試析公路橋梁設計中的耐久性和安全性

1、<p>　　試析公路橋梁設計中的耐久性和安全性</p><p>　　摘要：當前狀況下，公路橋梁設計在針對安全性以及耐久性方面的要求，是最終衡量整個設計工程質量的一個重要標準，在不斷的發(fā)展過程當中，這兩方面的要求也逐漸地發(fā)展成為開展公路橋梁設計過程當中的一個十分關鍵的控制點。所以本文重點針對目前公路橋梁設計過程當中突出強調的安全性以及耐久性方面的問題進行論述，首先分析了其耐久性以及安全性不足所帶來的后果，

2、然后分析了其形成的原因，最終就相關問題的存在提出了相應的解決對策。 </p><p>　　關鍵詞：橋梁設計；安全性；耐久性 </p><p>　　中圖分類號：U445文獻標識碼： A 文章編號： </p><p>　　一、橋梁結構設計耐久性不足的后果 </p><p>　　在具體針對橋梁的設計過程當中，混凝土結構所具有的耐久性具體來講是指橋梁

3、自身的結構經(jīng)過氣候作用、物理作用以及化學侵蝕作用之后仍然保持自身完整不受損害的綜合抵抗能力。從具體的設計角度層面分析可以了解到：橋梁整體結構在耐久性方面不足最終所造成的后果主要體現(xiàn)為以下幾個方面: 第一方面主要表現(xiàn)為混凝土的開裂、侵蝕、滲漏、碳化、酥裂、破碎、磨損、溶蝕以及堿-骨料反應和凍融循環(huán)破壞的存在；第二方面則主要表現(xiàn)在鋼筋、鋼乘方面所表現(xiàn)出的銹蝕、疲勞、脆化以及應力損失受到破壞等情況的存在；第三方面則主要表現(xiàn)在粘接方面的鋼筋以及

4、相應的混凝土之間所對應的粘結錨固作用在整體意義上的削弱，以及錨具的失效和注漿不密實等方面。這些問題的存在都會對于橋梁的使用壽命產(chǎn)生致命的影響，所以應當引起足夠的重視并積極地進行改善。 </p><p>　　二、橋梁安全性、耐久性差的現(xiàn)狀分析 </p><p>　　1、野蠻施工及管理腐敗現(xiàn)象的普遍存在 </p><p>　　當前狀況下，國內外的很多座橋梁都會或多或少地

5、表現(xiàn)出在安全性以及耐久性方面較差的現(xiàn)象,針對這種現(xiàn)象進行分析可以發(fā)現(xiàn)形成這種情況的原因是因為 野蠻施工的多發(fā)以及管理方面的腐敗所導致的[]。針對短時間內所發(fā)生的主要表現(xiàn)為突然的遭受破壞以及倒塌,更多方面是因為施工質量根本無法達到規(guī)范以及設計層面上的要求,除此之外的問題還應當包括材料強度方面的不足以及相應程度上的施工工藝層面的不過關等；這些問題的存在都會對于橋梁的安全設計產(chǎn)生更深層次上的影響。 </p><p>　

6、　2、設計理論和結構構造體系不夠完善 </p><p>　　目前，在針對橋梁進行設計的過程當中，對于目前所存在的問題首先應當承認其在施工方面存在問題的同時,另外一方面也應當承認其在設計方面缺陷性的存在。在針對橋梁進行設計的整體過程當中,首先應當要關注橋梁設計在施工以及相應使用期內所對應的安全性的問題還存在著哪些可以實現(xiàn)改進的地方。結構設計所對應的首要任務就應當是選擇那些相對來講較為經(jīng)濟合理的結構方案, 第二方面則

7、是應當針對結構、構件以及兩者之間的連接進行分析,在這一過程當中應當盡可能地取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標以保證結構的安全性。許多設計人員往往只滿足于規(guī)范對結構強度計算上的安全度需要, 而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性。 </p><p>　　三、公路橋梁設計中安全性和耐久性缺失的原因 </p>

8、<p><b>　　1、設計原因 </b></p><p>　　在針對公路橋梁進行設計的過程當中，首先應當要強調的是結構方案層面的科學性、合理性以及經(jīng)濟性，接下來所要強調的就應當是對于橋梁設計結構以及相應構件方面的創(chuàng)新性安排，這一內容的實現(xiàn)主要應當通過選擇那些相對來講可靠性以及規(guī)范性都較強的指標和安全系數(shù)來針對橋設計的初稿進行衡量，這樣才能從根本上保證公路橋梁結構在設計層面的耐久

