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摘要：在我国当前的桥梁设计中，安全性和耐久性问题很多只是停留在一种概念的基础上，对于公路桥梁的使用年限并没有提出具体的要求，桥梁耐久性也没有相关专门的设计要求，这也直接导致了当前我国桥梁安全性和耐久性经常出现问题。本文分析了桥梁设计中安全性和耐久性缺失的原因，并就加强桥梁安全性和耐久性设计提出了建议。
关键词：桥梁设计；安全性；耐久性；疲劳损伤；超载
中图分类号：TU997 文献标识码： A
一、桥梁设计中安全性和耐久性的现状
在我国现阶段桥梁的设计过程中存在这样明显的倾向：桥梁设计过程中更多的对桥梁的强度进行考虑，而对桥梁的耐久性考虑相对较少；重视桥梁的强度极限，而对于桥梁的使用极限并没有特定的设计要求，而桥梁的使用极限则是桥梁的整个生命周期中最重要的组成部分；重视桥梁结构的建造，而对于公路桥梁结构的维护工作重视程度不够。
这些桥梁设计中存在的普遍倾向使得当前的桥梁工程事故经常发生，桥梁的整体使用性能普遍不高，桥梁的整体使用寿命较短等问题，这不仅与当前国际上对桥梁安全性和耐久性不断重视的实际相反，而且还会给人民的生命财产安全带来巨大的隐患，同时，还与桥梁结构动态和综合经济性等要求相违背。我国近些年来发生了很多桥梁安全性和耐久性事故问题，给人民群众的生活带来了巨大的经济损失和生命威胁。
二、桥梁设计中安全性和耐久性缺失的原因
（一）设计规范的先天不足
结构建设过程中的各个方面工作都需要有质量保证体系。其中最首要的即是“行为”的规范、规程、指南或标准。由于环境因素的认识较滞后，考虑结构对环境适应的耐久性提出的时间较迟。
（二）设计中具体细节注意不够
具体细节方面的设计虽然繁琐，但是保障设计的重要环节，需要设计人员不断学习和积累经验。如：设计人员应结合桥梁所在地区的岩土工程环境类型、环境类别材料实际供应情况进行结构设计。超载现象在我国公路运输中较为普遍，汽车超载营运，会对桥梁结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响，因此除了交管部门要加强管理外，设计时也需要对超载带来的后果进行研究、分析。伸缩缝处空心梁预埋数量不足、桩基主筋保护层与建筑制图不一致等诸多问题。
（三）设计人员学习、更新知识不够
目前国内建设的现状是工期紧，任务重，突击建设。这导致设计人员整天忙于完成设计任务，无暇认真研究新规范，学习新技术、新材料，往往是工程设计图基本照搬以前的设计，略作修改，而设计规范不断更新，结果要么就是设计与现行规范不一致，要么就是从规范上照搬几条，而不考虑结构所处的环境、气候、技术水平现状，让后边的施工、监理无所适从，从设计之初留下隐患。
（四）施工工艺和质量管理水平不高
大量的在役桥梁在远没有达到预期使用寿命，就出现了影响正常使用的病害劣化，有的甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足问题。国内外多座桥梁的突然破坏与垮塌，已使工程界对桥梁耐久性问题倍加关注。这些与桥梁施工质量不高有重要关系，典型问题有混凝土保护层不足及构件开裂等。造成这些事故的主要原因包括施工控制不严、混凝土配合比不当及振捣不密实、缺乏养护、预应力施加不合理等。这些施工上所造成的内部缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响，但却会对结构的长期耐久性产生非常严重的危害。因此，在桥梁建设中应严格控制原材料质量和施工过程质量。
三、桥梁设计中保证安全性及耐久性的措施
（一）重视结构的疲劳损伤
