桥梁设计中安全耐久性问题及解决措施分析

桥梁设计中安全耐久性问题及解决措施分析

李夫凯   刘伟

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司   安徽省合肥市   230000   

摘要：近年来，随着我国经济的进一步发展，桥梁工程项目的数量有所增加，桥梁设计获得了更好的发展，重要性也更加凸显，并在设计过程中积累了一些成功经验。在桥梁设计工作取得较好成效的同时，也存在着一些问题，其中一点便是设计工作存在一定的安全隐患，桥梁设计质量无法得到有效的保障，对桥梁工程的使用有较大影响。因此，必须明确桥梁设计中存在的安全隐患，在此基础上采取针对性的预防措施，保证和提升桥梁工程的设计质量。基于此，较系统地分析探讨桥梁设计中安全耐久性问题及解决措施，现作如下的论述。

关键词：桥梁设计；安全耐久；问题；解决措施

1桥梁安全耐久性的重要性

安全性耐久性换言之就是桥梁建成以后的使用年限，因此桥梁安全性以及耐久性在桥梁的建设过程中是十分重要的。对于国家投入大量的金钱所建成的基础建设，在设计师设计的过程中需要顾及的一个重要的因素就是使用年限的问题，注重桥梁养护，方能远行，这是在业界公认的，“层层转包，装备落后，人海战术，节约造价，最后都是以牺牲质量为代价。”项海帆院士说，在这种情况下，桥梁的质量就放在次要位置了。之前的错误既已造成，我们虽无法回到过去阻止这一现象的出现，但至少我们需要活在当下，加强桥梁养护，以延长桥梁的使用年限。在国外已经有明确的相关的规定，桥梁等各种土木工程结构物的设计工作寿命不小于100年，桥梁在工作期间对于桥梁的检测、评估、养护、修缮均有严格规定。然而，在我国的建筑法内，未能对不同类型建筑物的合理使用寿命(或使用年限)规定具体的量值，对桥梁结构维修加固也没有十分明确的标准。相比较国外的桥梁建筑方面的规范来说，中国是远远落后于国外的。中国目前就桥梁规范以及没有确切的明文规定。并且我国目前所使用的桥梁原材料以及所运用的桥梁施工的结构质量是远远落后于国外的，并且在桥梁进行结构的杆状过程中以及设计方面与国外是有着较大的差距的。

2桥梁设计中存在的问题

2.1设计理论和结构构造体系不够完善。我国公路桥梁建设项目一般是由政府投资，而国家对公路桥梁的资金投入又有限，所以就会导致一些施工单位为了加快工程进度和质量达到标准要求等原因盲目进行了一些不科学、不合理以及不符合实际情况的技术方案设计工作，甚至有一部分企业以次充好或者随意更改设计方案来满足自己经济利益为目的去设计，这些都使得目前建设项目中存在很多问题，严重影响到公路桥梁项目的顺利实施与发展。2.施工和管理水平未达标。公路桥梁施工管理中，对施工质量的要求较高，因此对于相关人员来说需要严格按照国家颁布的有关标准来进行工作，但是在实际施工过程中出现了许多问题，其中主要原因是施工和管理水平未达标。在整个项目的实施阶段未能严格遵守相应规范；在项目完成后没有根据合同规定的内容执行验收、监督等程序就正式投入使用。

2.2设计活动缺乏监督。考虑到桥梁设计的复杂性与专业性，为有效控制设计风险，确保设计质量，必须对设计活动进行全过程和动态化的监督管理。总体来看，国家相关部门对桥梁工程的设计质量十分重视，提出的监管措施可以很大程度地保证桥梁工程的设计质量。但桥梁设计监管也存在一定的缺位，一些监管部门未能充分认识到自身的职责，监督活动流于形式，未能凸显桥梁设计质量监管的权威性和严肃性，在一定程度上助长了桥梁设计人员的不合理设计行为，造成桥梁工程存在安全隐患。

2.3忽视了桥梁的耐久性。我国桥梁设计领域对桥梁耐久性的研究程度相对较低。在桥梁设计中，存在对耐久性的重视程度不足，桥梁结构耐久性设计不合理，材料选择把关不够严格等问题，导致桥梁的耐久性差。例如，一些混凝土结构桥梁使用不到一年就出现了老化等现象，这也给道路交通带来了一定的安全隐患。对桥梁设计而言，需要重视对其耐久性的研究和设计。此外，由于我国对混凝土结构材料耐久性的研究起步较晚，在这方面的研究还不够成熟，因此在混凝土结构耐久性的设计方面存在一些不足。要解决这方面的问题，可以通过引进先进技术，以及加强性能检测等方式，以提高桥梁结构的耐久性。