9、性和安全性。但是應當引起重視的是：在目前針對橋梁實際開展設計的過程當中，大部分的設計人員重視的僅僅是安全性方面的設計標準的衡量和應用，在針對橋梁設計過程當中的結構構造以及結構耐久性等方面的內容所表現(xiàn)出的關注度十分缺少，這種情況的存在最終造成了整個的橋梁設計在施工以及后續(xù)的使用過程中存在著一系列的質量隱患問題。 </p><p><b>　　2、施工原因 </b></p><

10、;p>　　在設計之后則要進行到針對橋梁的施工階段，這一階段對于橋梁設計而言是更為重要的階段。這是因為對于橋梁設計來講，針對橋梁質量發(fā)生損害的原因上分析，如果在較短的投入使用時期內發(fā)生的破壞或者是劣化現(xiàn)象的話，那么則可以總結出這種現(xiàn)象的存在很可能是因為工程質量在施工階段的不達標而最終導致的，較為典型的原因主要可以概括為施工材料方面缺陷的存在，施工技術不到位、管理手段方面的技術性的缺乏以及最終的預應力施加層面的不合理等現(xiàn)象的存在，這些

11、情況的存在最終對于橋梁的安全性以及耐久性產(chǎn)生嚴重的影響和威脅。 </p><p><b>　　四、解決措施 </b></p><p>　　1、應該更加重視結構的耐久性問題 </p><p>　　橋梁在建造和使用過程中, 一定會受到環(huán)境、有害化學物質的侵蝕, 并要承受車輛、風、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用, 同時橋梁所采用材料的自身性能也

12、會不斷退化, 從而導致結構各部分不同程度的損傷和劣化。在大跨橋梁領域, 國內從20 世紀80 年代以來, 修建了大量的斜拉橋;雖然迄今為止出現(xiàn)倒塌或嚴重損害的例子很少, 但已經(jīng)有多座橋梁因為拉索的耐久性問題而不得不提前換索, 既影響了使用又增大了經(jīng)濟損失[]。需要指出的是, 很多這類問題與沒有進行合理的耐久性設計有關, 這也促使人們重新認識橋梁的耐久性問題。大量的病害實例也證明, 除了施工和材料方面的原因, 影響結構耐久性的決定性因素是

13、來自構造上( 也即設計上) 的缺陷。 </p><p>　　2、重視對疲勞損傷的研究 </p><p>　　橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載, 會在結構內產(chǎn)生循環(huán)變化的應力, 不但會引起結構的振動, 還會引起結構的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連續(xù)的, 實際上存在許多微小的缺陷, 在循環(huán)荷載作用下, 這些微小缺陷會逐漸發(fā)展、合并形成損傷, 逐步在材料中形成宏觀裂紋

14、。如果宏觀裂紋得不到有效控制, 極有可能會引起材料、結構的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到, 但其帶來的后果是災難性的。對疲勞損傷的研究不僅僅指對整個結構而言, 事實上橋梁結構常常由于某些關鍵部位的局部疲勞失效而導致整個結構的失效, 例如斜拉橋拉索錨固端的疲勞損害。 </p><p>　　3、充分重視橋梁的超載問題 </p><p>　　根據(jù)相關部門的統(tǒng)計顯示：當前狀況下汽車超載的形

15、成原因主要包含有以下三個方面：第一方面指的是早期修建的老橋正在面臨著超齡負載運營的發(fā)展現(xiàn)狀；第二方面指的是橋梁在實際荷載的通行車流量方面遠遠地超過原設計而沒有引起相關部門的重視和控制；第三方面指的是越來越多的車輛違規(guī)超載現(xiàn)象的存在。從形成原因層面進行分析可以了解到：橋梁的超載在很大程度上也會最終導致疲勞問題的形成。而從另外一個角度上講，橋梁的超載現(xiàn)象的存在也會使得橋梁在設計方面所對應的疲勞應力幅度變得更加巨大，甚至于最終還會導致出現(xiàn)一些

16、因為超載而引發(fā)的一系列結構破壞事故。 </p><p><b>　　結語 </b></p><p>　　綜上所述，當前狀況下橋梁的安全性以及耐久性已經(jīng)成為橋梁在設計方面所需要重點考慮的問題，所以在針對橋梁進行設計的時候應當要積極地借鑒國內外相對較為成功的經(jīng)驗以及做法。在目前現(xiàn)有的條件下，國內在針對橋梁方面的設計除一方面要考慮整個橋梁設計在建造成本方面的投入,另外一方面

17、還著重考慮到整個的橋梁設計在建成時刻所應當具備的性能和能力，除此之外還應當要積極地重視橋梁設計在營運時期所需要付出的維護成本以及相應情況下使用壽命所對應的整體成本效益，只有這樣才能從根本上保證其在設計方面的耐久性和安全性的實現(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1] 苗成濤. 從設計角度增強公路橋梁安全性的探討[J]. 中華民居