风荷载和车辆荷载都属于动荷载，它们会在桥梁结构的内部产生循环变化的应力，由于桥梁的建筑材料既不均匀又不连续，因此往往存在着许多细小的缺陷，在循环应力的作用下， 这些原本细小的缺陷会逐渐放大并聚合，在引起结构疲劳损伤的同时在材料内部形成裂纹。如果不能及时地发现和控制它们，则容易造成灾难性的后果。
由于刚结构出现疲劳损伤并导致开裂和桥梁垮塌的案例较多，因此对于疲劳损伤的研究一直属于刚结构桥梁的研究范畴。随着桥梁技术的不断发展，在20世纪90年代初，疲劳损伤的问题开始被纳入混凝土结构桥梁设计者的研究范围之内，但大多集中于对某些关键部位的疲劳损伤的研究，如大跨度混凝土桥梁的拉索锚固端。所以在进行桥梁设计时要充分考虑到疲劳损伤对结构的影响，以便提前采取预防措施对其进行处理。
（二）重视桥梁的超载问题
桥梁的汽车超载一般有三种基本的情况：（1）桥梁超出使用年限的超龄负载运营；（2）公路桥梁上通行的车辆超出桥梁设计流量；（3）车辆自身超载行驶。
前面两种情况的主要原因是桥梁荷载变化和交流流量变化，而第三种情况则是司机违法运营导致的。公路桥梁超载问题，一方面会导致桥梁出现疲劳损伤现象。橋梁的超载使得桥梁所受的疲劳应力变大，桥梁自身的疲劳损伤变得更为严重，严重的时候甚至可能导致桥梁结构出现损坏；另一方面，桥梁超载问题导致的内部结构损伤是无法得到恢复的，这使得桥梁在正常的荷载情况下，工作状态出现变化，最终导致桥梁的安全性和耐久性出现降低的现象。
（三）桥梁设计过程中重视耐久性问题
我国对于桥梁耐久性的研究，主要是从施工材料和统计分析两个角度来进行，但是对于如何从结构和设计的角度以及设计和施工人员易于接受的方式来进行公路桥梁的耐久性进行改善问题研究相对较少。
总的来讲，桥梁的耐久性设计与普通结构设计之间存在明显的不同，应该努力将传统的桥梁耐久性定性分析朝着定量分析的方向发展。当前，国外将公路桥梁的耐久性设计作为公路桥梁设计的重要组成部分，对桥梁的结构布局以及构造细节等进行综合细致的考虑，并注重桥梁结构便于检查和维修的设计方式，尽量保证桥梁的安全以，减少不必要的维修费用。
（四）桥梁安全性及耐久性设计的管理措施
1、做好设计前的准备工作
为了确保公路桥梁建筑工程的质量和使用寿命，设计单位在工程中标后，需要及时组建专业勘察队伍的对公路桥梁建筑工程施工范围内的地质条件和水文条件进行实地的勘察，确保勘察资源的真实性和可靠性，为公路桥梁工程的设计提供更有价值的参考资料，为公路桥梁建筑工程的施工选择出一条施工成本小、安全性能高的施工路线，设计人员在进行设计过程中，还需要对公路桥梁的施工形态、施工的具体方案、材料选用、后期养护等方面进行考量，尤其是对公路桥梁的施工技术方面的设计更要严谨，确保公路桥梁的线性弧度、剪力以及基准线的科学性和合理性，确保公路桥梁结构性能的最大化、最高化，对公路桥梁的负荷承载能力进行科学、合理的设定。
2、不断提高施工管理水平和施工质量
在施工时，要做到工艺先进可行、工序严格控制。对于梁段新旧混凝土结合面的凿毛、模板接缝、混凝土配比进行严格检查；对锚具下齿板处混凝土加强振捣；对预应力张拉设备事先要标定、操作要准确，使预应力张拉、构件细部强度等方面都满足设计要求。坚决杜绝施工工艺不当，混凝土配合比、振捣、预应力施加不合理，缺乏养护等问题的发生。
3、加强运营阶段的管理和维护
要解决桥梁耐久性问题，应加强对使用阶段的管理和维护，要充分考虑超载对于预应力桥梁结构耐久性的影响，加强对车辆超载的管理，定期对桥梁进行检查。对桥面混凝土开裂较为严重、泄水管周围浸水现象应引起桥梁养护者高度关注，重视对服役期桥梁结构评估，及时进行必要的维修和加固。只有这样，才能从根本上提高桥梁使用性能和寿命。
参考文献
[1]李平伟.论桥梁设计的安全性与耐久性[J].中国新技术新产品，2012.4.
