橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問題

李軍懷

（廣西智達(dá)工程咨詢有限公司 廣西柳州 545005）

橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問題

李軍懷

（廣西智達(dá)工程咨詢有限公司 廣西柳州 545005）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁建設(shè)數(shù)量增加、規(guī)模增大，安全性和耐久性逐漸成為橋梁設(shè)計(jì)中需要解決的一個(gè)重要問題。本文據(jù)此分析了導(dǎo)致橋梁安全性及耐久性差的原因，并且提出了有效解決橋梁設(shè)計(jì)中的耐久性差和安全性低的方法。

橋梁設(shè)計(jì)；安全性；耐久性

伴隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國橋梁建設(shè)的規(guī)模也逐漸擴(kuò)大?，F(xiàn)如今，我國橋梁設(shè)計(jì)主要要求在美觀安全的同時(shí)還具有一定的經(jīng)濟(jì)性。但是在我國橋梁設(shè)計(jì)中，并不重視橋梁的耐久性，本文提出在橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性的重要程度并對(duì)影響橋梁耐久性和安全性的因素進(jìn)行分析，最終提出一些提高橋梁耐久性和安全性的方法。

1 橋梁安全性和耐久性差的原因

1.1 橋梁工程設(shè)計(jì)與施工和管理不銜接

近幾年，我國時(shí)常出現(xiàn)橋梁倒塌或破壞的情況，對(duì)于這種情況，人們普遍認(rèn)為是由于腐敗的管理和野蠻施工所導(dǎo)致的，但事實(shí)上，短期內(nèi)迅速破壞現(xiàn)象的出現(xiàn)大多是由于施工質(zhì)量差，沒有達(dá)到規(guī)范的要求造成的，例如施工的材料強(qiáng)度不足，施工的工藝不合格等等，當(dāng)然有一些是由于在施工過程中偷工減料或者故意使用質(zhì)量不合格的材料來節(jié)約成本，最終導(dǎo)致橋梁的質(zhì)量不合格。

如果橋梁在未達(dá)到預(yù)期的使用壽命時(shí)出現(xiàn)損壞的情況或者新建或使用時(shí)間較短的橋梁出現(xiàn)耐久嚴(yán)重不足的情況時(shí)，會(huì)對(duì)道路交通產(chǎn)生嚴(yán)重影響。這些情況與橋梁施工的質(zhì)量水平密切相關(guān)，比如水泥選用不當(dāng)、混凝土配合比不合理、沒有進(jìn)行正當(dāng)養(yǎng)護(hù)以及預(yù)應(yīng)力施加不合理等都屬于橋梁的質(zhì)量問題，這些質(zhì)量問題有時(shí)候雖然不會(huì)在短期內(nèi)對(duì)橋梁使用產(chǎn)生明顯的危害，可是會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

1.2 橋梁的設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不夠完善

很多設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行橋梁設(shè)計(jì)中，僅僅只是片面的考慮使橋梁的結(jié)構(gòu)滿足規(guī)范的要求，而忽視了橋梁結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造、耐久和設(shè)計(jì)以及施工過程中易出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤。比如在橋梁設(shè)計(jì)中，如果計(jì)算圖式和受力路線不明確就會(huì)導(dǎo)致橋梁局部受力過大，從而出現(xiàn)安全性問題。另外混凝土的保護(hù)層厚度過小、橋梁結(jié)構(gòu)整體性以及延性不足、鋼筋直徑過細(xì)、混凝土強(qiáng)度過低、構(gòu)件截面過薄等因素都會(huì)對(duì)橋梁的耐久性產(chǎn)生影響。所以設(shè)計(jì)人員需要從橋梁的設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面對(duì)橋梁的耐久性和安全性加以改進(jìn)。

由于橋梁的地理位置和環(huán)境條件對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生影響，而且設(shè)計(jì)的規(guī)范無法對(duì)橋梁設(shè)計(jì)、施工和使用中的所有問題進(jìn)行涵蓋。因此，在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，技術(shù)人員不僅僅要滿足相關(guān)的規(guī)范，還需要具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，可以準(zhǔn)確的對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)作出正確的判斷。有這樣一個(gè)案例，某橋?yàn)?～20m的預(yù)應(yīng)力空心板橋，使用時(shí)間尚短，但在荷載的作用下板端位置接縫處橋面出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致跳車、雨水下滲，從耐久性和安全性方面考慮，該橋梁如果可以改成結(jié)構(gòu)連續(xù)的形式，能夠有效的避免橋面開裂的情況。

