探析橋梁使用壽命小于設(shè)計(jì)使用年限的原因

趙小晴 崔友年 吳德健

(南京瑞景路橋工程設(shè)計(jì)有限公司)

探析橋梁使用壽命小于設(shè)計(jì)使用年限的原因

趙小晴 崔友年 吳德健

(南京瑞景路橋工程設(shè)計(jì)有限公司)

我國(guó)橋梁事業(yè)的不斷發(fā)展，促使政府愈加重視建筑項(xiàng)目的建設(shè)和管理。橋梁工程的發(fā)展是建筑行業(yè)發(fā)展的重要組成部分并對(duì)城市化發(fā)展有重要意義。為使我國(guó)橋梁事業(yè)又好又快地發(fā)展，本文試探析橋梁使用壽命小于設(shè)計(jì)使用年限的原因，從橋梁規(guī)范、設(shè)計(jì)、建設(shè)、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)的過程出發(fā)，著重分析其原因，主要是橋梁設(shè)計(jì)使用年限的時(shí)間差異、設(shè)計(jì)的不合理、橋梁建設(shè)中人為及非人為情況造成橋梁使用壽命小于設(shè)計(jì)使用年限等原因。

橋梁 設(shè)計(jì)使用年限 使用壽命 原因

0 引言

我國(guó)橋梁工程的設(shè)計(jì)使用年限一般為一百年，在實(shí)際生產(chǎn)生活中，大多數(shù)橋梁工程項(xiàng)目的橋梁使用壽命小于設(shè)計(jì)使用年限的要求。這種現(xiàn)象在目前非常普遍，而橋梁的使用壽命對(duì)人們的生產(chǎn)生活和生命安全有非常大的影響，不僅人民群眾高度關(guān)心重視，政府和有關(guān)部門亦對(duì)橋梁工程采用嚴(yán)肅追究的終身責(zé)任制來保護(hù)人民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。要找到導(dǎo)致橋梁工程使用壽命小于設(shè)計(jì)使用年限的原因，深入思考、分析問題，解決問題，才能從根本上提高橋梁的使用壽命。

1 橋梁的設(shè)計(jì)的不規(guī)范是影響橋梁使用壽命的首要原因

我國(guó)橋梁事業(yè)的發(fā)展淵源很深，具有十分豐富的橋梁設(shè)計(jì)與建設(shè)的的經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)制定了適合我國(guó)國(guó)情的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范，并對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)方案、施工方案和維護(hù)橋梁等進(jìn)行專業(yè)化的指導(dǎo)。橋梁的設(shè)計(jì)規(guī)范是靠設(shè)計(jì)時(shí)的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)、資金等基礎(chǔ)上建立起來的，這個(gè)規(guī)范對(duì)橋梁的使用年限上存在時(shí)間差異，橋梁的設(shè)計(jì)規(guī)范與日后的實(shí)際生活需要存在時(shí)間差，表現(xiàn)在設(shè)計(jì)上有諸多情況。如橋梁的設(shè)計(jì)承載能力達(dá)不到、設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)低。我國(guó)早期的建筑橋梁一般都設(shè)計(jì)荷載偏低，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展，交通車輛的迅速增加以及車輛的超荷載情況普遍，許多既有的橋梁目前基本無法滿足日益增長(zhǎng)的交通需求。設(shè)計(jì)規(guī)范的通行能力不足。早期的橋梁橋面設(shè)計(jì)比較窄、橋上、下的通行凈空尺寸太低，不能滿足現(xiàn)代化汽車、輪船的通行、通航要求，時(shí)有發(fā)生輪船撞橋事故。超負(fù)荷使用橋梁也是一個(gè)原因，我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)條件的改善，汽車的使用量急劇上升，增長(zhǎng)速度非常大，而橋梁設(shè)計(jì)的日通行量以設(shè)計(jì)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)和水平設(shè)定，對(duì)未來后期的使用情況無法考慮準(zhǔn)確，造成橋梁長(zhǎng)期嚴(yán)重超重超載、通行量過大，致使橋梁的使用壽命縮短，達(dá)不到設(shè)計(jì)使用年限的標(biāo)準(zhǔn)。

2 橋梁的設(shè)計(jì)方法影響橋梁使用壽命

橋梁在實(shí)際設(shè)計(jì)中一般考慮的是在荷載作用下橋梁的破壞能力，較少考慮荷載作用下橋梁的適用能力和耐久能力的考慮。橋梁在設(shè)計(jì)方法一般使用按正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法和按照承載能力設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)。橋梁在達(dá)到極限承載力會(huì)出現(xiàn)垮塌，在特定時(shí)間特定狀態(tài)下也會(huì)產(chǎn)生垮塌，如整齊、有節(jié)奏的地震動(dòng)，達(dá)到一定程度，會(huì)使橋梁發(fā)生斷裂和垮塌。在極限承載力之前橋梁也會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞，我國(guó)各地區(qū)的橋梁通行，交通部門一般采用限行等各種條件來減緩對(duì)橋梁的疲勞通行。

