橋梁工程設計中的安全性與耐久性問題研究

管曼羽 張小濤

摘 要：安全和耐久是人們對于橋梁工程的基本要求，也是橋梁工程的重要保障，這樣的橋梁工程才能使用更長的時間，而且能夠確保通行人員的人身安全。為此，就需要深入探索影響橋梁工程設計安全和耐久的因素，并積極研究增強其安全性和耐久性的措施，以便可以提高橋梁通行安全性，并對橋梁使用年限進行延長。

關鍵詞：橋梁工程;安全性;耐久性

中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A

0 引言

橋梁建設并不是一項簡單的工程，而且隨著我國交通運輸行業的不斷發展，人們對于橋梁工程的要求也變得越來越高，從而給橋梁設計工作增加了難度。進入二十一世紀以來，我國發生了多起橋梁坍塌事故，甚至有些橋梁工程是在建設過程中發生的坍塌，這些事故的發生都造成了人員傷亡，基于此，我國提高了對橋梁安全的重視，對于橋梁耐久性也提出了更高要求，并將大量人力物力和財力投入到了相關研究中，就是為了增強橋梁工程的安全性和耐久性，為人們安全通行提供保障。

1 橋梁設計中安全性和耐久性差的原因

1.1 對于橋梁壽命期沒有正確把握

我國對于橋梁使用期限的要求是100年，但是真正能夠達到這個標準的橋梁工程基本是沒有的。有些橋梁設計人員沒有準確的理解國家對于橋梁使用期限的規定，從而導致橋梁設計不能滿足工程安全要求，耐久性方面也不達標。

1.2 對于外部因素沒有進行充分考慮

橋梁設計存在問題會導致橋梁產生潛在危險，一些外部因素也會導致橋梁耐久性達不到標準，例如，橋梁工程存在車輛超載問題，因為橋梁承受了超出設計要求的壓力，從而影響了橋梁結構的平穩性，使用年限勢必也會有所縮減，安全性也會有所下降。基于此，設計橋梁工程時，就要對外部因素進行充分考慮。

1.3 對于橋梁荷載強度沒有充分考慮

橋梁屬于一種承載項目工程，等到橋梁正式通車后，每天都要承載很多車輛通行，如果設計師設計的橋梁承載力比較小，橋梁強度也沒有達到要求，那么就會導致安全事故的發生。為此，設計橋梁時需要按照橋梁工程荷載強度要求挑選建筑原料，確保橋梁工程承載力能夠滿足工程要求。

1.4 施工技術水平比較低，養護方法不合理

隨著橋梁坍塌事故發生頻率的不斷上升，人們對于橋梁安全問題越來越重視。很多人都認為施工技術落后和管理不科學是導致橋梁工程發生坍塌的主要問題，如果橋梁工程通車后沒有經過太長時間就發生了損壞，可能就是因為工程質量差而導致的，其中施工材料不達標，施工技術水平比較低，施工中存在偷工減料、以次充好問題等是造成工程質量差的主要原因。如果橋梁經過一段時間的使用后出現了病害多是因為沒有定期進行養護而導致的，或是因為養護方法不合理而導致的，如，沒有及時處理車轍、沒有及時修補裂縫等，這些問題的存在雖然不會導致橋梁出現坍塌，對于正常通行也沒有太大影響，但是會減少橋梁使用時限，對于橋梁結構也會帶來一定危害。

1.5 設計理論和結構體系缺乏完善性

橋梁設計過程中在使用安全和使用年限方面還存在很大的提升空間。結構設計的主要目的是要確保結構方案的經濟合理性，次要目的才是要確保連接的緊密性和結構的平穩性，同時還要對安全系統的規范性進行提升，并對各項指標的可行性進行增強，從而可以為橋梁結構提供安全保障。人為因素是設計、施工和使用過程中出現安全事故的主要原因，如，設計的結構缺乏整體性，從而導致冗余性不能滿足工程要求;沒有正確的計算橋梁工程承載力，從而導致局部需要承受較大的壓力;選用的緩凝土強度不達標;采購的鋼筋直徑不合格;構件截面比較小等，這些問題都會導致橋梁工程耐久性有所降低，對于橋梁安全也會造成嚴重影響。很多橋梁工程都存在結構耐久性差的問題，而想要解決這個問題就需要在設計過程采取有效的措施。設計人員需要深入分析結構本性，還要積累充足的設計經驗，還要有準確的判別能力才能對結構進行合理、平穩的設計。

