桥梁结构的安全度和耐久性

桥梁结构的安全度和耐久性问题

摘要近年来桥梁结构的安全度和耐久性问题日益被人们所重视。本文论述了桥梁结构安全度和耐久性的内涵，综述了国内外桥梁结构安全度和耐久性问题应关注的有关问题及研究趋势，提出了相关对策措施。以期引起人们对此问题的高度重视，促进我国桥梁建设事业的发展。

1 引言

国内现行规范对桥梁设计提出的要求是适用、经济、安全、美观，这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。

具体的设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。前者是控制结构在丧失服务能力临界状态时的承载能力、设计的基本原则是要求荷载效应不利组合的设计值，必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载安全系数、材料安全系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的安全储备，是一个半概率的极限状态设计法。可以认为是对安全性要求的保证。后者控制结构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。

暂且不论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安全性和适用性两项要求，而对于经济、美观的要求则没有具体的指标进行衡量。当然，在方案设计和评审阶段会考虑到经济和美观的要求(中小桥梁主要关注经济性，而大型和特大型桥梁对美观问题越来越重视)；但需要指出的是该阶段对经济性的评估往往是只注重考虑建设成本，而对于后期的养护、维修等的长期综合成本缺乏考虑，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。由于目前技术水平的限制，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行一次换索，如果考

虑到后期换索的巨大投入，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。

现在，国内的结构设计过程中，有这样的倾向：设计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，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。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，也没有进行专门的耐久性设计（从材料、结构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了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性（考虑结构建设、使用、维护等整个周期的费用）的要求。

人类进入二十一世纪后，世界各地纷纷建造大规模的桥梁（特别是大跨径桥梁和立交桥梁），随着我国现代化进程的加快，桥梁建设进入新的发展阶段。桥梁做为建桥所在地城市景观的重要组成部分，依其工程寿命将存在相当长的时间。因此桥梁结构的安全度和耐久性问题已引起人们的高度重视。近年来国内外发生不少桥梁倒塌事故，很多是属于非正常设计和非正常施工造成的，其中包含着工程建设出现的腐败现象（如重庆綦江虹桥倒塌事故），亟需加强法治，严格执行基建程序，确保工程质量。国外专家曾说过：“规范的超载系数，绝不可能达到足以防备设计可能的大错误，但是许许多多的中小错误都可以用规范的超载系数来防备。”“规范是分析、设计和偏于安全的思路的结合。”桥梁结构的安全度与耐久性是一对孪生兄弟，需慎重研究，统筹考虑。近些年我们面临的情况是：

桥梁结构安全问题虽已受到重视，但各种事故却时有发生；耐久性常被忽略，却潜伏着不安全的隐患，影响着桥梁结构的使用年限。

2 桥梁安全度和耐久性的内涵

何谓桥梁结构的安度？桥梁结构的安全度亦是合理地确定桥梁的结构可靠度。结构可靠性的定义为：结构在规定的时间内（即设计基准期），在规定的条件下，完成预定功能的能力.它包括安全性、适用性、耐久性三个方面。用概率来研究和描述就是所谓的结构可靠度。其安全性就是指结构在正常施工和正常使用条件下，承受可能出现的各种作用的能力以及在偶然事件发生和发生后仍保持必要的整体稳定性的能力;适用性是指结构在正常使用条件下满足预定使用要求的能力;耐久性是指结构在正常使用条件下，随时间变化而仍能满足预定功能要求的能力。我们所关注的桥梁结构的安全度亦既桥梁结构的可靠度评价，主要是其承载能力的评定和确定。在这方面公路桥梁结构做了深入的研究。其结构可靠度指标β作为概率极限状态设计下结构安全度的主要度量指标，是衡量桥梁结构可靠性相对统一的数量化指标。我国现行的公路桥梁结构按承载能力极限状态下，采用目标可靠度评价指标，反映了我国公路桥梁结构设计的可靠度水平。目前我国桥梁在结构安全度亦既可靠度评价方面主要参照《公路桥涵设计规范》。

