桥梁结构安全性和耐久性

摘 要：本文通过分析桥梁安全性、耐久性不足的危害,进而对桥梁设计中存在的各种问题进行探讨,提出健全、合理、科学的设计理念和设计思路,并对现有设计方法和措施进行改进.

关 键 词：桥梁设计安全性耐久性

随着我国交通建设事业的迅速发展,我国对桥梁耐久性和安全性的研究进入了新的阶段,对耐久性和安全性的设计给予了高度重视.就我国当前的桥梁设计工作开展进度和实际情况分析来看,我国目前的桥梁设计安全性和耐久性问题在一定程度上得到了改善,但是其中存在的个别问题仍时有发生.因此在设计中我们需要积极的借鉴国内外成功经验,除了加强对施工质量管理措施外,更是要从桥梁设计入手,从结构体系和构造的角度去做好安全性和耐久性工作,对各项容易引发桥梁安全性和耐久性的因素进行总结和处理.

一、简述我国桥梁设计标准

目前,我国的公路新建工程数量与日俱增,施工规模不断扩大.桥梁作为公路施工的重要组成部分,施工质量高低直接影响着公路施工质量和效益.在近几年公路桥梁施工设计效果与质量评价有了明确标准和定位,促使桥梁设计能够具备标准的结构强度、稳定性能、安全性能和耐久性能.在桥梁施工和修筑的时候,既要考虑诸多方面人为因素,同时也要考虑到施工和使用的影响.只有在设计的过程中全面的考虑到这些影响因素,才能确保桥梁设计的合理、安全和实用.

目前,我国的桥梁结构设计中有着这么一个倾向和趋势：首先,在设计工作中,工作人员对桥梁强度设计的重视较多,为对耐久性和安全性方面的重视较少；其次重视桥梁强度的极限而不重视桥梁使用状态的极限,在桥梁结构中,使用的极限作为保证桥梁安全性和耐久性的基础未曾得到有效的重视；第三重视结构而不重视结构维护设计流程；维护作为桥梁工作的重中之重,在过去的设计中未得到合理重视,造成桥梁工程耐久性的不足.

二、桥梁设计安全性和耐久性现状

在实际工作中,桥梁设计由于对安全性和耐久性知识作为一个概念进行管理,既不具备明确的使用年限要求,也不具备良好的安全设计性能要求,造成桥梁设计工作中安全性和耐久性得不到保证,这些问题在一定程度上导致了目前工程事故的频繁发生,结构使用性能较差的不良后果.同时这些问题也与目前的桥梁规范存在着一定违背趋势,更不符合结构动态和发展要求.目前桥梁设计安全性和耐久性的主要现状有以下几个方面：

1.结构体系设计不合理、不规范

在过去有关桥梁设计工程中对于结构安全性和耐久性问题不曾重视,设计工作人员很少考虑到符合规范要求的安全性和耐久性设计问题,且缺乏对各种建筑材料的认识,也没有对结构维护工作有足够的重视等；也有工作人员在工作中由于人为原因的错误判断导致桥梁结构的不安全,有些桥梁结构设计中整体性与延性存在着一定缺陷,并有着冗余性弊端.

2.施工管理水平低

近年来,国内外桥梁坍塌和破坏事件频繁发生,也引起了工程界在施工设计中对桥梁安全性和耐久性的高度重视.在一般的专业人员眼中,目前的桥梁倒塌多数属于车辆超载和管理腐败所致,但这同样也说明一个问题,那就对桥梁安全性和耐久性设计不到位,使得桥梁在运行中功能没有得到良好发挥,没有达到预期的要求.

三、提高桥梁安全性和耐久性的措施

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载因素,这些问题不但会产生循环变化性的应力,还会造成结构振动,进而引起累积性的变化,造成结构的损伤.

由于在目前桥梁施工过程中所采用的材料都是不均匀和不连续的,因而在实际工程项目中就存在着一定的缺陷和细微隐患,如果这些问题得不到合理有效的控制,则有可能造成材料和结构的脆性裂缝,进而引发严重的结构隐患和安全事故.因此在施工设计的过程中要对这些问题严加处理,提出合理有效的设计流程和方式,并对其中存在的各方面问题进行全面处理.

疲劳损伤在过去的桥梁工程中受到人们的普遍关注,做好桥梁的抗荷载和疲劳损伤能力是提高桥梁工程质量的关键.近20年来,疲劳损伤的研究已进入混凝土结构的深度,但对于使用期受腐蚀的钢筋混凝土构件的动态性能和疲劳性能的研究还需加强.

桥梁设计中的结构安全性问题要给予足够的重视,同时也应当重视结构方案设计的经济性、耐久性、安全性和合理性,同时做好结构及构件的连接等分析工作,按照相关规范规定的安全系数、可靠性指标等,确保桥梁结构安全性、耐久性.桥梁在建造和使用过程中,一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并且要承受各方面的自然因素和人为因素等影响,因此对桥梁在设计中所采用的各种材料质量要严加审核和管理,以此提高桥梁设计整体性.

国外的桥梁设计过程中,各种桥梁问题导致的耐久性和安全性不足问题逐渐显现,造成了严重的经济损失和社会损失.近年来,桥梁设计工作人员十分重视提高结构物的耐久性并将其作为重要的设计原则,统一考虑合理的结构布局和构造细节,强调使结构易于检查、维修,以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用,取得了较好的综合经济效益.实际上,国内外的研究和实践都表明,结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用.

3.加大对车辆荷载力度设计

桥梁中的汽车超载问题,一般由于过去修筑较早的桥梁工程对于车辆荷载设计不够,以致于在车辆行驶过程中出现诸多的超载隐患,使得车辆在行驶中对桥梁造成超荷载重压,进而引发桥梁裂缝.因此,在桥梁设计中需加强考虑,汽车超载主要有二种情况：其一是早期修建的老桥超龄负载运营；其二是桥梁通行的车流量超过原设计.

四、桥梁设计思路

国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差、耐久性和安全性差.这些问题的产生固然与国内施工质量和管理水平较低有关,但平心而论,既然这种现状不能在短期内得到解决,那么作为工程设计人员就应该在正视设计中的安全性和耐久性,充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平,运用适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到要求,这才是更为主动和有效的方法.

五、结束语

桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题,要积极借鉴国外成功的经验和做法,除了加强施工质量管理外,要从桥梁设计理念和结构体系和构造的角度做好耐久性的设计,同时需要研究疲劳和超载对于桥梁结构耐久性的影响.