在桥梁设计中关于安全和耐久性的论述

1、在桥梁设计中关于平安和耐久性的阐述摘要：桥梁的主要作用是实用，我国建筑行业对桥梁的设计要求是适用经济，平安美观，这些要求表达了人们对建筑物的根本要求，除了实用外，对美感也有相应要求。但是建筑工程关系的平安问题，在工程设计中平安耐久是根本。本文从桥梁的平安性和耐久性出发阐述是它们的重要性。关键词：平安性；耐久性；桥梁设计一、桥梁平安性、耐久性差的主要原因一施工与管理不科学。国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌，已使工程界对桥梁平安性问题倍加关注。一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌，多是由于施工质量没有到达标准和设计要求，典型的问题包括材料强度

2、缺乏和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题，更是对桥梁平安造成致命的损害。而大量的桥梁在远没有到达预期使用寿命时，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缺乏的问题，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缺乏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，但却会对构造的长期耐久性产生非常不利的危害。二设计理论与构造构造体系完善。构造设计的首要任务是选择经济合理的构

3、造方案，其次是构造分析与构件和连接的设计，并取用标准规定的平安系数或可靠性指标以保证构造的平安性。不少桥梁、虽然满足了设计标准的强度要求，仅用了510年就因为耐久性出了问题影响构造平安。构造耐久性缺乏已成为最现实的一个平安问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强构造耐久性。不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对构造体系提出不同的布局和构造等方面的要求。标准再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题、标准更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速开展对构造提出的各种新的要求。因此，合理可靠的构造设计除了满足标准的要求外，还要求设计人员具有对构造本性的正确认识、丰富的经历和准确的判断

4、。二、要改进和努力的方向一重视问题的本质。桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致构造各局部不同程度的损伤和劣化。在大跨桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，修建了大量的斜拉桥；虽然迄今为止出现倒塌或严重损害的例子很少，但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提早换索，既影响了使用又增大了经济损失。需要指出的是，很多这类问题与没有进展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。大量的病害实例也证明，除了施工和材料方面的原因，影响构造耐久性的决定性因素是

5、来自构造上也即设计上的缺陷。近20年来，疲劳损伤的研究已进入混凝土构造。对疲劳损伤的研究不仅仅指对整个构造而言，事实上桥梁构造常常由于某些关键部位的局部疲劳失效而导致整个构造的失效，例如斜拉桥拉索锚固端的疲劳损害。二重视超载问题。汽车超载主要有三种情况：一是早期修建的老桥超龄负载运营；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。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构造破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥

6、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平安性和耐久性。例如，混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性，但在汽车超载作用下，可能发生开裂；裂缝即使在荷载卸除后可以闭合，但由于混凝土构造内部已经受到损伤，构件的开裂弯距降低、刚度下降；于是在正常使用荷载作用下，本来不该开裂的构造产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出标准允许的裂缝或产生较大的变形三、解决问题的方法一要顺应时代。桥是功能构造物；但从欣赏功能的角度而言，桥又是一件建筑艺术品。一座工程浩大、造型优美、宏伟壮观的桥梁，既显示出一个国家的先进技术与消费工艺程度，更反映出时代精神和当代人们的创造力。构造的造型和美

7、学处理时常会对桥梁建筑的成败起到关键的作用。因此，桥梁设计要理解和掌握桥梁建筑艺术的根本原那么：桥须与周围环境交融，成为自然整体中的一个协调局部。针对环境条件和桥梁规模，美学处理的方式可有所不同。对特大桥梁，因其本身规模宏大，可能会成为环境的主要景观，此时当把桥梁本身视为环境主体进展美学处理；假设桥梁规模不大，且当地环境景观业己形成，那么不宜再突出桥梁，以免影响与环境的协调。较为普遍的情况是，采用适当处理手段，使桥梁与环境融为一体，自然和谐。桥本身的造型须比例适当，匀称和谐二坚持实用原那么。桥梁技术的开展应表如今车辆能平安运行于桥上并使旅客有舒适感；讲求经济效益，力图降低造价；考虑桥自身的造型

8、特色及与环境的协调。详细的设计过程按承载才能和正常使用两种极限状态来进展。前者是控制构造在丧失效劳才能临界状态时的承载才能、设计的根本原那么是要求荷载效应不利组合的设计值，必须小于或等于构造抗力的设计值。利用荷载平安系数、材料平安系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的构造总体的平安储藏，是一个半概率的极限状态设计法。可以认为是对平安性要求的保证。后者控制构造在正常使用状态时应力、裂缝和变形小于一定的限值，对应于适用性的要求。暂且不管这些控制方程和计算理论是否完全合理，它们至少从定性和定量的形式上保证了平安性和适用性两项要求，而对于经济、美观的要求那么没有详细的指标进展衡量。需要指出的是该阶

9、段对经济性的评估往往是只注重考虑建立本钱，而对于后期的养护、维修等的长期综合本钱缺乏考虑，因此这种评估经常是比较片面的。一个典型的例子是斜拉桥的换索问题。由于目前技术程度的限制，斜拉桥拉索的平均使用寿命在20年到30年之间，也就是在其服役期期间至少要进展一次换索，假设考虑到后期换索的宏大投入，那么在跨度1000米以下的桥型竞争中，悬索桥与斜拉桥在经济性方面的差距将大大减小。目前，国内的构造设计过程中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而构造在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进展专门的耐久性设计从材料、构造措施及设计程序上上保证耐久性，并明确声明在何种维护和使用条件下，桥梁具有哪种程度的耐久性。这些倾向在一定程度上导致