何谓桥梁的耐久性问题？应该说此问题是近20年来逐渐被人们所重视。我国桥梁结构要略晚于建筑结构领域对此问题的研究。在世界范围内，对混凝土耐久性的重视始于上世纪70 年代末。清华大学陈肇元院士曾撰文指出：“建筑物的耐久性是建筑物及其构件在给定的期限内并在各种作用下维持其功能的能力，而建筑物及其构件的使用寿命则是在其建造完工或生产制成以后，仅在一般的维

护条件下，其所有性能均能满足原定要求的期限。”英国学者也提出：“耐久性预测不可能是一门精确的科学，建筑物的预测寿命只能是个估计。”国内外专家近年来十分关注桥梁结构在设计基准期内，是否满足预定的功能要求作为桥梁可靠性评价的重要指标。如美国的北卡罗来那和明尼苏达等州，将桥梁剩余寿命作为评价桥梁的重要因素。研究成果表明，耐久性的研究和评价对桥梁结构寿命的延长和防止重大事故的发生将会产生巨大的经济效益和社会效益。总体说来，桥梁耐久性是对未来的预测。国际标准ISO2394:1998《结构可靠性总原则》中明确：“结构设计的目的是尽量减小结构或结构构件的失效概率，保证其可靠度……。结构与结构构件的耐久性是指其在工作寿命期内，在适当的维护条件下在其所处环境中保持正常工作的能力。”并提出要注意一些相关因素的影响，如结构预期用途、要求的性能、环境条件、材料性能、结构体系、构件形状、结构细部构造、工艺质量和控制水平、专门的防护措施以及在设计工作寿命期的维护等。

3 应关注的有关问题

近些年来国内外在桥梁建设上，涉及安全度和耐久性出现的问题屡见不鲜甚至出现危急公众的安全事件。因此如下若干问题应引起桥梁建设者的高度关注：3.1 已建常规桥梁设计标准低，造成安全隐患

我国在20 世纪60～70 年代修建的桥梁，限于当时的社会经济发展水平,其设计荷载标准较低，而且大部分城市和公路桥梁如今仍在服役，已不适应交通量日益增长的需要，面临着恢复和提高现有旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，消除交通安全隐患。

我们知道桥梁安全性的评价实质就是其承载能力评定，它是桥梁可靠性评价

的主要内容。通过调查发现，不少城市已建的常规桥梁结构（指一般结构）因设计、施工、材料、养护管理、交通荷载的变化以及所在环境的浸蚀、偶然事故等原因所引起桥梁整体或组成它的基本部件，在强度、变形、刚度等方面的损坏而影响桥梁结构在正常使用条件下的安全性和耐久性方面存在相当多的问题。3.2 车辆超载对桥梁结构的损害

近年来车辆严重超载对桥梁的安全度和耐久性带来很大的隐患。我国华北和华南地区的一些桥梁，由于经常过往超载的车辆（如运煤车，货柜车），造成

桥梁结构严重受损,其使用寿命大大缩短，甚至出现危及人民群众生命财产安全的重大隐患。

3.3 混凝土品质的变化造成桥梁使用寿命和耐久性降低

在过去的一个时期，人们关注混凝土的质量往往是以单一的强度指标作为标准，导致了我国水泥工业对水泥强度的片面追求。而水泥细度的增加，水泥熟料中早期强度的提高，促使水泥矿物成份含量增大。这些措施虽有利于提高混凝土的强度，但不利其耐久性。而混凝土养护不利，以及外部环境的恶化（酸雨等），都对混凝土造成严重腐蚀，造成桥梁使用寿命和耐久性的降低。

自20 世纪80 年代以来，工程建设领域以提高耐久性为目标，广泛采用高性能混凝土，已在世界各地引起人们的广泛重视。桥梁结构从下部结构到上部结构，从中小跨径到大跨径，高性能混凝土得到了广泛的应用，耐久性和结构强度均提高了一倍左右。研究成果表明，高性能混凝土通过增加活性掺料减少水泥用量，具有良好的耐久性、工作性、强度和体积的稳定性。

