橋梁工程設(shè)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(shè)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(guān)鍵詞：橋梁工程;安全性;耐久性

中圖分類號：U442.5 文獻標(biāo)識碼：A

0 引言

橋梁建設(shè)并不是一項簡單的工程，而且隨著我國交通運輸行業(yè)的不斷發(fā)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(shè)計工作增加了難度。進入二十一世紀(jì)以來，我國發(fā)生了多起橋梁坍塌事故，甚至有些橋梁工程是在建設(shè)過程中發(fā)生的坍塌，這些事故的發(fā)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(guān)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)的橋梁工程基本是沒有的。有些橋梁設(shè)計人員沒有準(zhǔn)確的理解國家對于橋梁使用期限的規(guī)定，從而導(dǎo)致橋梁設(shè)計不能滿足工程安全要求，耐久性方面也不達標(biāo)。

1.2 對于外部因素沒有進行充分考慮

橋梁設(shè)計存在問題會導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生潛在危險，一些外部因素也會導(dǎo)致橋梁耐久性達不到標(biāo)準(zhǔn)，例如，橋梁工程存在車輛超載問題，因為橋梁承受了超出設(shè)計要求的壓力，從而影響了橋梁結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)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(shè)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(shè)計師設(shè)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(dǎo)致安全事故的發(fā)生。為此，設(shè)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(shù)水平比較低，養(yǎng)護方法不合理

隨著橋梁坍塌事故發(fā)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(shù)落后和管理不科學(xué)是導(dǎo)致橋梁工程發(fā)生坍塌的主要問題，如果橋梁工程通車后沒有經(jīng)過太長時間就發(fā)生了損壞，可能就是因為工程質(zhì)量差而導(dǎo)致的，其中施工材料不達標(biāo)，施工技術(shù)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(zhì)量差的主要原因。如果橋梁經(jīng)過一段時間的使用后出現(xiàn)了病害多是因為沒有定期進行養(yǎng)護而導(dǎo)致的，或是因為養(yǎng)護方法不合理而導(dǎo)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(dǎo)致橋梁出現(xiàn)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(jié)構(gòu)也會帶來一定危害。

1.5 設(shè)計理論和結(jié)構(gòu)體系缺乏完善性

橋梁設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計的主要目的是要確保結(jié)構(gòu)方案的經(jīng)濟合理性，次要目的才是要確保連接的緊密性和結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性，同時還要對安全系統(tǒng)的規(guī)范性進行提升，并對各項指標(biāo)的可行性進行增強，從而可以為橋梁結(jié)構(gòu)提供安全保障。人為因素是設(shè)計、施工和使用過程中出現(xiàn)安全事故的主要原因，如，設(shè)計的結(jié)構(gòu)缺乏整體性，從而導(dǎo)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(dǎo)致局部需要承受較大的壓力;選用的緩凝土強度不達標(biāo);采購的鋼筋直徑不合格;構(gòu)件截面比較小等，這些問題都會導(dǎo)致橋梁工程耐久性有所降低，對于橋梁安全也會造成嚴(yán)重影響。很多橋梁工程都存在結(jié)構(gòu)耐久性差的問題，而想要解決這個問題就需要在設(shè)計過程采取有效的措施。設(shè)計人員需要深入分析結(jié)構(gòu)本性，還要積累充足的設(shè)計經(jīng)驗，還要有準(zhǔn)確的判別能力才能對結(jié)構(gòu)進行合理、平穩(wěn)的設(shè)計。

2 加強橋梁工程設(shè)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(gòu)成主體結(jié)構(gòu)的主要材料，一般情況下，為了對混凝土結(jié)構(gòu)進行提升，對預(yù)應(yīng)力鋼筋粘結(jié)性進行增強，就會在兩者之間建設(shè)保護層，從而可以防止兩者發(fā)生反應(yīng)。但是調(diào)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(jié)構(gòu)也會變得更加安全和平穩(wěn)，橋梁使用年限也能延長。

2.2 對抗震設(shè)計進行強化

地震是一種破壞性非常大的自然災(zāi)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(shè)計橋段，設(shè)計支座時也可以采用這種方法?？拐鹪O(shè)計是一種被動防御，為了促使橋梁結(jié)構(gòu)能夠在地震中保持穩(wěn)定，還需要設(shè)計主動防御，想要達成這個目標(biāo)可以從以下幾方面著手：第一、詳細分析橋梁結(jié)構(gòu)，對于力學(xué)性質(zhì)也要進行深入探究，還要對施工現(xiàn)場實際情況進行充分考慮，在此基礎(chǔ)上開展橋梁設(shè)計工作;第二、設(shè)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(shè)計橋墩時還需要對反應(yīng)譜理論進行充分參考，對于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、橋墩高度超出30厘米的橋梁進行抗震設(shè)計時則需要參考時程分析法。

2.3 對橋梁設(shè)計體系進行完善

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

2.4 提高對橋梁超載的重視

對橋梁坍塌事故進行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，沒有及時修補橋梁、橋梁長時間承受超出設(shè)計的承載以及車輛超載是導(dǎo)致坍塌事故發(fā)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(xiàn)代化交通通行需要，由于橋梁長時間承受超出設(shè)計的承載以及車輛超載使得橋梁結(jié)構(gòu)平穩(wěn)性變得越來越低，如果沒有及時對橋梁結(jié)構(gòu)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(fā)生安全事故?；诖?，設(shè)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(xiàn)的疲勞損傷進行削減

橋梁工程經(jīng)過長期使用，再加上現(xiàn)在車輛都是采用的動力荷載，這樣就會導(dǎo)致橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成循環(huán)變應(yīng)力，這樣既會讓橋梁出現(xiàn)振動，還會導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)疲勞損傷。因為建設(shè)橋梁時并不會均勻的使用施工材料，所以，橋梁結(jié)構(gòu)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(xiàn)裂縫病害，如果沒有及時修補這些裂縫，很可能就會發(fā)生更嚴(yán)重的安全事故。橋梁各個結(jié)構(gòu)都可能出現(xiàn)疲勞損傷，如若疲勞損傷造成的后果特別嚴(yán)重，整個橋梁結(jié)構(gòu)都可能出現(xiàn)問題，這也充分說明了疲勞損傷的嚴(yán)重性，因此，設(shè)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(jié)語

橋梁工程是交通運輸中不可缺少的設(shè)施，對于橋梁工程的安全性也是人們最為關(guān)心的問題，其次就是耐久性，為此，進行橋梁工程設(shè)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。

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