試析公路橋梁設(shè)計(jì)中的耐久性和安全性

1、<p>　　試析公路橋梁設(shè)計(jì)中的耐久性和安全性</p><p>　　摘要：當(dāng)前狀況下，公路橋梁設(shè)計(jì)在針對安全性以及耐久性方面的要求，是最終衡量整個設(shè)計(jì)工程質(zhì)量的一個重要標(biāo)準(zhǔn)，在不斷的發(fā)展過程當(dāng)中，這兩方面的要求也逐漸地發(fā)展成為開展公路橋梁設(shè)計(jì)過程當(dāng)中的一個十分關(guān)鍵的控制點(diǎn)。所以本文重點(diǎn)針對目前公路橋梁設(shè)計(jì)過程當(dāng)中突出強(qiáng)調(diào)的安全性以及耐久性方面的問題進(jìn)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(guān)問題的存在提出了相應(yīng)的解決對策。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：橋梁設(shè)計(jì)；安全性；耐久性 </p><p>　　中圖分類號：U445文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： </p><p>　　一、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)耐久性不足的后果 </p><p>　　在具體針對橋梁的設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，混凝土結(jié)構(gòu)所具有的耐久性具體來講是指橋梁

3、自身的結(jié)構(gòu)經(jīng)過氣候作用、物理作用以及化學(xué)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(shè)計(jì)角度層面分析可以了解到：橋梁整體結(jié)構(gòu)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(yīng)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(yīng)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(yīng)的混凝土之間所對應(yīng)的粘結(jié)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(shí)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(yīng)當(dāng)引起足夠的重視并積極地進(jìn)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(dāng)前狀況下，國內(nèi)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(jìn)行分析可以發(fā)現(xiàn)形成這種情況的原因是因?yàn)?野蠻施工的多發(fā)以及管理方面的腐敗所導(dǎo)致的[]。針對短時(shí)間內(nèi)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?yàn)槭┕べ|(zhì)量根本無法達(dá)到規(guī)范以及設(shè)計(jì)層面上的要求,除此之外的問題還應(yīng)當(dāng)包括材料強(qiáng)度方面的不足以及相應(yīng)程度上的施工工藝層面的不過關(guān)等；這些問題的存在都會對于橋梁的安全設(shè)計(jì)產(chǎn)生更深層次上的影響。 </p><p>　

6、　2、設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不夠完善 </p><p>　　目前，在針對橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，對于目前所存在的問題首先應(yīng)當(dāng)承認(rèn)其在施工方面存在問題的同時(shí),另外一方面也應(yīng)當(dāng)承認(rèn)其在設(shè)計(jì)方面缺陷性的存在。在針對橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的整體過程當(dāng)中,首先應(yīng)當(dāng)要關(guān)注橋梁設(shè)計(jì)在施工以及相應(yīng)使用期內(nèi)所對應(yīng)的安全性的問題還存在著哪些可以實(shí)現(xiàn)改進(jìn)的地方。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所對應(yīng)的首要任務(wù)就應(yīng)當(dāng)是選擇那些相對來講較為經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案, 第二方面則

7、是應(yīng)當(dāng)針對結(jié)構(gòu)、構(gòu)件以及兩者之間的連接進(jìn)行分析,在這一過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)盡可能地取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)以保證結(jié)構(gòu)的安全性。許多設(shè)計(jì)人員往往只滿足于規(guī)范對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要, 而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性以及從設(shè)計(jì)、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(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性。 </p><p>　　三、公路橋梁設(shè)計(jì)中安全性和耐久性缺失的原因 </p>

8、<p><b>　　1、設(shè)計(jì)原因 </b></p><p>　　在針對公路橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，首先應(yīng)當(dāng)要強(qiáng)調(diào)的是結(jié)構(gòu)方案層面的科學(xué)性、合理性以及經(jīng)濟(jì)性，接下來所要強(qiáng)調(diào)的就應(yīng)當(dāng)是對于橋梁設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)構(gòu)件方面的創(chuàng)新性安排，這一內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)主要應(yīng)當(dāng)通過選擇那些相對來講可靠性以及規(guī)范性都較強(qiáng)的指標(biāo)和安全系數(shù)來針對橋設(shè)計(jì)的初稿進(jìn)行衡量，這樣才能從根本上保證公路橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)層面的耐久

