周夏麟

摘 要：隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，出現(xiàn)在橋梁中的諸多質(zhì)量問題成了社會關(guān)注的重點，其中橋梁安全性及耐用性是主要的研究對象，現(xiàn)代橋梁設(shè)計不能只看短期的效益，還要放眼長期的效益，也就是要同時考慮安全性與耐用性，另外追求美觀的同時還要控制成本。該文主要闡述了現(xiàn)代橋梁設(shè)計的安全性與耐用性，希望對以后的橋梁設(shè)計者有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計 安全性 耐久性 負載

中圖分類號：U442 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0064-02

在現(xiàn)代橋梁設(shè)計中，國內(nèi)的相關(guān)技術(shù)人員認為橋梁設(shè)計時其強度的重要性高于其耐久性，兩者的考慮因素前者考慮較多，然而在實際工程中橋梁整體的穩(wěn)定性表現(xiàn)最明顯的就是橋梁在工作時的耐久性表現(xiàn)；業(yè)主方通常是把大部分的資金投入到前期的建設(shè)上，完工后的保養(yǎng)維修撥款很少。目前，耐久性在我國的橋梁設(shè)計中只是一種概念的東西，還沒有真正深入研究，因為它既沒有在使用年限上被明確要求，也沒有對耐久性進行專門的設(shè)計。目前工程事故頻發(fā)、結(jié)構(gòu)使用性能差、使用壽命短等這些不良后果在一定程度上都是由這些不良的傾向引起的，同時這些傾向也不符合現(xiàn)今工程界重耐久性、安全性、適用性的宗旨；還與我國奉行的科學發(fā)展觀理念相違背。

1 橋梁安全性、耐久性的影響因素

1.1 施工和管理水平

近些年我國頻繁出現(xiàn)橋梁突然倒塌等一些重大安全事故，這使得國家相關(guān)部門和業(yè)內(nèi)人士對橋梁的設(shè)計關(guān)注度提高。通常我們會覺得出現(xiàn)較大的工程質(zhì)量安全事故究其原因是施工方施工方法落后或是項目的管理系統(tǒng)出現(xiàn)腐敗現(xiàn)象。譬如橋梁道路突然的坍塌或是凹陷，多是由于工程質(zhì)量未達到設(shè)計說明上的要求以及國家強制性標準，這其中涉及材料檢驗不合格就投入使用、施工技術(shù)落后不更新等。此外，國內(nèi)部分工程由于管理者的麻痹大意，使得一些分包企業(yè)在施工作業(yè)時存在偷工減料的問題，這些都是橋梁工程在投入使用后事故發(fā)生的導火索。近些年，很多的橋梁都出現(xiàn)了在正常使用年限內(nèi)橋梁的耐久性下降，這些和工程的質(zhì)量水平都很大的關(guān)系。

1.2 設(shè)計理念和思路

現(xiàn)如今，對橋梁工程的事故原因已有所了解，總而言之在橋梁的設(shè)計上面，業(yè)內(nèi)的技術(shù)人員還需要做很多的功課。橋梁的主體設(shè)計時，優(yōu)先選用經(jīng)濟合理的設(shè)計方案，然后再進一步去考慮橋梁結(jié)構(gòu)和連接的科學合理性，同時調(diào)整設(shè)計參數(shù)以符合國家的強制性規(guī)范標準，保證結(jié)構(gòu)主體的可靠性。見圖1。

多數(shù)的技術(shù)人員認為結(jié)構(gòu)計算時只要滿足規(guī)范要求就可以了，未能對結(jié)構(gòu)的材料、構(gòu)造、后期保養(yǎng)等以及項目的各個過程中的不可預(yù)見問題予以重視，有些結(jié)構(gòu)整體的完整性不足，多余部件過多；有些構(gòu)件連接計算思路不清晰，導致部分連接點受力集中；有些混凝土的強度以及保護層厚度不滿足要求，這些影響因素都會對結(jié)構(gòu)整體的耐久性造成很嚴重的不良影響。目前很多的橋梁設(shè)計圖紙雖然達到了規(guī)范里列出的強制性標準，但是正常使用年限內(nèi)還是會出現(xiàn)耐久性問題。因此，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)當從結(jié)構(gòu)的材料、構(gòu)造上提出合理的改進措施。

2 現(xiàn)代橋梁設(shè)計的改進

對在橋梁設(shè)計中出現(xiàn)的安全性、耐久性問題，應(yīng)當提出有針對性的解決措施，這樣才能提高橋梁的耐久性，增強其整體耐久性，保證橋梁在正常使用年限內(nèi)不會出現(xiàn)質(zhì)量事故。

2.1 橋梁設(shè)計理念

（1）提高橋梁設(shè)計水平。

橋梁設(shè)計單位應(yīng)當每年組織幾次技術(shù)人員的培訓再教育，更新技術(shù)人員的設(shè)計理念，鞏固其理論基礎(chǔ)。除此以外，還應(yīng)該組織設(shè)計人員去工地現(xiàn)場，了解工程實際情況，增加工程經(jīng)驗，擴展一下設(shè)計思路。

（2）轉(zhuǎn)變設(shè)計思路。

隨著時代的發(fā)展，對橋梁的結(jié)構(gòu)要求也越來越高，在橋梁設(shè)計時，不能拋開實際情況一味地去追求理論上的滿足要求。理論有時會滯后于實踐，在設(shè)計時多理論結(jié)合實踐，這樣設(shè)計方案才會更加科學合理。