[2]黄绍辉.小议路桥设计中的安全性和耐久性[J].四川建材，2007.4.
[3]徐凯东，李博.桥梁设计中的安全性和耐久性问题[J].黑龙江交通科技，2008.3.
关键词：桥梁设计；安全性；耐久性；疲劳损伤；超载
中图分类号：TU997 文献标识码： A
一、桥梁设计中安全性和耐久性的现状
在我国现阶段桥梁的设计过程中存在这样明显的倾向：桥梁设计过程中更多的对桥梁的强度进行考虑，而对桥梁的耐久性考虑相对较少；重视桥梁的强度极限，而对于桥梁的使用极限并没有特定的设计要求，而桥梁的使用极限则是桥梁的整个生命周期中最重要的组成部分；重视桥梁结构的建造，而对于公路桥梁结构的维护工作重视程度不够。
这些桥梁设计中存在的普遍倾向使得当前的桥梁工程事故经常发生，桥梁的整体使用性能普遍不高，桥梁的整体使用寿命较短等问题，这不仅与当前国际上对桥梁安全性和耐久性不断重视的实际相反，而且还会给人民的生命财产安全带来巨大的隐患，同时，还与桥梁结构动态和综合经济性等要求相违背。我国近些年来发生了很多桥梁安全性和耐久性事故问题，给人民群众的生活带来了巨大的经济损失和生命威胁。
二、桥梁设计中安全性和耐久性缺失的原因
（一）设计规范的先天不足
结构建设过程中的各个方面工作都需要有质量保证体系。其中最首要的即是“行为”的规范、规程、指南或标准。由于环境因素的认识较滞后，考虑结构对环境适应的耐久性提出的时间较迟。
（二）设计中具体细节注意不够
具体细节方面的设计虽然繁琐，但是保障设计的重要环节，需要设计人员不断学习和积累经验。如：设计人员应结合桥梁所在地区的岩土工程环境类型、环境类别材料实际供应情况进行结构设计。超载现象在我国公路运输中较为普遍，汽车超载营运，会对桥梁结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响，因此除了交管部门要加强管理外，设计时也需要对超载带来的后果进行研究、分析。伸缩缝处空心梁预埋数量不足、桩基主筋保护层与建筑制图不一致等诸多问题。
（三）设计人员学习、更新知识不够
目前国内建设的现状是工期紧，任务重，突击建设。这导致设计人员整天忙于完成设计任务，无暇认真研究新规范，学习新技术、新材料，往往是工程设计图基本照搬以前的设计，略作修改，而设计规范不断更新，结果要么就是设计与现行规范不一致，要么就是从规范上照搬几条，而不考虑结构所处的环境、气候、技术水平现状，让后边的施工、监理无所适从，从设计之初留下隐患。
（四）施工工艺和质量管理水平不高
大量的在役桥梁在远没有达到预期使用寿命，就出现了影响正常使用的病害劣化，有的甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足问题。国内外多座桥梁的突然破坏与垮塌，已使工程界对桥梁耐久性问题倍加关注。这些与桥梁施工质量不高有重要关系，典型问题有混凝土保护层不足及构件开裂等。造成这些事故的主要原因包括施工控制不严、混凝土配合比不当及振捣不密实、缺乏养护、预应力施加不合理等。这些施工上所造成的内部缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响，但却会对结构的长期耐久性产生非常严重的危害。因此，在桥梁建设中应严格控制原材料质量和施工过程质量。
三、桥梁设计中保证安全性及耐久性的措施
（一）重视结构的疲劳损伤
风荷载和车辆荷载都属于动荷载，它们会在桥梁结构的内部产生循环变化的应力，由于桥梁的建筑材料既不均匀又不连续，因此往往存在着许多细小的缺陷，在循环应力的作用下， 这些原本细小的缺陷会逐渐放大并聚合，在引起结构疲劳损伤的同时在材料内部形成裂纹。如果不能及时地发现和控制它们，则容易造成灾难性的后果。