3.4 北方桥梁除冰盐对桥梁耐久性产生不利影响

自20 世纪70 年代开始，我国北方地区为保证冬季雪后道路交通畅通，在立交

桥梁上为融化冰雪大量采用除冰盐。通过调查发现，使用10～20 年左右的桥梁，除冰盐对桥梁结构的钢筋产生严重的腐蚀，使用不到10 年的桥梁，在氯离子影响范围，钢筋也处于锈蚀状态。由于我国北方冬季气候非常干燥，使用除冰盐后，盐水很容易进入结构混凝土中而达到饱和，当外界环境非常干燥时，混凝土中的水流方向发生逆转，纯水通过混凝土的毛细孔向外蒸发，混凝土内部的盐分浓度增加，又使其向混凝土内部扩散，并形成恶性循环。据调查，除冰盐引起的钢筋锈蚀是北方桥梁结构破坏的重要原因。按照欧洲国家对混凝中钢筋腐蚀速度的研究成果，钢筋开始锈蚀至破坏的时间约为总寿命的1/3。近年来在部分城市推广的新型除雪剂仍含有盐分，对桥梁耐久性亦造成不利的影响。

3.5 桥梁结构防水不当影响结构的安全性和耐久性

从20 世纪90 年代初，人们对桥梁防水技术开始关注并进行专题研究不少桥梁不做防水或防水不利造成桥面渗水、钢筋锈蚀、铺装层剥落、碱骨料反应等，引起混凝土胀裂等严重损坏问题，严重影响了桥梁的耐久性和正常使用寿命，以及行车的舒适性和安全性。

3.6 施工和管理水平低

国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌，已使工程界对桥梁安全性问题倍加关注。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达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足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，更是对桥梁安全造成致命的损害。而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。

3.7 设计理论和结构构造体系不够完善

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。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。

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。

3.8 施工监测不利产生的影响

桥梁施工监测是针对工程施工过程中结构的关键部位，对主要施工方法及关键技术进行控制。加强对施工过程中的监测控制，是保证桥梁结构安全、可靠、确保工程质量的必要措施。桥梁设计中应充分考虑施工过程的变化情况（如构件运输、体系转换、振动荷载等），并应满足正常使用的需要。如果未充分考虑桥梁的结构储备和体系形成的各种不利因素，将桥梁结构视为正常使用情况的结构，会产生十分不利的问题或危及桥梁结构的安全，这方面的经验、教训在国内外的建桥史上屡见不鲜。桥梁（特别是大跨径桥梁）的施工监控问题，是桥梁建设中十分重要的问题，关系到其结构安全度和耐久性。譬如，悬索桥的施工特点是一旦主缆安装就位，主缆内力、挠度则完全取决于结构体系的形成过程、索鞍和塔顶及主梁之间相互连接情况、结构自重、施工荷载和温度场变化过程，因为后期将无法人为地再调整主缆内力和位型。因此在悬索桥的施工中，控制主缆无应力下料长度、主缆在自重作用下的初始安装位置（初始垂度和线型）、索鞍初始预偏量的计算等将成为悬索桥施工过程计算的关键。必须根据实际观测结果经分析识别得到结构实际参数，并计算和调整各施工阶段控制点标高、位移量、内力和应力的理论值，这是悬索桥施工监控的重要环节.若施工监控不利则后患无穷。又如斜拉桥施工中必须建立监测系统，一切施工步骤都必须按预定的程序严格执行。施工过程中（如混凝土斜拉桥的现浇工艺）每个步骤内力和变位都是可以预报的，因此应不断进行监测，并提高预报的可靠性，这也是一个安全警报系统，如果预报与实测值相差较大，必须停工检查，分析原因，以确保桥梁结构的安全。

3.9 桥梁结构新发展所带来的问题

近些年来，我国桥梁（主要是立交桥梁）因交通功能需要，各大中城市在修建道路立交时，采用了一批弯桥、坡桥、斜桥、独柱弯桥及异型结构（如点支承的异型平板桥），反映了我国城市立交桥梁结构的新发展。由于我国尚未有成熟的设计规范来指导设计，致使一段时间不少桥梁出现了问题。桥梁加固投入了大量资金。究其原因，主要是其桥较长，抗扭跨径较大，在温度力长期反复作用下，随着结构发生侧向水平位移翻转的时间增加;因此结构的横桥向累计位移是造成梁体水平位移及翻转变化的重要因素，而人们事先对此问题的认识是不够的。过去一段时间，在桥梁建设上曾一度出现单纯追求结构上轻巧，单薄的倾向，也严重影响其耐久性。此外，我国部分城市的独柱支承预应力弯桥发生支座脱空的现象也比较严重，主要原因是对预应力钢束产生的扭矩认识不足，结构计算分析中未计入预应力对扭矩的影响；支座预偏心设置和支承体系设计不合理；设计中对长期荷载，特别是对温度力、制动力、收缩、徐变引起的平面外水平变位认识不足，水平限位措施不利等，导致了上部结构在长期荷载作用下的“水平爬行现象”。由于不少独柱弯梁桥的部分支座脱空现象，对其结构的安全度和耐久性等将产生十分不利的影响。

