舊停留在二維平面，出現使用三維設計技術（BIM）的工程鳳毛菱角，今后應加大對BIM技術的應用。三維技術可以發現在二維設計中不易察覺的設計問題，例如標高、位置、漸變形式是否合理等問題。目前BIM技術在城市綜合管廊布線等方面應用前景廣泛。大型復雜橋梁結構布筋，布束亦存在較大應用空間。

2.3充分考慮橋梁的超載問題

如果橋梁在長期使用下持續出現超載現象，那么就會嚴重影響其耐久性。在交通壓力不斷增大的情況下，橋梁超載問題也日益嚴重。超載情況下造成橋梁質量下降的主要原因是，橋梁設計時并未充分考慮到日后超載情況的發生，也就無法準確預測橋梁的承載力。橋梁在投入運行之后，如果長期處于超載環境下，其安全性必然會下降。

2.4重視耐久性問題

橋梁在長期使用的過程中，會持續受到外在環境、有害化學物質的影響，同時承受著巨大的車輛荷載，還會遭受到地震、暴雨、泥石流等自然災害。受到這些因素的影響，橋梁自身的建筑材料性能也在不斷下降，造成其整體結構的承載能力逐漸下降。在大跨徑橋梁領域，我國自20世紀80年代開始修建了數目龐大的斜拉橋，當前出現倒塌或嚴重損壞的橋梁很少，但是很多橋梁由于自身拉索的耐久性存在嚴重問題，不得不提前更換，這樣就導致成本增加，影響經濟性。在今后的橋梁設計工作中，必須充分考慮橋梁結構的耐久性問題，以保證橋梁整體結構的安全和穩定。

結語：

橋梁設計中安全耐久性應得到充分重視及有效控制，同時加強對橋梁建設的管理，采用橋梁設計新技術，借鑒國外先進技術并結合我國橋梁建設的自身狀況進行適時調整，提高我國橋梁建設的水平，為橋梁建設的質量提供重要保障。

參考文獻：

[1]公路工程技術標準，JTG B01-2014.

[2]公路橋涵設計通用規范，JTG D60-2015.

作者簡介：

池旭海，性別：男，出生年月：1983.5.16，籍貫：北京市通州區臺湖鎮，2006年畢業于武漢理工大學土木工程專業，工學學士。職稱：中級工程師，就職于北京市通州市政工程設計有限公司，主要從事鐵路橋梁、公路橋梁等設計工作。