關(guān)于橋梁安全性和耐久性分析

胡汝杰

武漢中路宇勤勘察設(shè)計有限公司 湖北武漢 430000

改革開放以來，隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，公路交通作為經(jīng)濟發(fā)展的“先行官”得到政府的高度重視，公路橋梁建設(shè)事業(yè)更是發(fā)展迅猛，成績斐然。在我國橋梁大規(guī)模建設(shè)的過程中，橋梁工程于運行期間將會遭受自然因素及人為因素影響，致使橋梁耐久性、安全性不斷降低，對交通安全構(gòu)成威脅。因此，對橋梁安全性及耐久性所存問題予以分析，并制定相應(yīng)對策，提高橋梁質(zhì)量，適當(dāng)增加橋梁使用壽命，對橋梁安全使用而言具備重要意義[1]。

1 橋梁安全性低、耐久性差原因分析

1.1 橋梁安全系數(shù)低原因

從目前已建成的橋梁來看，安全系數(shù)低主要表現(xiàn)為以下幾個方面：其一橋梁在運行期間遭受諸如地震、洪水、地質(zhì)災(zāi)害等自然災(zāi)害的作用，由于這一類因素的偶然作用極大，且存在很大的不確定性，一旦發(fā)生對橋梁結(jié)構(gòu)造成極大破壞，嚴(yán)重影響橋梁的安全性。如福州市閩江南港洪塘公路大橋，由于受到河水的劇烈沖刷，引起河床下切，導(dǎo)致樁基露出水面，使該橋在上、下部結(jié)構(gòu)實體還相當(dāng)完好的情況下被迫成為一座限制交通的危橋。其二是結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，結(jié)構(gòu)整體性較差，局部地方存在受力薄弱區(qū)，對結(jié)構(gòu)安全存在隱患。如2018年8月哈爾濱陽明灘大橋引橋發(fā)生整體側(cè)翻事故。由于該橋下部結(jié)構(gòu)采用單支座+獨柱墩的形式，當(dāng)四輛重車在橋上偏載通行時，對橋梁產(chǎn)生了傾覆力矩的作用，而下部結(jié)構(gòu)沒有提供與之對應(yīng)的抗傾覆力矩的作用，導(dǎo)致整片箱梁從橋墩上側(cè)翻下來。其三是施工質(zhì)量掌控力度不足。其四后期運營管理不足，各地橋梁在運營期間超載現(xiàn)象屢見不鮮，久而久之必定對橋梁造成損傷，降低安全性能。

1.2 橋梁耐久性差原因

橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性問題十分復(fù)雜，主要由于環(huán)境作用本身多變，帶有很大的不確定與不確知性。橋梁結(jié)構(gòu)中普遍存在耐久性問題，影響耐久性的因素主要有以下幾點：其一混凝土開裂。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中會產(chǎn)生許多結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫（如混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫），若不對混凝土裂縫加以控制，將會縮短結(jié)構(gòu)的使用壽命。其二鋼筋銹蝕。通常情況下混凝土內(nèi)部呈堿性環(huán)境，對鋼筋形成一道天然保護層。但是由于混凝土表面開裂、鋼筋保護層不足，或在腐蝕性環(huán)境的作用下，鋼筋遭到銹蝕，降低了鋼筋的力學(xué)性能，從而影響到了結(jié)構(gòu)的耐久性。其三混凝土碳化?？諝庵卸趸紳B透到混凝土內(nèi)，與其堿性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化，又稱作中性化。對于鋼筋混凝土來說，碳化會使混凝土的堿度降低，同時，增加混凝土中氫離子數(shù)量，因而會使混凝土對鋼筋的保護作用減弱，加速鋼筋銹蝕，從而降低其耐久性。其他諸如混凝土抗?jié)B性、混凝土抗腐蝕性等也是影響耐久性的重要因素之一[2]。