此外，桥梁的支座由于橡胶老化（板式，圆板式和盆式支座），如何进行支座的更换和不少地方的建设方（业主）在工程招标中追求低价选择中标方以及桥梁建设中设计、施工等配合不利，都对桥梁的安全度和耐久性产生重要影响，亦应引起我们的高度关注。

4 研究趋势

桥梁结构的安全度（结构可靠度）和耐久性问题是涉及多学科并与工程应用有着极为密切关系的问题，研究和逐渐深化认识该问题，对桥梁结构能否符合安

全可靠、耐久适用、经济合理、技术先进，确保质量的要求，起着重要的作用。近年来，国内外学者和桥梁建设者对桥梁结构的安全度和耐久性问题给予了充分重视，并取得显著成果，研究的趋势综述如下：

4.1 近年来我国在工程结构可靠性的研究方面取得很大进展，即由正常使用期可靠性的研究，拓展为结构生命全过程可靠性的研究，以可靠度为尺度来分析、估计结构的耐久性，进而为结构的耐久性设计和已有结构的维修加固提供依据，这是工程结构可靠度的主导研究趋势。

4.2 国内外学者对结构物（建筑、桥梁结构等）的耐久性和使用寿命的研究已成为结构工程学科的主要发展前沿。国际上一些权威的混凝土结构设计规范和规程都修改了与耐久性有关的规定，有的规范明确了不同结构的设计使用寿命，有的则提高了对混凝土强度等级、水灰比、保护层厚度及配比等方面的要求。美国公路桥梁规范规定在盐分的环境下混凝土水胶比不高于0.5，欧洲规范规定桥梁结构的混凝土的水胶比不高于0.4。国外对一些大跨梁桥梁结构，针对其具体的侵蚀环境，规定了其耐久性和使用寿命的分析预测的内容，并提出了量化的指标。

4.3 国内外学者积极开展桥梁结构耐久性评定标准的研究。研究成果表明，桥梁结构耐久性评定标准不仅考虑承载力的可靠性，还应综合考虑结构的经济、社会和环境效益，结构破坏和功能丧失所造成的损失，以及社会经济发展水平和公众对风险的承受力等诸多因素。还将开展对耐久性机理的研究，各类结构损失数据的统计、社会发展水平以及公众承受力对标准的制约性工作等研究。

4.4 高性能混凝土（大于C60 级，称为HPC）自20 世纪80 年代在桥梁建设领域得到迅速推广。HPC 是利用超细矿物掺料（粉煤灰、碱矿渣、硅灰等）替换

混凝土中的一部分水泥，再掺加高效减水剂，使混凝土在大量减少水泥用量和水化热的同时，具有高流动度、高密实度与高后期强度。HPC桥梁的耐久性是一般混凝土的2 倍，并具有节约资源，减少空气中CO2，且利用了工业废料，有利于环境保护，这项研究成果在铁路和公路桥梁建设中已得到广泛的应用。

4.5 针对近年来一些桥梁中的弯桥，特别是独柱预应力弯梁接连出现问题的情况，有关部门正在编制我国曲线梁桥设计指南，并适时纳入相应设计规范中。将通过综合分析研究，明确曲线梁桥上部结构的合理跨径，包括扭转跨径与扭矩峰值的合理分布，下部结构（墩柱、基础类型）的合理选择。通过对曲线梁桥结构体系的研究，提出结构体系稳定性的相关措施和规定，以满足正常使用的需要，提高该类桥型的安全度和耐久性。