由于刚结构出现疲劳损伤并导致开裂和桥梁垮塌的案例较多，因此对于疲劳损伤的研究一直属于刚结构桥梁的研究范畴。随着桥梁技术的不断发展，在20世纪90年代初，疲劳损伤的问题开始被纳入混凝土结构桥梁设计者的研究范围之内，但大多集中于对某些关键部位的疲劳损伤的研究，如大跨度混凝土桥梁的拉索锚固端。所以在进行桥梁设计时要充分考虑到疲劳损伤对结构的影响，以便提前采取预防措施对其进行处理。
（二）重视桥梁的超载问题
桥梁的汽车超载一般有三种基本的情况：（1）桥梁超出使用年限的超龄负载运营；（2）公路桥梁上通行的车辆超出桥梁设计流量；（3）车辆自身超载行驶。
前面两种情况的主要原因是桥梁荷载变化和交流流量变化，而第三种情况则是司机违法运营导致的。公路桥梁超载问题，一方面会导致桥梁出现疲劳损伤现象。橋梁的超载使得桥梁所受的疲劳应力变大，桥梁自身的疲劳损伤变得更为严重，严重的时候甚至可能导致桥梁结构出现损坏；另一方面，桥梁超载问题导致的内部结构损伤是无法得到恢复的，这使得桥梁在正常的荷载情况下，工作状态出现变化，最终导致桥梁的安全性和耐久性出现降低的现象。
（三）桥梁设计过程中重视耐久性问题
我国对于桥梁耐久性的研究，主要是从施工材料和统计分析两个角度来进行，但是对于如何从结构和设计的角度以及设计和施工人员易于接受的方式来进行公路桥梁的耐久性进行改善问题研究相对较少。
总的来讲，桥梁的耐久性设计与普通结构设计之间存在明显的不同，应该努力将传统的桥梁耐久性定性分析朝着定量分析的方向发展。当前，国外将公路桥梁的耐久性设计作为公路桥梁设计的重要组成部分，对桥梁的结构布局以及构造细节等进行综合细致的考虑，并注重桥梁结构便于检查和维修的设计方式，尽量保证桥梁的安全以，减少不必要的维修费用。
（四）桥梁安全性及耐久性设计的管理措施
1、做好设计前的准备工作
为了确保公路桥梁建筑工程的质量和使用寿命，设计单位在工程中标后，需要及时组建专业勘察队伍的对公路桥梁建筑工程施工范围内的地质条件和水文条件进行实地的勘察，确保勘察资源的真实性和可靠性，为公路桥梁工程的设计提供更有价值的参考资料，为公路桥梁建筑工程的施工选择出一条施工成本小、安全性能高的施工路线，设计人员在进行设计过程中，还需要对公路桥梁的施工形态、施工的具体方案、材料选用、后期养护等方面进行考量，尤其是对公路桥梁的施工技术方面的设计更要严谨，确保公路桥梁的线性弧度、剪力以及基准线的科学性和合理性，确保公路桥梁结构性能的最大化、最高化，对公路桥梁的负荷承载能力进行科学、合理的设定。
2、不断提高施工管理水平和施工质量
在施工时，要做到工艺先进可行、工序严格控制。对于梁段新旧混凝土结合面的凿毛、模板接缝、混凝土配比进行严格检查；对锚具下齿板处混凝土加强振捣；对预应力张拉设备事先要标定、操作要准确，使预应力张拉、构件细部强度等方面都满足设计要求。坚决杜绝施工工艺不当，混凝土配合比、振捣、预应力施加不合理，缺乏养护等问题的发生。
3、加强运营阶段的管理和维护
要解决桥梁耐久性问题，应加强对使用阶段的管理和维护，要充分考虑超载对于预应力桥梁结构耐久性的影响，加强对车辆超载的管理，定期对桥梁进行检查。对桥面混凝土开裂较为严重、泄水管周围浸水现象应引起桥梁养护者高度关注，重视对服役期桥梁结构评估，及时进行必要的维修和加固。只有这样，才能从根本上提高桥梁使用性能和寿命。
参考文献
[1]李平伟.论桥梁设计的安全性与耐久性[J].中国新技术新产品，2012.4.
[2]黄绍辉.小议路桥设计中的安全性和耐久性[J].四川建材，2007.4.
[3]徐凯东，李博.桥梁设计中的安全性和耐久性问题[J].黑龙江交通科技，2008.3.