应斌权 王媛媛 马骉

【摘要】路桥建设在设计施工过程当中通常只重视对刚度、强度、稳定性的计算，却总是对结构整体的安全性和耐久性问题忽略了，从而导致在整个施工过程中出现很多的问题。针对结构安全性和耐久性进行设计，能够有效提高结构的工作性能，确保结构在设计基准期内能够正常无忧使用。

【关键词】桥梁设计；安全性；耐久性

随着经济的飞速发展，我国的交通行业的发展也是一日千里。作为公路交通线的咽喉，桥梁的重要性和安全性是非常关键的。但是，我国目前的桥梁设计行业通常只重视单个构件的刚度和强度等因素，而缺乏对整体结构的关注，这与我国现阶段桥梁设计的基本原则相左，这就导致我国在桥梁设计和施工当中出现各种问题，甚至部分桥梁在投产使用后就发生安全性与耐久性严重退化的现象。根据大量的实地考察发现，我国桥梁在设计施工过程中，安全性和耐久性方面出现的问题非常严重，尽管没有我国桥梁现状统计的具体设计，但是如果按照现状发展下去，会严重影响这些桥梁的长久使用，并会带给子孙后代巨大的困扰。

一、我国桥梁设计中安全性和耐久性现状

目前，我国的桥梁设计施工行业在对桥梁的设计施工中存在很多的问题和不足，许多建造的桥梁都未能达到设计基准期的要求，安全性无法确保，甚至部分桥梁刚建成投入使用就出现各种耐久性和安全性的问题，以至于必须拆除重建。这些现象不但与我国现行规范所规定的桥梁使用寿命为100年相矛盾，而且与国际上对路桥安全性与耐久性的普遍要求相違背，问题的严重性使我们不得不加以重视起来[1]。对于出现安全性和耐久性缺陷的桥梁，主要是发生构件开裂、变形、下挠，具体表现为混凝土斜拉桥的横隔板和主梁发生开裂、大跨度预应力混凝土连续刚构桥主梁下挠、正交异性钢桥面板的疲劳裂缝等，上述问题如果不加以解决，将致使桥梁结构受外部因素的进一步侵蚀，使桥梁结构强度、刚度不断降低，引起更难解决的下挠变形，恶性循环的发展，对桥梁的结构安全带来严重的威胁。

二、影响桥梁安全性和耐久性的因素分析

桥梁在使用过程中始终暴露在自然环境中，使用环境恶劣。由于受到来自内部和外部各种因素的共同作用，桥梁的安全性和耐久性问题通常对桥梁的使用有很大的印象。经过分析，对桥梁结构的安全性和耐久性产生影响主要有以下几个方面的因素。

（一）桥梁设计理念和结构构造措施不完善

按照场地的不同条件和自然因素的差异来选择合适的桥型是路桥设计的首要依据。而桥梁的结构设计则是选择合适的结构形式，分析结构受力情况和确定构造措施。目前，我国的路桥设计行业往往在设计中对安全性和耐久性缺乏相应的考虑，却只重视对刚度和强度的计算，其主要表现为：忽视对构件组成的整体结果的工作性能而只重视对单体构件的设计；对结构的整体受力图式或传力路线缺乏合理性的计算；使用强度等级过低的混凝土结构；对桥梁结构的保护层厚度小、钢筋负荷低、截面尺寸不足。以上措施的不足，都对构件的安全性和耐久性造成很大的影响[2]。桥梁的结构设计要对两种极限状态予以考虑，包括桥梁承载能力的极限以及正常使用的极限。一方面，足够的强度是构件能够进行正常使用的前提条件，因此，在设计桥梁结构的过程中对强度的计算予以重视是非常必要的，但是从另一方面来考虑，对桥梁结构安全和耐性，也必须予以重视，从而确保桥梁结构的良好工作性能。

（二）桥梁施工和管理水平低

近几年，国内外在桥梁设计和桥梁使用上都遇到了很大的问题，桥梁的坍塌和使用年限不断降低，使桥梁的安全性问题受到了公众的日益重视。从各种考察中了解到，我国现役的许多桥梁役期未满已经出现各种问题，部分敲响甚至刚建成投入使用就已经发生不宜使用的状况，这些问题，都和桥梁的施工过程及管理水平有很大的关系。具体表现是：很多桥梁在施工过程当中，对混凝土的振捣，浇筑以及养护措施不当，预应力钢筋张合与规范不符等。这些问题尽管没有直接影响到桥梁的承载力，但是却会对桥梁结构的安全和耐性造成巨大的威胁。