（3）重視橋梁老化。

橋梁屬于室外工程，老化問題一直是橋梁的常見問題之一，在設(shè)計時應(yīng)當多在設(shè)計參數(shù)的選擇上注意老化問題，降低老化的程度。

2.2 橋梁主體材料

（1）提高混凝土強度。

在橋梁耐久性問題上，橋梁主體施工所用混凝土的強度等級是一個重要因素，在合理范圍內(nèi)提高混凝土的等級，是設(shè)計人員優(yōu)先考慮的問題。通常情況下，混凝土在攪拌過程中水灰比的取值對混凝土的終凝強度影響很大，水灰比與混凝土的強度成反比。因此，在混凝土強度設(shè)計取值時，應(yīng)當將水灰比的取值控制在合理的最小值，以增強混凝土的強度。此外，混凝土由于自身原因很容易在結(jié)構(gòu)面上出現(xiàn)裂縫，使得外界的具有腐蝕性的物質(zhì)進入混凝土內(nèi)部，對鋼筋造成腐蝕作用，這會對橋梁的耐久性產(chǎn)生十分嚴重的影響，如果適當?shù)靥岣呋炷恋拿軐嵭?，以阻礙外界腐蝕物質(zhì)的進入速度，可以在一定程度上提高橋梁的耐久性。因此，在橋梁設(shè)計中，應(yīng)當注意混凝土的強度、水灰比以及混凝土的密實度，盡可能降低混凝土裂縫的數(shù)量。

（2）選擇合適的水泥品種。

根據(jù)水灰比和具體的設(shè)計施工要求，在橋梁設(shè)計中確定選擇的水泥品種。不同品種的水泥化學成分不同，對混凝土的碳化有不同程度的影響，在混凝土配合比相同的情況下，礦渣水泥的綜合性能要好一些，能有效抑制混凝土碳化的速度。

2.3 重視橋梁負載能力的研究

在橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常注重橋梁主體結(jié)構(gòu)中材料的使用量，如鋼筋和混凝土等，這些材料直接影響著橋梁的負載能力。在橋梁的設(shè)計初期，相關(guān)技術(shù)人員就要計算出橋梁在正常使用下的負載值，以及極限工作情況下的負載值，兩者之間的差值應(yīng)當控制在合理的范圍內(nèi)，其關(guān)系到橋梁的質(zhì)量標準。行駛在橋梁上的車輛給橋梁施加的是不間斷的動荷載，且動荷載的值隨著車輛速度的改變而不斷的變化，一旦車輛出現(xiàn)超速的情況，就會造成橋梁耐久性下降。通俗的講，車輛在行駛過程中會和周圍的空氣形成一個流場，在這樣的環(huán)流下，若是有其他的外界影響因素對橋梁造成破壞的話，橋梁的耐久性會大大下降。橋梁處在自然環(huán)境中，不免會受到各種自然災(zāi)害的影響，加之車輛的違規(guī)駕駛必然會對橋梁的安全耐久性產(chǎn)生極其不良的影響。此外，還需要考慮到橋梁在施工時本身主體的密度分布不均勻，有些細小的安全隱患都將會給橋梁的整體穩(wěn)定性帶來災(zāi)難性的后果。

2.4 大型橋梁水交計算

橋梁跨度越長，其橋墩的數(shù)量也就越多，研究橋梁的耐久性，橋墩的研究也不可忽視。在橋墩研究這點，水流是一個突破口，在某個時間段內(nèi)經(jīng)過橋墩的水流量是橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中的一個關(guān)鍵參數(shù)，特別是在計算自然災(zāi)害的出現(xiàn)概率上，比如出現(xiàn)洪水災(zāi)害，如何盡可能地降低洪水經(jīng)過橋墩時對橋墩的沖擊力，使橋墩的損害程度降到最低。因此，在橋墩的設(shè)計上，只有合理把握橋墩在空間上的位置分布，加之計算出水流的流向以及自然災(zāi)害出現(xiàn)的概率，才能科學合理地進行水交計算。

3 國外橋梁的借鑒意義

由于國內(nèi)的一些相關(guān)技術(shù)人員在借鑒國外的設(shè)計理念時，未能充分結(jié)合國內(nèi)的實際情況，在工程應(yīng)用上不能與施工工藝相適應(yīng)，往往出現(xiàn)施工技術(shù)跟不上設(shè)計理念，使得橋梁的整體耐久性大打折扣，比如橋梁在使用一段時間后出現(xiàn)斷層式塌陷，橋面上出現(xiàn)了凹陷以及結(jié)構(gòu)面上出現(xiàn)了細小的縫隙以及常見的橋頭跳車問題。這些問題的出現(xiàn)一方面是因為施工單位在施工過程中管理不善，質(zhì)量控制不到位，另一方面是因為設(shè)計人員的設(shè)計理念沒有跟上。國內(nèi)的設(shè)計理念有些地方確實不如國外，還是一味地照抄多數(shù)情況適得其反。橋梁的設(shè)計缺陷會對橋梁的正常使用年限造成十分不良的影響，因此，國內(nèi)的設(shè)計人員應(yīng)當端正態(tài)度，與時俱進，更新設(shè)計理念，在借鑒國外設(shè)計理念的同時結(jié)合國內(nèi)工程的實際情況，認真做好設(shè)計工作。

4 結(jié)語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我們現(xiàn)在已不能單單追求工程的量，而忽視工程的質(zhì)，也不能單單只考慮工程使用初期的可靠，而沒有考慮長久使用可能出現(xiàn)的問題。所以現(xiàn)在設(shè)計人員須對橋梁的安全性和耐久性問題予以重視，在結(jié)合國內(nèi)工程經(jīng)驗的同時，我們還應(yīng)該積極借鑒國外成功的經(jīng)驗和做法，除了做好施工期間的質(zhì)量管理工作，還要在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計初期從橋梁設(shè)計理念和結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)造著手來研究結(jié)構(gòu)的耐久性以及評估其安全性。

參考文獻

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