2 從設(shè)計(jì)上提高橋梁安全性及耐久性的對(duì)策

2.1 加強(qiáng)橋梁設(shè)計(jì)中對(duì)安全性及耐久性的理解

在橋梁施工和使用的過程中，不可避免的會(huì)受到環(huán)境和人為因素的影響，橋梁的材料會(huì)隨著橋梁的使用過程逐漸老化，這就使橋梁結(jié)構(gòu)必然會(huì)受到損傷和破壞，因此橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問題要引起足夠的重視，不能單純的只重視橋梁的受力情況。為了有效的提高橋梁的安全性和耐久性，首先要對(duì)橋梁建設(shè)過程中對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)規(guī)劃和施工運(yùn)行等環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合考慮。只有加強(qiáng)橋梁建設(shè)設(shè)計(jì)過程中的安全性和耐久性的理解，才可以使設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)橋梁的安全性和耐久性有深刻的認(rèn)識(shí)。

2.2 減少橋梁使用過程中的疲勞損傷

由于橋梁在使用過程中不可避免的長期受車輛的動(dòng)荷載，所以會(huì)在橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)中形成一種循環(huán)變化的應(yīng)力，這不僅僅會(huì)導(dǎo)致橋梁的振動(dòng)還會(huì)導(dǎo)致橋梁的疲勞損傷。又因?yàn)闃蛄航ㄔO(shè)的過程中所使用的材料并不可能是均勻連續(xù)的，所以橋梁結(jié)構(gòu)中就很容易出現(xiàn)細(xì)小的缺陷，這些原本細(xì)小的缺陷在動(dòng)荷載的作用下逐漸變大，這就導(dǎo)致橋梁逐漸的出現(xiàn)了裂縫，嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)出現(xiàn)橋梁斷裂的情況。橋梁的疲勞損傷并不僅僅是橋梁整體結(jié)構(gòu)的疲勞損傷，而是橋梁某些部位的疲勞損傷導(dǎo)致橋梁整體結(jié)構(gòu)失效，因此，提升橋梁安全性和耐久性的關(guān)鍵在于減少橋梁使用過程中的疲勞損傷，在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)橋梁的疲勞損傷的問題進(jìn)行充分的考慮，盡可能的減少橋梁的疲勞損傷。

2.3 解決橋梁超載問題

橋梁的超載主要有汽車違規(guī)超載、早期修建的橋梁超齡負(fù)荷、橋梁的車流量超過設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)劃車流量這三種現(xiàn)象。橋梁超載是導(dǎo)致橋梁疲勞損傷的重要因素，橋梁超載使橋梁的應(yīng)力加大，加劇了對(duì)橋梁的損傷，嚴(yán)重的化會(huì)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)造成破壞。而且超載帶來的疲勞損傷具有不可修復(fù)性，這就對(duì)橋梁的耐久和安全產(chǎn)生了不利的影響。因此，我國相關(guān)部門要加強(qiáng)對(duì)超載車輛的檢測(cè)，從而對(duì)車輛超載情況進(jìn)行有效控制。

2.4 加強(qiáng)橋梁的剛度，使其整體穩(wěn)定

以前面5～20m預(yù)應(yīng)力空心板為案例，要最大程度的加強(qiáng)橋梁的整體性，使其整體聯(lián)結(jié)在一起，減少不必要的工作縫合構(gòu)造縫。

2.5 明確結(jié)構(gòu)物使用環(huán)境

經(jīng)過對(duì)環(huán)境的實(shí)地勘察，明確環(huán)境類別，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)注意環(huán)境因素會(huì)帶來的影響，根據(jù)環(huán)境的類型來確定保護(hù)層的所需的厚度。

3 結(jié)語

設(shè)計(jì)人員必須高度重視橋梁的安全性和耐久性問題，加強(qiáng)對(duì)橋梁耐久性和安全性的理解，采取相關(guān)措施減少橋梁使用過程中的疲勞損傷，提高橋梁的剛度和整體穩(wěn)定性，相關(guān)部門應(yīng)制定相關(guān)政策解決橋梁超載問題。只有真正改善或解決上述問題，才可以真正實(shí)現(xiàn)橋梁使用的安全耐久。

[1]劉春雷.淺析橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性問題[J].民營科技，2016（1）：150.

[2]駱春霞.橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性問題分析[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2015（5）: 69～70.

[3]楊輝.淺談橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性問題[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2015（22）:33～34.

[4]邢江.試述橋梁設(shè)計(jì)中的安全性和耐久性問題[J].城市建筑，2015（30）：304.

U442.5

A

1004-7344（2016）20-0144-01

2016-5-10

李軍懷（1977-），男，中級(jí)工程師，大專，主要從事公路勘察設(shè)計(jì)及監(jiān)理工作。