铜仁市公路勘察设计院贵州铜仁554300
摘要：桥梁作为基础设施中最为重要的组成部分，直接关系到国家交通运输事业的发展。我国的桥梁设计中不乏豆腐渣工程和粗制滥造的案例，这些案例往往是在桥梁设计中就产生了着设计缺陷。要想从根本上把握好桥梁结构的质量，就要对桥梁设计中的关键问题要做到事无巨细，反复校对，降低合理的误差范围减少到最小，这样设计出的桥梁才能为我国的经济发展做出应有的贡献。
关键词：桥梁设计；安全性和耐久性；研究探讨
1、桥梁设计的安全性和耐久性问题
经济快速发展的同时也带动了交通事业的发展，道路桥梁工程在这样的社会条件之下迅速增多。对于公路桥梁，在进行设计时，除了要考虑建设成本之外，更需要关注安全性能和耐久性。因为这些性能将直接关系到相关人员生命财产安全。目前，我国桥梁在设计之初，设计方案基本达到了相关的要求，但是随着道路桥梁使用时间的增加，大量的质量问题随之涌现，经常出现的质量问题主要包括因为超重造成的道路桥梁的裂缝问题，因为地基的强度不够造成的沉降以及其他的常见的道路桥梁的质量问题。这是因为，很多公路和桥梁在设计过程中，设计人员只重视桥梁材料强度系数是否符合相关规范以及要求，而对在施工设计过程中一些构造、体系、安全等方面性能关注较少。这就直接导致公路和桥梁在设计中，其整体性、冗余性等一系列性能存在着很大不足，从而影响公路和桥梁整体质量。
2、桥梁安全性、耐久性差的主要原因
2.1施工和管理水平低
大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时，出现了影响正常使用的病害与劣化；特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题，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于施工现场的严重的构件开裂问题（主要原因包括：水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等）。这些施工上的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不利的危害。
2.2设计理论和结构构造体系不够完善
（1）在承认施工存在问题的同时，也不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。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和连接的设计，并取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）许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。不少桥梁、虽然满足了设计规范的强度要求，仅用了5～10年就因为耐久性出了问题影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。（3）不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求。规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题、规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速发展对结构提出的各种新的要求。因此，合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。
3、改善桥梁设计中安全性、耐久性的主要措施
3.1重视对疲劳损伤的研究
（1）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。（2）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。（3）疲劳损伤过去一直被认为是钢桥设计中的核心问题，由钢结构疲劳引起的钢材开裂案例较多，亦有不少因疲劳断裂引起桥梁垮塌的例子。近20年来，疲劳损伤的研究已进入混凝土结构，但对于使用期受腐蚀的钢筋混凝土构件的动态性能和疲劳性能的研究还需加强。（4）对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个结构而言，事实上桥梁结构常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个结构的失效，例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。
3.2充分重视桥梁的超载问题
（1）汽车超载主要有三种情况：其一是早期修建的老桥超龄负载运营；其二是桥梁通行的车流量超过原设计；另一种是车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加；后者是车辆使用者违法超载营运，后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。（2）桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、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的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。这些都会对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，也需要对超载带来的后果进行研究。
4、桥梁设计安全性和耐久性的研究
4.1控制施工质量
在施工过程中，相关负责人员应该做好本职工作，严格按照施工设计的规范要求来执行施工任务。对于施工的各个环节，包括材料采购、账目管理、施工过程、验收过程等等都需要得到有效控制，才能使最终的施工质量得到有效保证。施工中各个环节的顺利完成，都需要严格按照施工设计要求进行，有关人员应该对各个环节的施工进行有效控制，避免偷工减料现象等严重损害施工质量、进而影响桥梁正常使用的事件发生。
4.2提高管理水平
施工单位应该全面提高管理水平。施工单位应该成立专门的管理部门，针对施工过程中各个环节进行监督管理。通过建立明确的管理制度，来严格要求每一位员工能够认真完成自己的本职工作，提高自身的责任意识，通过健全的奖惩制度来督促员工认真对待工作。
4.3增加防范意识
桥梁在使用过程中，也应该得到持续关注。通过定期对桥梁各项参数进行技术检测，可以及时得到有效的反馈信息，使有关人员及时掌握桥梁的使用情况，从而为桥梁的修缮工作提供可靠的依据。
结论：
安全性和耐久性这两项要求在桥梁使用过程中应该得到充分重视。桥梁设计工作不单负责桥梁使用的规划，更要全面考虑桥梁建设过程和使用过程是否符合经济、安全、持久使用等现实要求。桥梁工程是连接许多地区的枢纽设施，对于相关地区的各方面发展具有不可忽视的影响。所以，有关部门应该重视桥梁设计中的安全性和耐久性，使高质量桥梁能够理想的为人民造福。
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