4.6 桥梁防水问题日益受到各方面的关注，桥梁防水问题作为提高结构的耐久性措施已摆到十分重要的位置，且发展前景十分广阔。目前不少桥梁设计人员对防水材料，特别是对一些新型防水材料缺乏系统的了解，在设计图纸上无细化的防水设计、无选材说明，往往造成选材不利，影响桥梁使用寿命和耐久性；应逐步与国际接轨，借鉴国外的一些成功经验。今后几年桥梁专用防水材料的研制、开发和生产将有极大的发展。科研、材料、设计、施工和管理等部门将加大合作力度。开发一批桥梁专用防水卷材和防水涂料将指日可待。同时，高性能砼在桥梁结构中广泛应用将提高桥梁结构的自身防水能力。国内和国际间的交流与合作将更加广泛，我国桥梁防水技术将广泛吸取其它行业防水技术的成功经验，促进桥梁建设的发展。

5 相关对策措施

5.1 提高常规混凝土（

由于我国还是一个发展中国家，地域广阔，经济发展很不平衡，因此常规混凝土仍广泛应用。因此应依据使用条件对混凝土的各项性能指标及结构构造提出具体要求。如水灰比的控制要求、混凝土的抗冻性、抗渗性能要求、保护层厚度要求、裂缝控制要求、设计使用寿命期间受到的氯离子侵害的保护措施。并在施工期间，严格控制原材料质量和生产程序，从而减少混凝土性能上的变异，提高混凝土的品质――整体质量，以确保桥梁结构的安全度和提高耐久性。

5.2 应加快我国高性能混凝土的研究和推广应用

高性能混凝土具有高工作性、高耐久性、高尺寸稳定性和高强度以及高抗氯离子渗透性能；为延长桥梁结构的使用寿命，应积极推广高性能混凝土和高强钢材，以达到提高混凝土强度并加快其硬化过程的目标，提高混凝土的耐久性。我国工程建设领域，特别是桥梁工程应将高性能混凝土的研究和推广应用作为确保桥梁结构安全和提高耐久性的重要对策措施。

5.3 进一步完善桥梁结构耐久性的构造设计

在材料、环境等因素相同的条件下，不断完善桥梁结构的混凝土耐久性设计，将减少正常维修费用并延长结构使用寿命，譬如加大混凝土保护层的厚度，延缓钢筋钝化膜的破坏，延迟氯化物对钢筋的腐蚀。适当加大桥梁结构的结构尺寸，解决配筋密度过密时，造成混凝土浇筑困难，骨料分布不均匀，混凝土密实度下降等；并提高桥梁防撞能力，以确保防撞系统与主体结构的耐久性。

5.4 加快桥梁结构防水规范的编制和应用

近年来桥梁建设者已取得共识，桥梁防水的设计和施工对其安全度和耐久性至关重要。因

此急需编写有关标准和规范，对设计人员提出具体的技术要求，规范设计和防水

施工的关键环节。应进一步改进我国桥梁防水结构设计，充分认识到桥梁结构自身防水功能是解决桥面漏水问题的症结所在，在构造设计上应充分考虑桥梁的耐久性要求，提高结构的防水性能和功能，从砼材料的选择和施工技术方面进行研究。要提高砼本身的密实程度，抑制和减少砼内部孔隙的产生，堵塞和杜绝渗水的通道，使外部水份无法渗入材料的内部。同时对砼外加剂也应进行系统的研究。目前不少桥梁施工采用旱强剂，产生大量水化热，增加砼干缩裂及徐变带来次应力影响等，对此应予以充分的重视，并采取相应的对策措施。积极研制和开发适合桥梁结构施工和工作环境专用的防水材料，开发出适应桥梁工作环境。应具有较高的强度和优良的防水性、延伸性、抗裂性，能适应车辆荷载、温度变化等作用下产生的变形功能；要具有良好的高温耐热、耐寒性能，能适应较大的温度变化；要具有良好的粘接性、抗剪切性和抗疲劳性，能使防水材料与桥梁主梁砼和桥面铺装间有可靠的联接；还应满足防水施工工艺简单、便于掌握、造价适中、运输和储存方便，并确保防水质量。

