桥梁设计中的安全性和耐久性研究

李小林 付迪

摘要：笔者主要分析我国桥梁现状、影响桥梁使用寿命的原因，并提出增加桥梁的安全性和耐久性的一些办法。

关键词：桥梁设计；安全性；耐久性

中图分类号：K928文献标识码： A

引言

安全性和耐久性是桥梁设计中应该考虑的最为重要的设计元素，而近些年来随着城市化建设进程的不断加快，各大城市桥梁建设如火如荼的展开，很多设计者为了在设计作品中求新求异，而忽略了对最为根本的安全性和耐久性的考虑。作为桥梁建设的最关键也是最基础的环节，设计过程中对于安全性和耐久性的考虑是确保城市居民安全以及城市化发展的最为有力的保证。

一、提高桥梁安全性和耐久性的意义

首先，提高桥梁的安全性和耐久性能够延长桥梁的使用寿命，增强桥梁的结构强度和稳定性，促进桥梁耐久性能的提高。满足正常的交通流量和荷载，对于抗震、泄洪和通航等方面的承载能力将会大大提高，降低了安全隐患，而且也降低了桥梁的后期维修成本。其次，对于人们的生产生活来说是一种重大的保障，降低了安全事故发生率，保证了人们的生命及财产安全。对于维护社会稳定和提高我国桥梁施工质量和管理水平来说都有非常重要的意义。

二、桥梁现状及设计问题

随着我国经济的快速发展，人们生活质量有了很大提高，越来越多的人有了轿车等交通工具。交通工具数量的迅速增加，对桥梁来说是一个极大的考验。近年来，各地相继发生了一些桥梁垮塌事件，相关部门在对垮塌桥梁的勘察中发现，桥梁在从设计、施工到保养的整个过程中都存在着很多安全隐患。究其原因，主要是在我国传统的桥梁设计中，安全性一直是设计者普遍关注的重点，但桥梁的耐久性却甚少考虑，因而存在很多安全隐患。设计上的缺陷导致桥梁车辆事故频繁发生，如何提高桥梁的安全性和耐久性越来越受到人们的重视。

三、影响桥梁安全性和耐久性的原因

（一）国家对桥梁设计的总体规范还不够完善

我国对桥梁建设的约束行为是通过相关法律规定来完成的，这种方式虽然对桥梁设计的安全性和耐久性起到了一定的规范作用，但是一旦桥梁设计出现更新变化，桥梁工程建设就会面临无章可依的状况。为了增强我国公桥梁梁的使用年限和保障人民财产的安全性，在桥梁设计的过程中，必须严格按照国家对桥梁设计的要求与规范来执行，但是我国的相关规范还不完善。这就要求我国的相关部门尽快出台相关的明文规定和规范制度，使我国的桥梁设计工作有法可依，有章可循。

（二）设计中忽略疲劳损伤因素

城市桥梁的荷载主要由车辆荷载和风荷载组成，这些荷载常年作用在城市桥梁上对于桥的损伤是由晓得局部微损伤，发展为裂缝等结果性损伤，降低了城市桥梁的安全系数。这些疲劳损伤在城市桥梁设计中往往被设计人员忽略从而导致了城市桥梁的安全系数和耐久系数的降低。

施工过程存在问题

在桥梁建设工程中，一些施工单位不重视桥梁的重要性，为获得更大的经济效益，私自使用不符合设计标准的建筑材料，以次充好，致使桥梁严重缺乏机械强度；部分施工单位缺乏规范管理意识，致使在桥梁施工过程中没有专业人士对施工进行专业化的管理。当然，还有一些是由于施工人员本身不具备一些专业知识，缺乏安全和质量意识。这些问题都导致桥梁的施工操作规范不到位，在安全性与耐久性上留下很多安全隐患。

（四）监督管理工作不到位

对桥梁建设竣工后的桥梁安全性和耐久性的控制、检测和维修没有高度重视，对桥梁的管理工作和定期检查与维护都没有做到位，缺乏完善的监督管理体制，导致桥梁的耐久性降低，存在安全隐患。

桥梁设计中结构耐久性提高措施探析

（一）完善规章制度，规范管理和施工过程

为了使桥梁建设在整个过程中，能够有明确的规章可以参考，使中国的桥梁能够更加美好的发展。国家应出台较规范的政策和规章制度，如果桥梁设计的各个环节都能遵照国家的规定来，就能减少一些桥梁事故的发生，使我国桥梁建设事业良好发展。在桥梁设计的各个阶段，管理者应该严格管理，严防一些腐败事件的发生，保证设计方案能够客观全面，材料质量达标，施工过程严格控制，使其桥梁建设的整个过程能够达标完成质量。