我國(guó)目前的橋梁設(shè)計(jì)往往只重視當(dāng)前的利益，忽視長(zhǎng)遠(yuǎn)利益，往往只重視橋梁的強(qiáng)度極限狀態(tài)，從而容易忽視使用極限狀態(tài)，在橋梁整個(gè)使用的生命周期當(dāng)中，最為重要的即是使用性能的表現(xiàn)能力。當(dāng)橋梁達(dá)不到承載力的極限狀態(tài)時(shí)也會(huì)發(fā)生疲勞以及共振破壞。而承載能力設(shè)計(jì)一般是根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)的現(xiàn)狀而設(shè)計(jì)，是以橋梁在施工和成橋的狀態(tài)當(dāng)時(shí)安全性為設(shè)計(jì)依據(jù)，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)正常設(shè)計(jì)使用壽命的耐久能力、可修能力以及可換能力考慮不周，導(dǎo)致橋梁的使用性能、耐久性能差，橋梁的使用年限壽命減小。如，有關(guān)部門對(duì)我國(guó)非地震性橋梁破壞的統(tǒng)計(jì)事故調(diào)查顯示為：抽查100座橋梁中，正常的破壞原因占總調(diào)查座數(shù)的78%，承載破壞的因素橋梁占總數(shù)的 22%，橋梁在正常使用情況下，主要強(qiáng)調(diào)的是橋梁使用后的耐久性、安全性以及可修性等，較少考慮橋梁使用之前的承載能力。在設(shè)計(jì)未來的橋梁工程中，橋梁的設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合性的對(duì)橋梁整個(gè)壽命周期內(nèi)的影響情況及重要因素進(jìn)行全盤考慮，整體結(jié)合橋梁的承載力和正常使用狀態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，努力實(shí)現(xiàn)橋梁的設(shè)計(jì)目標(biāo)，達(dá)到經(jīng)濟(jì)、安全、舒適。

3 橋梁建設(shè)施工過程出現(xiàn)人為和非人為原因中對(duì)橋梁使用壽命有影響

橋梁的建設(shè)施工原因是指施工人員在按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)建造橋梁的過程中，會(huì)出現(xiàn)人為和非人為的原因影響橋梁工程的質(zhì)量。人為的情況是在施工中存在施工人員偷工減料以及不按照規(guī)范設(shè)計(jì)圖樣進(jìn)行設(shè)計(jì)施工、不按規(guī)范建設(shè)、施工等。如2011年福建武夷山公館大橋北端轟然垮塌，事故原因是橋梁個(gè)別或部分吊桿斷裂，導(dǎo)致橋面荷載市區(qū)承載而發(fā)生橋面垮塌。

2007年8月13日，湖南省鳳凰縣的堤溪沱江大橋發(fā)生特別重大坍塌事故，造成64人死亡，4人重傷，直接經(jīng)濟(jì)損失3974.7萬元，造成事故的原因是設(shè)計(jì)建造不規(guī)范造成。該橋上部構(gòu)造主拱圈為等截面懸鏈線空腹式無鉸拱，腹拱采用等截面圓弧拱，基礎(chǔ)則采奠基在弱風(fēng)化泥灰或白云巖上，混凝土、石塊構(gòu)筑成基礎(chǔ)，全橋并沒有設(shè)制動(dòng)墩。

在非人為因素中是指在遇到地震、火山爆發(fā)、泥石流、暴雨雪天氣等非人為情況下，很難避免但可以做到有效防止。例如在建設(shè)過程中的大橋，在經(jīng)過研究之后，選擇海潮去潮之際，水流較少的情況，研究氣象災(zāi)害天氣之后，對(duì)整橋做出科學(xué)、合理規(guī)劃，然后施工，就可以減少損失、保證橋梁施工的質(zhì)量，增加橋梁的使用壽命。

4 橋梁的自身作用以及后期的維護(hù)保養(yǎng)過程中對(duì)橋梁使用壽命的影響

正常運(yùn)營(yíng)時(shí)段中，橋梁因自身因素和所處環(huán)境對(duì)橋梁使用壽命也會(huì)產(chǎn)生影響。例如，周邊溫度的冷熱原因會(huì)使橋梁本身表層混凝土出現(xiàn)裂縫， 橋梁在承受自重以及橋面荷載的作用力會(huì)發(fā)生不均勻的沉降，橋梁水下的氯離子對(duì)鋼筋有銹蝕作用，在橋梁下橋墩因可能發(fā)生堿集料反應(yīng)從而使橋墩的體積增大等原因，都會(huì)對(duì)橋梁的使用壽命產(chǎn)生影響。這就要求橋梁在建成以后，要定期維護(hù)，對(duì)提高橋梁的耐久性、適用性以及安全性有非常重要的作用。所以，要定期檢修、維護(hù)橋梁，進(jìn)行整體徹查橋梁的使用和安全。

5 結(jié)語

以上從橋梁的多個(gè)方面分析、探討了橋梁的規(guī)范、設(shè)計(jì)到建設(shè)、維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)和因素造成的橋梁使用壽命小于設(shè)計(jì)使用年限的原因，橋梁的工程質(zhì)量關(guān)系著人民大眾和政府各界的安全，向來為人們所高度重視，在道路橋梁事業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)，許多橋梁工程出現(xiàn)質(zhì)量問題和實(shí)際使用壽命問題等普遍存在和發(fā)生，要提高橋梁工程的實(shí)際使用壽命，延長(zhǎng)橋梁使用的年限，就必須找出造成橋梁使用壽命減小的原因，分析情況，找出對(duì)策，制定完善的方案，做好橋梁維護(hù)工作，才能有效提高橋梁使用壽命，挽回經(jīng)濟(jì)損失。

[1]滕偉玲，李曉芳.論橋梁使用壽命小于設(shè)計(jì)使用年限的原因.[J].科技視界.2014,8（26）:121-122

[2]金小川，周宗紅等.中國(guó)橋梁設(shè)計(jì)使用年限的研究.[J].公路與汽運(yùn).2012,1（5）：32-33

[3]呂東旭，王玉軍.夯實(shí)橋梁建設(shè)基礎(chǔ) 爭(zhēng)當(dāng)橋梁安全衛(wèi)士.[J].交通建設(shè)與管理.2007，6（10）:46-47

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1007–6344（2015）01–0222–01