5.5 重视特殊环境下的钢筋混凝土的防护

特殊环境的桥梁（如处于海洋环境下），由于海水中氯离子浓度较高，约为19000mg/L，钢筋极易受腐蚀。主要是处于浪溅区的钢筋混凝土易发生钢筋腐蚀破坏，其次是水位变动区和大气区。需在材料技术上采取相应对策措施。A）采用环氧涂层钢筋；B）采用阴极保护技术；C）混凝土表面涂层技术；D）采用不同的外加剂。如高效减水剂、泵送剂、缓凝剂，以及外加阻锈剂防护等。5.6 加强对弯、坡、斜,异型桥梁及大跨径桥梁（斜张桥、悬索桥、刚构桥及拱式桥）安全度及耐久性的研究。应针对以往存在的问题，采取相应的对策措施，确保桥梁结构的安全性、稳定性和耐久性。要修订和完善桥梁相应的设计规范及

施工规程；加强对城市弯、坡、斜桥和异型桥梁及大跨径桥梁安全度及耐久性的研究,以满足设计和施工符合耐久性的要求，确保桥梁结构的正常使用。

5.6 应该更加重视结构的耐久性问题

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，从而导致结构各部分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前换索，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行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，影响结构耐久性的决定性因素是来自构造上（也即设计上）的缺陷。

国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究，也取得了不少成果。这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。

国外的桥梁设计有鉴于耐久性不足导致的严重损失，近年来十分重视提高结构物的耐久性并将其作为重要的设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节，强调使结构易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修费用，取得了较好的综合经济效益。实际上，国内外的研究和实践都表明，结构耐

久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

5.7 重视对疲劳损伤的研究

桥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。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。

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。

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。

5.8 充分重视桥梁的超载问题

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。

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。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能够闭合，但由于混凝土结构内部已经受到损伤，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，本来不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出规范允许的裂缝或产生较大的变形。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、分析。

5.9 加强国内、国际间桥梁结构安全度和耐久性问题的学术交流，积极借鉴国外的经验和成果。

国内桥梁设计存在的主要问题是结构正常使用性能差（指与设计期望相比，可归结为适用性能差，包括桥梁的过大振动、线形不平顺、接头跳车、结构开裂和过大的变形等）、耐久性和安全性差（包括使用寿命短、维护费用高、安全事故较频繁等）。这些问题的产生固然与目前国内施工质量和管理水平较低有关，但平心而论，既然这种现状不能在短期内得到解决，那么作为工程设计人员就应该在正视这一问题的前提，充分考虑到现阶段的施工和管理水平和材料工艺水平，采用适当的安全度、适当的设计方法来保证桥梁使用性能的达到，这才是更为主动和有效的方法。特别是桥梁存在的耐久性和安全性问题很多与结构体系或使用材料选择不合理及结构细节处理不当有关。

在欧洲国家（如德国、丹麦等），非常重视对结构物进行性能设计，内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外，尚应有良好的使

用性能（包括寿命和耐久性、抗腐蚀、耐疲劳性、美观等）。就其本质而言，欧洲国家的PBD理论，主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能，分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律，寻求新的结构设计理念和方法。从欧洲人的观点来看，PBD似乎是对以耐久性为核心的结构使用性能指标的综合考虑。这一点对国内工程界应该是有启示的。目前国内的设计可视为静态的设计，它只定义了设计建成时刻结构具有的工作能力和性能，而对营运期间性能随时间的劣化及其实际的性能表现缺乏足够的认识和考虑；换言之，从经济性的角度讲是只考虑了建造成本，而忽视了营运期的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益。

应不断搜集和了解国外该领域的发展动态，总结正反两方面的经验教训，树立技术创新观念，重视桥梁结构安全度和耐久性问题研究和成果转化，发挥科研、材料、设计、施工、管理等各方面的积极作用，开展学术交流,共同携起手来，不断探讨大家共同关心的问题，祖国现代化进程中，推动我国桥梁事业的发展，促进我国桥梁建设的技术进步。

桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题，要积极借鉴国外成功的经验和做法，除了加强施工质量管理外，要从桥梁设计理念和结构体系和构造的角度做好耐久性的设计。同时需要研究疲劳和超载对于桥梁结构耐久性的影响。

参考文献

〔1〕中华人民共和国行业标准.桥梁设计荷载标准.北京：中国建筑工业出版社，1998 年〔2〕中国土木工程学会第九届年会论文集.工程安全及耐久性.北京：中国水利水电出版社，2000 年5 月