（二）完善设计理念

由于目前在桥梁设计中对桥梁强度以及经济方面考虑的较多，而对桥梁耐久性和安全性考虑的较少，对桥梁结构的使用极限和维护忽略的比较严重。应该及时完善设计理念，改变过去仅从设计和施工质量上考虑的设计理念。在认真研究和探讨的基础上还要考虑桥梁的安全性、耐久性和整体牢固性，对不同工程结构的灾害与可接受危险水平进行科学评估和分析，在此基础上提出合理的安全性和耐久性设计理念。

在材料的选择、施工质量、桥梁使用和维护及功能过时等方面与开发商和建筑商进行协商和研究，确定科学合理的设计方案。在后期的桥梁检测和维修中也要注意采用新技术和新方法。

（三）重视外在因素对桥梁的损坏问题

在桥梁使用过程中，狂风、大雨、地震、空气中的有害物质等自然因素都会对桥梁表面造成损坏，汽车等交通工具在行驶时造成的震动会轻微地引起桥梁内部结构变化。这是因为在施工过程中不可能做到材料的均匀性，长此以往必然会使桥梁有外部的裂痕。若不及时处理，桥梁在以后的使用过程中会逐渐损伤混凝土及钢筋结构，影响桥梁的耐久性和安全性。特别是在海边的桥梁，空气湿润会对常规桥梁造成严重侵蚀。这些地方的桥梁在设计时，就要考虑到自然因素的影响，给桥梁设计较厚的防水层。

（四）适当提高混凝土保护层厚度

预应力钢筋与混凝土之间需要有保护层连接，这部分不仅能够确保预应力钢筋与混凝土之间有足够的粘结力，同时也能够有效的保护预应力钢筋不被侵入到混凝土内部的有害介质所侵蚀。事实证明钢筋受到氯离子等有害介质侵袭的速度与保护层厚度的二次方成反比，钢筋的碳化也与保护层的厚度有着很直接的关系，从这个方面来讲保护层的厚度如果越厚则钢筋表面暴露在有害介质环境中的时间也会越滞后，距离结构钢筋遭到侵蚀破坏的时间也就越长，整个结构的耐久性也就越高。

（五）加强防水层设计

桥梁设计中防水层的设计也是保证整体结构耐久性的重要举措，由于桥梁结构长期暴露在空气之中，雨水以及生活用水中的有害介质会对混凝土结构造成很大的损害，如果没有有效的防水设置则会桥梁的混凝土结构就会长时间的暴露在有害介质环境之中，给整体结构的耐久性带来极大的威胁。因此在桥梁设计中应该设置一层具有良好抗渗性、抗拉性以及抗剪性的防水层，而防水层的选材也要注重于路面沥青混凝土之间的相容性，确保面层与主体结构之间有着足够的粘结力。与此同时桥梁设计中还要合理的设置排水结构，确保水分能够尽量的被排到桥梁主体结构之外，减少桥梁主体结构中防水层的压力，确保桥梁混凝土结构的耐久性。

（六）加强桥梁的超载管理

桥梁出现超载情况主要有三种：（1）超过使用年限的桥梁负载运营；（2）桥梁上通行的车流量超过了原有的设计；（3）车辆违规超载行驶.前两种情况产生的原因主要是设计中荷载的变化和交通量的增多； 后一种情况是车辆的使用车违法超载所致，后两种超载现象是我们道路交通运输中最为常见的桥梁超载问题.超载问题可能引发桥梁疲劳问题.超载会使桥梁疲劳应力幅度增加"损伤加剧，更有甚者会引发结构性破坏事故问题.超载问题造成桥梁内部不能恢复的损伤，使得桥梁在正常承载下的工作状态发生变化，由此可能危害桥梁的安全性和耐久性。

结语

桥梁的设计存在问题会严重影响人身安全与财产安全，因此对桥梁的设计一定要予以重视，提高桥梁的安全性和耐久性要从设计理念、施工质量、运营管理和养护与维修等方面着手。使得桥梁工程的质量得到很好的保证，促进我国社会的和谐发展。

参考文献：

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