9、性和安全性。但是應(yīng)當(dāng)引起重視的是：在目前針對橋梁實(shí)際開展設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，大部分的設(shè)計(jì)人員重視的僅僅是安全性方面的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的衡量和應(yīng)用，在針對橋梁設(shè)計(jì)過程當(dāng)中的結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)耐久性等方面的內(nèi)容所表現(xiàn)出的關(guān)注度十分缺少，這種情況的存在最終造成了整個的橋梁設(shè)計(jì)在施工以及后續(xù)的使用過程中存在著一系列的質(zhì)量隱患問題。 </p><p><b>　　2、施工原因 </b></p><

10、;p>　　在設(shè)計(jì)之后則要進(jìn)行到針對橋梁的施工階段，這一階段對于橋梁設(shè)計(jì)而言是更為重要的階段。這是因?yàn)閷τ跇蛄涸O(shè)計(jì)來講，針對橋梁質(zhì)量發(fā)生損害的原因上分析，如果在較短的投入使用時(shí)期內(nèi)發(fā)生的破壞或者是劣化現(xiàn)象的話，那么則可以總結(jié)出這種現(xiàn)象的存在很可能是因?yàn)楣こ藤|(zhì)量在施工階段的不達(dá)標(biāo)而最終導(dǎo)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(shù)不到位、管理手段方面的技術(shù)性的缺乏以及最終的預(yù)應(yīng)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(yán)重的影響和威脅。 </p><p><b>　　四、解決措施 </b></p><p>　　1、應(yīng)該更加重視結(jié)構(gòu)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(xué)物質(zhì)的侵蝕, 并要承受車輛、風(fēng)、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用, 同時(shí)橋梁所采用材料的自身性能也

12、會不斷退化, 從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)各部分不同程度的損傷和劣化。在大跨橋梁領(lǐng)域, 國內(nèi)從20 世紀(jì)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(yán)重?fù)p害的例子很少, 但已經(jīng)有多座橋梁因?yàn)槔鞯哪途眯詥栴}而不得不提前換索, 既影響了使用又增大了經(jīng)濟(jì)損失[]。需要指出的是, 很多這類問題與沒有進(jìn)行合理的耐久性設(shè)計(jì)有關(guān), 這也促使人們重新認(rèn)識橋梁的耐久性問題。大量的病害實(shí)例也證明, 除了施工和材料方面的原因, 影響結(jié)構(gòu)耐久性的決定性因素是

13、來自構(gòu)造上( 也即設(shè)計(jì)上) 的缺陷。 </p><p>　　2、重視對疲勞損傷的研究 </p><p>　　橋梁結(jié)構(gòu)所承受的車輛荷載和風(fēng)荷載都是動荷載, 會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)變化的應(yīng)力, 不但會引起結(jié)構(gòu)的振動, 還會引起結(jié)構(gòu)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(shí)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(jié)構(gòu)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(zāi)難性的。對疲勞損傷的研究不僅僅指對整個結(jié)構(gòu)而言, 事實(shí)上橋梁結(jié)構(gòu)常常由于某些關(guān)鍵部位的局部疲勞失效而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)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(guān)部門的統(tǒng)計(jì)顯示：當(dāng)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(fù)載運(yùn)營的發(fā)展現(xiàn)狀；第二方面指的是橋梁在實(shí)際荷載的通行車流量方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過原設(shè)計(jì)而沒有引起相關(guān)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?qū)用孢M(jìn)行分析可以了解到：橋梁的超載在很大程度上也會最終導(dǎo)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(shè)計(jì)方面所對應(yīng)的疲勞應(yīng)力幅度變得更加巨大，甚至于最終還會導(dǎo)致出現(xiàn)一些

16、因?yàn)槌d而引發(fā)的一系列結(jié)構(gòu)破壞事故。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　綜上所述，當(dāng)前狀況下橋梁的安全性以及耐久性已經(jīng)成為橋梁在設(shè)計(jì)方面所需要重點(diǎn)考慮的問題，所以在針對橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)要積極地借鑒國內(nèi)外相對較為成功的經(jīng)驗(yàn)以及做法。在目前現(xiàn)有的條件下，國內(nèi)在針對橋梁方面的設(shè)計(jì)除一方面要考慮整個橋梁設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)在建成時(shí)刻所應(yīng)當(dāng)具備的性能和能力，除此之外還應(yīng)當(dāng)要積極地重視橋梁設(shè)計(jì)在營運(yùn)時(shí)期所需要付出的維護(hù)成本以及相應(yīng)情況下使用壽命所對應(yīng)的整體成本效益，只有這樣才能從根本上保證其在設(shè)計(jì)方面的耐久性和安全性的實(shí)現(xiàn)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 苗成濤. 從設(shè)計(jì)角度增強(qiáng)公路橋梁安全性的探討[J]. 中華民居