〔3〕第十四届全国桥梁学术会议论文集.上海：同济大学出版社，2000 年11 月〔4〕第十五届全国桥梁学术会议论文集.上海：同济大学出版社，2002 年12 月

桥梁结构设计中的耐久性设计 王永超

桥梁结构设计中的耐久性设计王永超 发表时间：2018-04-02T16:23:41.447Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：王永超 [导读] 摘要：桥梁结构设计中耐久性问题一直以来是桥梁设计人员研究的重点问题，在桥梁设计过程中，采用哪种方式提升桥梁耐久性是非常重要的，结合作者实际，从桥梁安全性耐久性存在的问题以及提高桥梁结构耐久性设计的主要措施进行了分析，希望在分析过后能够给广大设计人员提供一些参考。 唐山市交通勘察设计院有限公司河北唐山 063000 摘要：桥梁结构设计中耐久性问题一直以来是桥梁设计人员研究的重点问题，在桥梁设计过程中，采用哪种方式提升桥梁耐久性是非常重要的，结合作者实际，从桥梁安全性耐久性存在的问题以及提高桥梁结构耐久性设计的主要措施进行了分析，希望在分析过后能够给广大设计人员提供一些参考。 关键词：桥梁；结构设计；耐久性 随着现代经济发展，桥梁建筑有了很大的发展空间，在施工过程中，使用建筑材料问题上，要重视混凝土以及桥梁结构的耐久性，两者在建筑过程中起到重要作用，减少施工问题发生的可能性。在设计前，要掌握各个结构的承载力、根据材料使用过程进行设计。在使用混凝土前，要对各个施工结构的承载力进行控制，根据基本原则进行设计。 1影响桥梁安全性与耐久性的因素分析 1.1环境影响不容忽视 现代建设桥梁过程中，其的施工过程以及施工环境问题与设计内容仍然存在着一定的距离，施工人员必须要重视环境影响问题。混凝土实际施工的抗拉强度只是设计抗拉强度的10%，早期水化热现象以及干缩现象都有较大变化，环境的温度以及湿度在加上日晒雨淋不断的冲击荷载力，导致混凝土的总体结构出现裂缝现象，出现裂缝后，遭到水分子以及氯离子进入到其中，使钢筋面层不断出现纯化现象，直至腐蚀，导致钢筋表面和混凝土之间的胶结力达不到化学标准，钢筋与混凝土在后期施工中无法顺利完成作业。混凝土结构的耐久性遭到破坏的主要原因是因为其构件的强度以及刚度都达不到标准。 1.2 施工和管理水平低 目前，大多数桥梁的安全性以及耐久性都达不到设计标准，其主要原因是因为在施工过程中，施工人员没能按照设计要求进行作业，在管理问题上也存在着很多问题。大部分桥梁的施工质量与规范要求以及设计要求存在着一定的差距，施工材料的强度以及施工技术都达不到规范标准，导致桥梁在短期使用中就出现破坏以及倒塌现象；另外，部分桥梁在施工过程中，管理人员没能做好管理工作，导致偷工减料现象发生，对桥梁的安全问题带来很大影响。 1.3设计理论和结构构造体系不够完善 设计过程中，在桥梁的施工过程以及使用过程的安全问题上设计不够全面。在设计桥梁结构时，应当根据合理的结构方案进行设计，做好整个桥梁结构的分析工作，设计出构件连接过程，并按照规范要求，掌握桥梁的安全系数以及指标，确保整个施工结构达到安全性。 在设计过程中，设计人员不能单只按照规范要求满足结构强度的安全度，应当根据结构的体系以及构造和使用材料、维护和耐久性等问题进行设计，总结出设计过程以及施工过程和使用过程出现的问题，在根据总结出的结果进行改进，加强桥梁稳定性的同时不断提升桥梁结构的安全性。 此外，在施工过程中，个别结构的整体性以及延性达不到标准，导致冗余性小；设计的计算图式与实际受力路线不相符，导致局部的受力超出设计标准；混凝土的强度以及保护层的厚度与钢筋直径和构件戴面都达不到设计要求；导致桥梁结构的耐久性达不到预算要求，无法确保桥梁结构的安全性。大部分桥梁结构达到设计规范要求强度的情况下，无法确保桥梁的耐久性，在使用时间上，达不到预算标准，导致结构的安全问题得不到保障。因此，在设计过程中，设计人员应当加强重视桥梁的结构以及使用的施工材料，提高桥梁结构的耐久性。 2桥梁结构耐久性设计 2.1要满足接混凝土耐久性指标 要想提高桥梁结构的耐久性，就要确保混凝土的耐久性能够达到标准。混凝土的耐久性是由混凝土材料决定的，材料中的水灰比例以及水泥的用量和强度等级与混凝土的耐久性有着密切联系。在设计时，应当围绕《桥规JTG1362》制定的标准进行设计，在施工过程中，根据不同的施工环境制定合理的施工方案，并要自觉遵守设计标准进行作业，控制好水灰比例以及水泥用量、了解强度等级以及大氯离子的含量与碱含量，提升混凝土的耐久性。 2.2 重视钢筋混凝土保护层设计厚度 钢筋的锈蚀程度是由混凝土的碳化决定的。一般情况下，混凝土的保护层一旦出现碳化，会直接影响到钢筋表层的钝化膜，导致钢筋出现锈蚀现象。在施工过程中，首先，要注重钢筋混凝土，应当根据标准增加其保护层的厚度，减少钢筋出现锈蚀的可能性，确保混凝土结构的耐久性。其次，相关管理部门制定钢筋混凝土保护层的厚度范围跟以往实际设计范围不同，两者之间存在着一定的距离。在设计过程中，根据现场实际施工情况增加混凝土保护层的厚度，确保混凝土结构的耐久性。 2.3 做好构造配筋设计，减少混凝土裂缝出现 混凝土一旦出现裂缝，桥梁整体结构会受到一定的损害，混凝土的结构在遇到日晒雨淋影响后容易出现裂缝现象，出现裂缝后，混凝土的渗透性有所提高，侵蚀速度不断提高，增加侵蚀力度，导致混凝土结构的耐久性达不到标准。因此，要想提升混凝土结构的耐久性就必须要预防混凝土出现裂缝现象，在施工过程中，必须要按照规范标准进行作业，并掌握实际施工情况围绕混凝土结构制定合理的施工方案，对混凝土施工过程做好监督工作，减少在使用中出来多数裂缝的可能性。 2.4提高后张法预应力钢筋管道压浆质量 根据了解《混凝土结构耐久性设计与施工指南》具体内容得知，在设计钢筋耐久性过程中，必须要重视预应力钢筋的锈蚀程度，在没有任何提示的情况下，其会直接影响到钢筋的整体结构，应根据实际情况制定合理的施工防护措施。对混凝土结构出现预应力氯盐侵蚀程度以及筋和锚具与连接器等钢材做好防护工作，可以运用环氧或锌对钢材进行涂抹，根据施工进度往密封性能方向制定合理的预应力体系，在施工过程中，不允许出现金属螺旋管，应当运用具有密封性能的塑料波形管进行作业，另外，在施工前，管理人员要对管道灌浆材

