路桥设计中安全性和耐久性探讨

2018-09-04彭松佳

世界家苑 2018年8期

关键词：耐久性安全性

彭松佳

摘要：文章对桥梁出现安全性，耐久性问题的主要原因进行分析，并提出提高公路桥梁建设的安全性和耐久性的对策。

关键词：路桥设计；安全性；耐久性

大量的公路桥梁事故分析说明，桥梁的设计是决定桥梁的安全性和耐久性的非常重要的因素。本文笔者根据桥梁工作经验，分析桥梁安全性和耐久性出现的有关问题，并提出提高公路桥梁建设的安全性和耐久性的对策。

1 现阶段国内桥梁工程安全性耐久性的概况

近些年来，国内发生不少桥梁倒塌的严重事故，造成很多不该有的人間悲剧。但调查分析结果表明，很多事故是因为设计不规范或施工不注意质量控制造成的。施工中的偷工减料、工程腐败，设计中的态度不严谨，计算错误等等都是造成桥梁英年早逝或出现安全隐患的重要因素。

这些年来，桥梁的建设的情况如下：桥梁结构的安全问题虽受重视，但各种事故依然经常发生，桥梁的耐久性常被忽视不管，隐藏着各种安全问题导火素，严重影响桥梁的寿命。

目前，桥梁设计的耐久性设计，常常只是作为一个参考价值，而不是具体计算出其应有的安全使用年限，更不会对桥梁的耐久性进行一系列的实验研究探讨。这种现象在一定程度上导致了桥梁事故发生频繁、结构使用性能差、耐久性差的严重后果，也背离了国际上对桥梁的结构的耐久性、安全性、适用性日益重视的发展趋势。

2桥梁出现安全性，耐久性问题的主要原因

2.1公路桥梁设计的标准低

隐藏安全隐患我国在上世纪60年代至70年代建设的桥梁，由于当时的社会经济发展水平较低，对桥梁的等级要求也较低。出于节省资源和实用的目的，桥梁的设计荷载标准也降低。

但随着经济建设的发展，社会对桥梁承压等级越来越高，而大部分城巾.如今却仍使用以前低设计标准的公路桥梁。随着交通量的日益增多和繁重，之前所设计的桥梁已不适合现阶段的交通需要，其本身的安全性和耐久性问题随时可能发生，对人类的生命造成一定威胁。

2.2施工和管理水平较低

很多桥梁的突然破坏与倒塌现象的调查分析，一般是由施工时出现野蛮施工和管理腐败所导致。而刚建不久却发生诸如突然破坏与倒塌事故的桥梁，很多是因为施工质量没有达到规范和设计要求，其中以材料强度不足和施工工艺不合理等原因为主；而偷工减料、以次充好等严重管理问题，可造成对桥梁安全性有致命的损害后果。

2.3桥梁的设计不合理

在设计过程，设计者只考虑桥梁的结构强度计算结果满足规范要求，却忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为因素等方面综合计算桥梁的安全性和耐久性。

例如，有的结构整体性和延性不足；而有的桥梁计算图式和受力路线不明确，造成局部受力太大，有的混凝土强度等级太低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄等等原因，都会严重影响桥梁的安全性和耐久性。

3提高桥梁安全性、耐久性的对策

3.1加强对桥梁寿命期的理解

我国在工程建设方面，将逐步从最初的单纯设计满足载荷强度的设计原则转变到既满足载荷强度需求又满足桥梁寿命需要的设计思路。符合国际上造桥对寿命期的要求。

加强桥梁使用寿命的理解，应首先要研究确定结构重要性的方法。例如，一般我国设计的公路桥梁若不是高速公路则只需设计50年寿命，而高速公路或其他造价较高的桥梁设计时则需lOO年甚至要150年。但这些寿命来源并不可靠，需经过大量模拟实验证明。寿命期定后桥梁建设的规划、设计、施工、运行（包括养护、维修、管理）也需要综合考虑，以便修建的桥梁寿命在预想之中。

3.2避免环境因素对混凝土和钢筋的影响

对桥梁结构耐久性的设计和现场的施工应减轻甚至隔绝环境因素对混凝土和钢筋的影响。特别在靠近氯离子侵蚀严重的海边，其环境因素对桥梁的影响后果更不容忽视。桥面应有一定的坡度或设置排水管道，在混凝土桥面板与路面层之间置可靠防水层，防止水向下渗漏，造成环境

对桥梁的破坏后果。

3.3重视桥梁疲劳损伤问题的研究

桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。

由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上还存在有许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这此微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果这些宏观裂纹得不到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。

旱期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果是灾难性的。对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言，事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效。

3.4借鉴国外的优秀经验和成果

国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差，例如桥梁的线形不平顺、振动过大、接头易跳车、结构开裂和变形过大等。而国内桥梁的耐久性和安全性也比较差。

对于桥梁出现的这些问题，我们应认真考虑国外有关桥梁方面的技术，应认真研究其优秀的设计和施工经验。

例如欧洲国家对结构物的性能设计经验，包括对结构的变形、裂缝的处理，消除或减小振动的方法等，这些设计都将加强桥梁的安全性和耐久性的设计。

4结语