全寿命设计理论在桥梁设计中的应用杨书针

全寿命设计理论在桥梁设计中的应用杨书针

杨书针

聊城华鑫公路勘察设计有限责任公司山东聊城252000

摘要：桥梁工程作为当下基础设施建设的项目之一，对经济发展有重要的意义。在桥梁设计过程中需要加强对桥梁施工事故的有效预防，全寿命设计理论根据桥梁耐久性特点广泛应用在桥梁设计中，借助该理论可实现桥梁设计工作的优化，对桥梁长期稳定性、安全化发展具有积极影响。

关键词：全寿命；设计理论；桥梁设计；桥梁工程

引言

桥梁建设在基础设备施工中具有重大作用，其成本消耗在道路交通行业中所占比例高达10%，对道路建设水平、功能、使用寿命等具有极大影响。现阶段，国家桥梁建设工程项目的数量、规模逐渐增加，相应的桥梁施工质量缺陷问题也不断增加，传统桥梁设计工作主要考虑施工成本的要求，导致后期运行中经常发生各种问题。为此，全寿命设计理论下的桥梁设计工作引起了业内学者的关注，其重要价值相对较高。

一、桥梁全寿命周期的设计

全寿命设计周期下的桥梁设计方法与传统桥梁设计有所差异。其设计阶段，一般不仅针对某一部位、某个阶段进行谁家，更注重桥梁服务全周期的分析，结合相关影响因素、周边环境进行设计，保证桥梁安全、桥梁质量等核心内容满足要求，同时保证成本最低的要求，避免桥梁后期运行中适用性能下降，该方法在成本控制、服务能力方面具有良好预见性，可充分实现预期设计目标。

传统设计中，设计工作主要关注问题集中在施工成本、短期设计的性能优化。但是桥梁后期服务周期内，桥梁主体结构、外表、功能会随着时间推移而逐渐退化，其整体服务质量下降。为此，桥梁服务期间，需要加强人为养护、管理工作，从而实现提高桥梁服务水平的目的。桥梁全寿命设计理论就是以桥梁的全寿命周期内为服务理念，全面涉及桥梁的整个服务周期，与现行传统设计方法相比有明显的优势，可有效的提高效益成本比例。

二、可行性研究

全寿命设计周期中，需要考虑经济因素，但是并不意味全寿命周期内成本最低即可，而是需要考虑成本优化、合理分配实现控制，保证总体性能满足基本要求。现阶段，工程项目中需要考虑建设必要性、可行性、科学性等要求，保证项目可行性研究的相关影响要素进行综合化的分析，最终实现全寿命设计中期的理性设计。全寿命设计的可行性研究期间，需要考虑工程项目建设目的、后期服务人员、功能等要素，同时还要考虑涉及桥梁桥梁安全状况的因素，如环境条件，从而实现对桥梁设计工作的初步性能评估，积极采取相关措施进行耐久性、安全性的提升。加强运营期间管理工作、投资工作、经济评估工作的合理化控制。

三、桥梁全寿命设计理论

1、总体概念设计

桥梁设计中，首先需要考虑业主要求进行建设，保证总体概念、设计思路具有合理性，结合各个部门相互联系、相互制约的特点，进行技术标准、建设条件、使用寿命、成本投资等方面的分析，提出设计界定要求。总体概念设计期间，主要关注问题想考虑全寿命周期设计与传统设计不同要求方面，还需要考虑全寿命设计的规律等，提出相应的设计理论框架、设计原则，为后期桥梁设计行为、决策行为等打下良好基础。

2、结构性能的设计

全寿命设计理论中，桥梁结构性能设计质量与相关作业人员的专业能力、经验等息息相关。在依据总体概念设计原则，结合景观环境设计思路，合理确定桥梁使用寿命的前提下，将时间参数引入到结构细部设计，确保结构的耐久性和性能满足相应的目标值。全寿命的桥梁结构性能设计是将业主需求转化为桥梁的技术性能说明，通过重大技术研究、拟定结构构造尺寸、结构受力分析、构造设计及细部设计，以形成各选方案，确保设计意图和目标能够在建设过程中，以及桥梁使用寿命周期内得以实现。也就是说桥梁结构性能设计是依据总体概念设计原则，考虑景观环境设计，需求，依据桥梁给定的使用年限所进行的一切结构性能设计。

3、养护管理设计

基于全寿命设计理论的桥梁养护设计，就是桥梁工程师在设计过程中不仅要考虑桥梁的建设期，也要考虑桥梁的使用和养护期，通过桥梁设计，将从传统的重建设轻养护的做法，转变到建设、养护并重，担负起全寿命期的责任。因此，为了最大限度的延长桥梁使用寿命，设计者应综合分析桥梁结构的性能，加强资源的有效利用，考虑自然灾害发生后的应急处理与管理以及日常养护维修的成本、运营的安全与环境保证。通过区分构件的不同类型和各种方案的不同效果，对桥梁养护时机、养护措施和养护策略进行设计，并提出正常养护维修要求。而不再是等桥梁建成通车后，再依靠经验采用坏了就补的事后处理做法。

此外，通过设计阶段对桥梁养护管理的重视来转变传统做法对桥梁工程重建设轻养护的做法，从而确保桥梁的生命周期内的性能良好。桥梁设计工程师在初期的桥梁设计中，应当综合考虑结构设施的性能优劣、资源的有效利用、灾难发生后的应急处理、养护成本的大小、运营的安全与环境保证。全寿命周期设计工作中，一般存在多种设计方案，设计人员要结合现场条件，并综合分析养护条件、养护周期以及实施方案等综合因素，通过研究讨论，最后筛选出最科学的方案，并根据桥梁结构、设备设施等提出相关指标，从而保证桥梁使用性能维持最佳状态。

4、全寿命成本分析

基于全寿命设计理论的桥梁全寿命成本分析，就是桥梁设计在对可靠性、维修性等设计内容做出规定的同时，将寿命周期费用也作为一项重要设计要素来加以考虑，通过综合考虑有关设计、性能和费用等信息的反馈信息，以获得性能和费用的平衡，提高寿命周期费用的经济性。在设计过程中研究和分析桥梁全寿命周期内的各种行为，考虑整个寿命周期内的影响因素，除了要求设计合理、施工得当、养护管理及时以外，还应从根本上进行成本效益分析。

结语：桥梁全寿命设计理论与传统设计方法不同，并不针对活动期间的个体环节进行设计，而是更加注重单项工程某一阶段的设计。并结合全寿命周期的相关影响要素进行动态调整，以提高服务等级为基础进行分析，保证施工质量、施工安全等满足要求。

参考文献：

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[2]刘伟.基于全寿命设计理论的桥梁设计要点分析[J].科技创新与应用，2013（14）：215-216.

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