1、简论桥梁设计中的安全性与耐久性摘要：桥梁的安全性与耐久性对我国的社会经济建设具有重要的意义。当前由于设计理论不够科学，施工管理水平较低，监管不力等因素导致我国桥梁的安全性与耐久性较差。笔者认为应该从重视桥梁设计的安全性与耐久性入手，加强疲劳损伤的研究，严格施工管理和监管，借鉴国外先进经验，促进我国桥梁设计的安全性与耐久性的提高。 关键词：桥梁设计；安全性；耐久性 中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号： 前言 近年来，国内桥梁倒塌损毁事故屡见报端，给我国造成了严重的财产和人员损失，也造成了不良的社会影响。调查表明，相当一部分事故是由于设计不合理或者施工质量不过关造成的。设计中的计
2、算失误，缺乏严谨态度；施工中的偷工减料；缺乏后期维护，这些都成为影响结构安全性的重要因素。加之，当前国内对桥梁设计的安全性与耐久性缺乏动态的评估，设计基准期的认知也相当模糊，对这些问题的忽视都是造成桥梁存在重大安全隐患的重要原因。背离了当代社会对桥梁结构的安全性、耐久性、适用性日益重视的发展趋势。 1 桥梁安全性与耐久性的重要意义 改革开放以来，伴随着我国社会经济的飞速发展，我国的交通建筑也取得了长足的进步，作为交通建筑的重要组成部分，桥梁建设承担着十分重要的责任。桥梁建筑在一定程度上减轻了公路的运输负担，为使用者提供了一个更加方便、快捷的通道。同时，公路桥梁工程为促进我国社会主义各项事业的发
3、展以及人民生活的满意度都具有深远的影响。 我国从上世纪末开始对桥梁的安全性和耐久性开展研究，这些研究大多偏重于对材料和结构性能进行分析研究，对总体构造和细节处理方面的研究较少。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。鉴于越来越多由于桥梁设计耐久性不足导致的严重损失，国外的许多研究机构近年来十分重视提高结构物的耐久性并将其作为重要的设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，强调使结构易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用，取得了较好的综合经济效益。实际上，国内外的研究和实践都表明，结构耐久性对于桥梁的安全运营和经济
4、性起着决定性作用1。 2 桥梁安全性与耐久性差的主要原因 2.1 桥梁设计理论不够科学 在桥梁的设计过程中，设计人员往往只是从理论数据上核算安全需要的结构强度，对结构的体系、所用的材料、结构的耐久性和保养等方面考虑的很少。例如，有的混凝土质量过低强度不够、钢筋直径太小、保护层厚度不够，有的桥梁计算图式和受力路线模糊，使得建筑整体受力不均匀，这些因素都造成了桥梁建筑的安全性和耐久性较差。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件连接的设计，并使用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性2。在保证结构安全性尚应从细节构造上考虑结构的合理性、在运营环境的使用性和易养护性
5、以保证结构的耐久性能。因此，在桥梁的施工设计阶段，除了要严格遵循既有规章制度和设计规范之外，对设计人员自身的工作经验、对具体工作的认知和能否准确判断也是不可或缺的组成部分。 2.2 法律监管执行不够严格 为了保证桥梁建筑的安全性和耐久性，我国建立了较为严格的质量和施工监控体系。要求施工方配备质量管理人员，职业监理公司作为监督者对建设方进行监督，专门的验收机构在工程完工时进行检查，三管齐下，三方验收合格施工才算完成。如此看来，监督不可谓不严格，但纵观近年来频发的事故，暴露了监管的执行力度还相当欠缺，法制虽较完善如若执行不力。事故发生原因是否及时准确公布，责任者是否受到法律的公正处罚，受害者是否得
6、到合理赔偿，也反映出管理机制和法规执行方面存在的问题。行业中的不良风气也在一定程度上破坏了管理机制和法制的作用。这些问题严重影响着桥梁工程各阶段的质量保障3。 2.3 施工和管理水平较低 当前频发的桥梁倒塌事故被普遍认为是由于施工混乱和管理过程中的腐败所致。一些在使用期限内的桥梁建筑发生的倒塌或损毁，往往是由于施工质量不过关，诸如建筑材料质量低劣，施工技术不合格等造成的；管理过程中偷工减料、以次充好对桥梁建筑的安全造成了严重危害。据报道相当数量的桥梁在使用期限内就出现了各种质量问题，甚至一些桥梁在刚投入使用就出现了种种问题，这也与施工质量低下有重要关系，典型的问题有钢筋保护层不足及目前广泛存在
7、于施工现场的严重的构件开裂问题4。这些施工管理上的缺陷和不足对桥梁的安全性和耐久性造成了相当大的危害，也给国家和人民生命财产带来了严重损失。 3 桥梁设计安全性与耐久性的对策 3.1 重视提高桥梁的安全、耐久性问题 桥梁在建造和使用过程中，难免会受到自然环境诸如风吹雨淋、甚至地震等的日益损害，同时更多的是承受着超重车辆、超载等人为因素的使用甚至破坏。而建造桥梁的建筑材料也有自身的使用寿命，随着时间推移，桥梁的整体性能也会逐渐退化。这些问题很大程度上与没有进行合理的耐久性设计有关，这也促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。不但要重视提高结构物的耐久性并将其作为重要的设计原则，还要统一考虑合理的结构布
8、局和构造细节，强调使结构易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用，取得了较好的综合经济效益。3.2 要重视对疲劳损伤的研究 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，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的。还要重视桥梁的超载引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、
9、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性5。 3.3 积极借鉴先进的经验和成果 欧洲发达国家对建筑物的性能设计较为重视，对建筑的强度、美观、耐久性、以及疲劳性等都有研究。这些研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外，尚应有良好的使用性能（包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等） 。结构在使用过程中表现出来的服务性能，分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律，寻求新的结构设计理念和方法，是这一研究的本质动因。目前国内的设计可视为静态的设计，它只定
10、义了设计建成时刻结构具有的工作能力和性能，而对营运期间性能随时间的劣化及其实际的性能表现缺乏足够的认识和考虑；换言之，从经济性的角度讲是只考虑了建造成本，而忽视了营运期的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益6。 4.结语 可以说桥梁安全性和耐久性的欠缺已成为国内桥梁设计亟需解决的重要问题之一。除了要从思想上重视设计和施工之外，要从桥梁设计理念、结构体系和构造的角度做好耐久性的设计，研究疲劳和超载对于桥梁结构耐久性的影响，同时应该借鉴国外先进的理念和经验。 参考文献： 1周相华.桥梁设计中的安全性与耐久性差的原因分析及建议J.中国新技术新产品，2011 年第 18 期，65. 2李新琴，杨俊慧.桥梁设计中的安全性和耐久性分析J.桥梁与隧道工程，2012 年 8 月，61-63. 3魏松，陈祥晨.桥梁结构安全性与耐久性问题的思考J.工程质量，2010 年第 9 期，17-19. 4吕立坤， 金丹.试论桥梁设计的安全性与耐久性J.民营科技，2010 年第 4 期，199. 5张坦.论桥梁设计中的安全性与耐久性措施J.民营科技，2013年第 3 期，286.
