桥梁工程安全性和耐久性设计研究

桥梁工程安全性和耐久性设计研究

张小亮

陕西公路交通科技开发咨询公司陕西西安710065

摘要：随着城市化进程的加快，桥梁工程的结构和材料呈现出多样化趋势，这体现了桥梁工程技术的不断提高。与此同时，桥梁工程的安全性和耐久性反映的是其质量和寿命，亦受到业界人士的广泛关注。本文对此问题的探讨，仅为桥梁工程安全性和耐久性设计提供参考。

关键词：桥梁工程；安全性；耐久性；设计

中图分类号：U416文献标识码：A

1引言

随着我国交通建设行业的不断发展，桥梁建设工程也逐渐增多，并为我国的经济发展提供了积极的促进作用。但是就当前的桥梁建设工程来说，依旧在桥梁的安全性与耐久性方面存在着一定的欠缺，造成极大的工程安全隐患的同时还会造成经济效益的降低。而造成这些性能欠缺的主要原因则往往是由于设计环节的考虑不周所造成的。所以为实现桥梁建设质量的不断提升，相关设计人员应当加强设计环节中对于桥梁的安全性与耐久性性能的考虑。

2桥梁设计的安全性和耐久性现状概述

桥梁有一定的使用寿命，在理论的使用期限内出现问题的桥梁，会给人们的生产生活带来很多麻烦，尤其从使用者的角度来看，会对其人身安全构成威胁，从设计者的角度来讲则是设计方案的不完备。常见的桥梁安全性和耐久性的缺乏表现为在理论的使用期限内原本表现健康的建筑出现结构的变形、裂缝、下挠等问题，其会使得更加细节的结构暴露在外界环境中，随着外界恶劣空气的变化，会使得腐蚀的程度更加的深入，加大桥梁工程的结构破坏。其次在设计过程中设计人员对桥梁的安全性和耐用性设计考虑不多，只将桥梁的负荷作为考虑的重点，忽略了桥梁承压的极限状态，致使桥梁建筑华而不实，在投入使用过程中事故频发，缩减了桥梁使用寿命。

3桥梁安全性、耐久性差的主要原因

3.1施工和管理水平低

结合近几年有关桥梁事故的报道情况来看，国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌的现象屡见不鲜，不仅造成了巨大的经济财产损失，更对人民群众的生命安全构成威胁，这促使了工程界进一步重视桥梁安全性问题。通过对当前桥梁施工的现状进行分析后可以发现，野蛮施工、管理腐败是导致工程项目事故频发的主要原因;而对于短期内桥梁突然倒塌，可以认为是施工质量未达到标准，其中常见的问题就是原材料质量不达标或施工工艺存在问题等，也有些工程项目在桥梁施工中存在偷工减料的问题，最终对桥梁整体结构质量产生不良影响。而通过对大量桥梁案例进行研究后发现，很多桥梁的使用寿命没有达到预期，在运行过程中出现了严重的病害现象，甚至少部分桥梁的建成时间较短，就已经存在耐久性不足的问题。

3.2设计理念不新与结构构造措施不完善

桥梁在选型的过程中，需根据现场的不同条件以及自然因素的差异进行选择，桥梁选型是桥梁设计的起点。而桥梁的结构设计是需要按照合理的结构方式，再通过结构受力的情况分析后，确定桥梁的构造措施。但是，我国在桥梁设计的过程中，侧重于对桥梁的刚度与强度进行计算，常常忽略了桥梁的安全性与耐久性，具体表现在：1）重视单体构件强度设计，忽略构件组成整体结构工作性能计算；2）缺乏对整体结构的受力以及传力的合理性计算；3）在施工过程中，使用的混凝土结构强力等级过低，不达标；4）桥梁的钢筋符合低、截面面积不足、对结构的保护层厚度过小。上述措施的不足，很大程度上会给桥梁的构建安全性与耐久性造成严重影响。

3.3结构维护不到位

桥梁在投入使用之后，维护工作对于整个桥梁工程的使用非常重要。比如桥面结冰的自然因素对桥梁结构的承载能力与使用性能会造成相应的影响与危害，如后期维护不及时还会缩减桥梁的使用寿命，因此在桥梁投入使用后期要加强对桥面的维护。其次，桥梁的支座寿命最多为30年，而桥梁的整体结构会由于后期构件更换时间过长以及养护力度较差而产生严重危害，因而经常对支座构件等进行更换也是非常必要的。

4加强桥梁安全性和耐久性设计的主要策略

4.1完善桥梁设计理念

设计经验是设计者的宝贵财富，也是一种综合能力的体现，但不能作为设计工作中的指导性原则。设计中更应重视具体工程的计算文件，对计算模型反复检查核对，对计算结果仔细分析研究，做到有据可依，而不可盲目自信。同时，设计中应不断学习新的设计理念，拓展相关的专业知识，全面提高自身的计算能力和分析水平。

4.2重视桥梁构件结合部设计

构件结合部犹如肢体的关节，其设计是整个工程中最为复杂的过程，因涉及的构件较多，既要全局把握，又要局部分析，而往往细节决定成败，这就需要设计者提高自身水平，重视细节，结合部构件的设计成果往往就是一个设计者的认识高度和设计水平的体现。设计文件是对整个项目实施的完整表达，设计中既要应言简意赅，又要面面俱到，对构件的特殊施工工艺和施工顺序应清楚的在文件中阐述，特别要考虑施工人员的安全问题和操作的可实施性，以指导工程的顺利实施，避免出现安全隐患。

4.3提高桥梁的细节设计

在进行桥梁设计时，细节决定着一切，并对整个工程建设是否成功会产生重要影响，同时认真设计桥梁工程的细节，能够极大程度地延长桥梁材料的耐用性，进而使其更加稳定，延长使用年限。同时由于每项桥梁设计工程之间均会存在一定的差异性，加之桥梁受自然因素影响较为严重，尤其是雨水与冰雪天气，其桥梁钢筋结构会容易生锈，因此在设计时可选用合适的建筑结构进行保护，同时可加大保护层的厚度，进行防氧化的处理等，都可以增加桥梁的抗腐蚀能力。其次，桥墩在桥梁的下部结构中是最重要的部分，主要起到桥梁的固定作用，因此在对桥墩和基础构造进行设计时，需对桥梁的具体情况做具体分析，同时在此过程中也可添加排水系统与防水系统，提升桥梁设计的防水效果。

4.4重视对疲劳损伤的研究

一般认为，桥梁结构所承受的很在主要为风荷载与车辆荷载等，在这些荷载的长期影响下，桥梁结构内部出现循环变化的应力，引起结构皮料损伤。同时桥梁所使用的材料主要为非连续性材料，在应用中经常会出现微小的缺陷。在次基础上，受循环荷载作用的影响，这些细小的缺陷会被逐步的放大，并在后期引起结构断裂等十分严重的问题。总体而言，对疲劳损伤的研究不仅仅局限在整个结构上，桥梁结构上还经常某些关键部位的疲劳，这种疲劳现象也会导致桥梁结构失效，最终引发一系列问题。

5结束语

综上叙述，在桥梁设计过程中，针对桥梁结构安全性与耐久性问题，不仅是当前桥梁设计中研究的重点，而且还是急需解决的难点内容。因此，在实践过程中，不仅需要强化施工管理与施工工艺，而且还需要结合实际情况，综合考虑桥梁的整体设计方案，并且需要引进新设计理念，以保证在桥梁的设计过程中，提升桥梁的安全性与稳定性，从而保证桥梁整体结构质量。

参考文献

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