2 強化橋梁安全性、耐久性設(shè)計對策

2.1 提升橋梁設(shè)計方案合理性

為保證橋梁具備較強安全性，在方案設(shè)計時應(yīng)合理確定橋位。盡量避免一些地質(zhì)不良路段，從根本上杜絕地質(zhì)災(zāi)害對橋梁結(jié)構(gòu)的威脅。對于跨河橋梁，橋位應(yīng)盡量布設(shè)在河道順直處，避免壓縮河道，橋梁跨徑方向應(yīng)盡量與水流方向垂直，以減小水流對基礎(chǔ)的沖刷。在擬定橋梁結(jié)構(gòu)形式時，應(yīng)盡可能采用整體性好，結(jié)構(gòu)受力簡單明確的結(jié)構(gòu)形式。在滿足受力要求的前提下可適當(dāng)增設(shè)多余約束，保證在部分約束失效的情況下整個結(jié)構(gòu)不至于成為機構(gòu)。

2.2 健全完善橋梁設(shè)計

提高橋梁安全性方面，在遵循相關(guān)規(guī)范的安全系數(shù)、可靠度標(biāo)準(zhǔn)的前提下完善相應(yīng)的設(shè)計。根據(jù)橋梁等級，合理確定設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載標(biāo)準(zhǔn)。充分性考慮橋梁施工及運營階段可能存在的各種工況，對結(jié)構(gòu)進行合理的受力分析及計算，在條件允許的情況下適當(dāng)加大截面尺寸及配筋率，提高安全儲備。在提高橋梁耐久性方面，應(yīng)注重耐久性設(shè)計，合理確定混凝土類別及其配合比；根據(jù)構(gòu)件環(huán)境類別，合理確定鋼筋保護層厚度；在改善混凝土密實性、增加保護層厚度和利用防排水措施等常規(guī)手段的基礎(chǔ)上，為進一步提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性可采用一些補充措施，包括混凝土表面涂層、防腐蝕面層、環(huán)氧涂層鋼筋、鋼筋阻銹劑和陰極保護等。

2.3 強化橋梁施工現(xiàn)場管理力度

為有效提升橋梁施工質(zhì)量，將相關(guān)問題產(chǎn)生的可能性降至最低，于橋梁建造時須聘請具備較強專業(yè)素質(zhì)的團隊，對工程予以施工。建立橋梁工程質(zhì)量控制體系，嚴(yán)格落實參建各方的質(zhì)量責(zé)任。加強人員的質(zhì)量意識與專業(yè)技能，同時控制施工材料的質(zhì)量，采取先進合理的施工方法。除上述幾點外，還可借鑒國外管理經(jīng)驗，多利用現(xiàn)代化科技進行質(zhì)量管理，將計算機技術(shù)、現(xiàn)代通信技術(shù)和橋梁質(zhì)量監(jiān)控結(jié)合起來。

2.4 強化橋梁運營管理力度

各橋梁管理部門應(yīng)對橋梁運營期間加強管理，避免橋梁過載運營。對于重要橋梁加強檢測力度，建立橋梁健康檔案及健康監(jiān)測評估系統(tǒng)。對于病害橋梁，在開展病害處置的同時，應(yīng)結(jié)合橋梁實際運營狀態(tài)，制定相關(guān)管理措施。針對Ⅳ類危橋須開展有效交通管制，限制超載、專人管理現(xiàn)場及臨時加固等措施。針對Ⅴ類危橋則采用交通封閉、便道通行，必要的時候拆除重建，確保交通安全。

3 結(jié)語

橋梁于實際運行中，可對橋梁耐久性及安全性造成影響的因素眾多，對各類影響因素予以分析，將各因素對橋梁所造成影響降至最低，同時深化橋梁建設(shè)者對橋梁耐久性及安全性認知，可于一定程度上對橋梁安全性、橋梁耐久性形成保障。此外，相關(guān)建設(shè)者還應(yīng)不斷提升自身綜合素質(zhì)，方可對我國橋梁設(shè)計予以不斷優(yōu)化，實現(xiàn)良好的建設(shè)效果。