3提升桥梁设计中安全耐久性的相关措施

3.1充分考虑桥梁结构形式。在桥梁结构形式的设计中，要从建设条件出发，结合现场情况综合考虑，必须根据地质条件、水文条件等进行合理设计。如果地质条件好，在河流流量大或河流弯曲的地方，桥梁应尽量采用大跨径桥梁，并且避免在冲刷较大的位置设置桥墩。对于跨河大桥，需要注意下部结构和上部结构的选择。并且，在跨河大桥中，应尽量采用大跨径桥梁，这样可以减少建设费用，降低施工难度，且能缩短工期，降低对环境的影响。在河流宽度小、河水流量小或河流弯曲较少的地方，桥梁可采用中等跨径或者最好直接一跨而过，避免在河中立墩。

3.2创新桥梁的设计。近年来，新工艺、新技术层出不穷，桥梁设计者也必须跟上时代步伐，将新工艺、新材料、新技术相结合，将新的设计思想引入桥梁设计之中，对桥梁的设计进行创新，从而达到更好地适应现代社会交通需要的目标。进行桥梁设计的时候，设计单位要懂得合理利用新的信息技术，如BIM技术、5D技术、VR技术等。利用这些新技术，可以对设计方案进行建模，这样可以更好地对其进行可视化分析，并利用仿真模拟，更好地预测出设计方案在后期投入使用之后可能会产生的问题，及时发现设计方案中的缺陷，进而及时解决问题，提升设计方案的品质和科学性，进而有效避免安全风险。

3.3重视疲劳损伤的研究。疲劳损伤会导致桥梁工程的钢材开裂，严重时引起桥梁坍塌事故，所以疲劳损伤一直都是设计人员的设计重点。在桥梁的结构设计中，设计人员需要重点考虑风荷载、车辆荷载，这两类动荷载会导致桥梁结构出现振动和累积疲劳损伤。更为不利的是，桥梁施工所使用的材料多不是均匀和连续的，微小的缺陷在循环荷载作用下会逐渐合并与发展，继而形成损伤，结构材料会随之出现裂纹。裂纹未得到有效处理时，会导致材料和结构的脆性断裂，从而引发严重的安全问题。正是因为如此，在桥梁的设计中，设计人员要重视疲劳损伤，但桥梁结构的动态性能和疲劳性的研究较为复杂与专业，所以要进一步加大研究力度。

3.4提高工作人员综合素质。建筑企业要明确工作人员对于设计的决定性作用，在日常工作中通过科学、系统的方法提升工作人员的综合素质。第一，对各岗位工作人员进行培训教育，使其明确桥梁设计安全耐久性要求，同时也要学习国内外先进的经验，进而提升整体水平。第二，制定完善的考核办法，以此来对各岗位工作人员进行管理。施工设计对于桥梁工程的重要性不言而喻，为了避免人为因素造成的设计缺陷就要强化人员管理力度，对各岗位工作人员设置相应的评价指标，定期对其进行评价，掌握工作状态、工作水平，从而进行考核。在设计工作中也要明确设计工作目标，如果由于工作人员专业技术不足导致出现设计问题，在考核中也要进行记录。第三，将桥梁设计安全耐久性作为建筑工程工作的首要目标，并以此来规范各岗位工作人员，使其树立正确的责任意识。

3.5考虑超载问题。超载问题对桥梁结构稳定性与安全性会造成很大的危害，且往往无法得到有效的弥补与修缮，不利于延长桥梁工程的使用寿命。因此，在设计的早期阶段，设计人员必须认真考虑超载问题。关键点是明确桥梁工程的设计目标和要求，同时深入一线调查车流量，预估出桥梁的通车量和最大流量值，科学应对超载问题。结合桥梁最大流量值开展设计作业，可以很好地应对超载问题，桥梁的耐久性也可以得到保证，有助于消除安全隐患。

结语

综上，在桥梁的设计过程中，我们要考虑各种因素的影响，例如，地质条件、环境气候、水文条件等，这些都是不可忽略的。在设计桥梁时，要根据实际的情况，选择合适的设计方法，并结合规范和标准合理地进行桥梁设计。

参考文献

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