2 加強橋梁工程設計安全性和耐久性的建議

2.1 對混凝土保護層厚度進行增加

混凝土和鋼筋是橋梁工程中必不可少的材料，也是構成主體結構的主要材料，一般情況下，為了對混凝土結構進行提升，對預應力鋼筋粘結性進行增強，就會在兩者之間建設保護層，從而可以防止兩者發生反應。但是調查顯示保護層厚度能夠影響鋼筋碳化速度，為此，就要對保護層厚度進行增加，這樣就可以減輕對鋼筋的腐蝕，橋梁結構也會變得更加安全和平穩，橋梁使用年限也能延長。

2.2 對抗震設計進行強化

地震是一種破壞性非常大的自然災害，對于橋梁工程自然也會造成很大的破壞，為了提高橋梁工程的抗震性能，可以采用延性方法設計橋段，設計支座時也可以采用這種方法。抗震設計是一種被動防御，為了促使橋梁結構能夠在地震中保持穩定，還需要設計主動防御，想要達成這個目標可以從以下幾方面著手：第一、詳細分析橋梁結構，對于力學性質也要進行深入探究，還要對施工現場實際情況進行充分考慮，在此基礎上開展橋梁設計工作;第二、設計橋梁抗震性能時，先要對橋梁地震承受力進行估算，等到設計橋墩時還需要對反應譜理論進行充分參考，對于結構比較復雜、橋墩高度超出30厘米的橋梁進行抗震設計時則需要參考時程分析法。

2.3 對橋梁設計體系進行完善

規章制度是橋梁設計中不可缺少的內容，為此，就要建立比較完善的設計規章制度，還需要在實踐中對規章制度存在的缺陷進行改進，對先進的經驗進行吸取。而且制度中需要詳細規定設計人員的權利和責任，這樣設計人員才會更加重視橋梁安全性，橋梁安全事故的發生頻率也會有所降低，可以說建立規章制度是增強橋梁安全性的基礎手段。

2.4 提高對橋梁超載的重視

對橋梁坍塌事故進行調查后發現，沒有及時修補橋梁、橋梁長時間承受超出設計的承載以及車輛超載是導致坍塌事故發生的三個主要因素，由于沒有及時修補橋梁使得橋梁滿足不了現代化交通通行需要，由于橋梁長時間承受超出設計的承載以及車輛超載使得橋梁結構平穩性變得越來越低，如果沒有及時對橋梁結構損壞進行維護，橋梁的耐久性就會變得越來越差，長此以往，就會發生安全事故。基于此，設計人員需要提高對橋梁超載的重視，采用各種方法提高橋梁的承載力。

2.5 對橋梁使用中出現的疲勞損傷進行削減

橋梁工程經過長期使用，再加上現在車輛都是采用的動力荷載，這樣就會導致橋梁內部結構形成循環變應力，這樣既會讓橋梁出現振動，還會導致橋梁出現疲勞損傷。因為建設橋梁時并不會均勻的使用施工材料，所以，橋梁結構中都會存在一些比較細小的縫隙，但是在動荷載的影響之下，這些縫隙會變得越來越大，最終橋梁就會出現裂縫病害，如果沒有及時修補這些裂縫，很可能就會發生更嚴重的安全事故。橋梁各個結構都可能出現疲勞損傷，如若疲勞損傷造成的后果特別嚴重，整個橋梁結構都可能出現問題，這也充分說明了疲勞損傷的嚴重性，因此，設計人員必須要采用有效的方法對疲勞損傷進行削減，這也是增強橋梁安全的有效方法。

3 結語

橋梁工程是交通運輸中不可缺少的設施，對于橋梁工程的安全性也是人們最為關心的問題，其次就是耐久性，為此，進行橋梁工程設計時需要積極尋找提高安全耐久性的方法。通過對影響橋梁工程安全性和耐久性的因素進行分析，可以針對這些原因制定有效的策略，從而可以為人們通行提供安全保障，并促使橋梁使用時限得到延長。

參考文獻：

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