（三）桥梁结构后期管理养护不到位

对初期的建设投入足够的重视，却对建成投入使用后的管理不予以重视，是我国路桥建设行业中普遍存在的情况。具体表现为：雨雪天气下对桥面的积水和冰雪不及时进行清除，致使水渗入桥梁结构中，对构件的冻融循环造成破坏；对桥梁的主要承重构件，如支座、斜拉索护套等的后期养护工作不重视，不及时更换构件，对桥梁结构的整体工作性能造成严重影响，对桥梁结构安全性和耐久性造成巨大威胁。

三、提高桥梁结构的安全性和耐久性措施

与步行桥只供行人和非机动车辆通行功能不同，公路桥梁所承担的负荷不仅要考虑正常的机动车辆行驶因素，更要充分考虑机动车辆超载和其他各类冲击的影响，另外，公路桥梁在交通运输线中位置极其关键，如果安全性和耐久性功能出现问题，就会产生恶果。所以，在进行桥梁的结构设计时，要注意把以下几方面考虑在内。

（一）完善设计规范，引入耐久性设计新概念

转变观念，引入全新的设计理念以及结构耐久性设计的因素，完善设计规范，对我国现行规范中强调结构设计和施工的安全性的内容予以继承，但对规范中忽略了结构耐久性的问题要加以重视。因为当前在桥梁使用的过程中，由于结构的耐久性而造成的安全性问题的现象已经日趋严重，到了非重视不可的程度。什么是结构耐久性设计因素？其主要是指桥梁结构的寿命期，也就是桥梁的安全、经济、合理的使用年限问题。目前，许多欧美国家都已经开始投入人力物力着手去制定并计划全力推广使用的基于性能的设计规范（performance-based design code），从理论上来看，这种基于耐久性要求、全寿命设计和可持续发展理念的设计规范是一次设计规范上的革命，对我国桥梁结构的设计带来很多新的理念和冲击。

（二）保证结构的冗余设计、整体性、连续性

在桥梁结构的设计过程中要注意对结构的冗余设计，只有冗余设计更完善，结构才能用拥有更多的安全边际，桥梁才能更好的应对各种各样的可能性，尤其是对于像我国这样交通拥挤，超载现象严重的国家，只有结构的安全边际增大了，桥梁对局部的损伤和变形才有更好的抵抗力。另外，结构的冗余设计可以使桥梁在应对某些偶然性的强大冲击时，如地震、爆炸等，有更优良的抗倒塌性。另一方面，我们也要注意保证桥梁结构的的整体性和延续性，因为大部分桥梁都是杆系结构，使构件的截面变化更均匀、更平顺，既符合美观性的要求，也可以增加结构的刚度、强度以及稳定性。

（三）加强桥梁的细节设计

细节设计对整座桥梁设计的作用是不言而喻的。由于桥梁结构直接显露在外，细节设计越完善，越能有效避免让桥梁结构受到外界腐蚀性因素的侵蚀，也就越能有效提高桥梁结构的安全性和耐久性。比如，增加构件的保护层厚度，能令钢筋得到有效保护而不受侵蚀；可以有效保护钢筋不受侵蚀；对桥面的排水和防水功能加以设计，能够避免结构受到水的破坏。

四、结语

桥梁结构安全性和耐久性既是现在工程界研究的热点，也是迫切需要改善的难点。不但要在施工过程中选择合理的工法和加强管理外，还要着重考虑桥梁的设计方案，这就要求设计人员除了在设计理念、结构体系以及构造措施等方面加强认识，还应主动学习借鉴国内外的经验和成果，提高我国公路桥梁安全性与耐久性设计水平。

参考文献

[1] 李敏，吴坚彬，李燕.公路桥梁设计中的安全性及桥梁耐久性的分析探讨[J]. 中国水运（下半月）.2013（11）

[2] 许建荣，马兆胜.步行桥设计中需要考虑的安全性与耐久性问题——从北京顺义悬索步行桥事故说起[J].重庆建筑.2007（12）