桥梁隧道风险评估流程方法

3.1 风险研究内容与分析目标 3.1.1 风险研究内容 风险管理的目标是通过有效的评价管理去避免项目风险的产生或减少风险事件发生给工程带来的损失，以确保工程工期和造价不超过既定目标，同时确保工程质量满足要求并安全顺利进行。对于水下公路隧道，风险研究的主要内容如下： （1）隧道风险评价方法的选取； （2）隧道建设风险分析评估； （3）隧道运营风险分析评估。 3.1.2 风险分析目标 （1）工程风险因素辨识及风险评估方法选择 根据水下隧道特点，进行隧道工程风险因素辨识、选定适宜的评价方法，建立风险发生的可能性表达及后果预测模型，对风险因子危险度进行定量评估研究。 （2）隧道建设期安全风险分析 根据国内外同类公路隧道建设实例调查，结合隧道工程特点开展隧道在建设过程中可能产生的风险事故进行分析，主要包括洞口失稳事故、突水（涌泥）事故、塌方事故、大变形事故、瓦斯事故、岩爆事故、工期等，并对风险进行详细

的分析与评估，评定各风险因素的等级，找出主要防范风险，并建议相应的风险对策。 （3）隧道运营风险分析 包括隧道结构稳定性风险分析，运营通风系统的可靠性及风险分析、消防设施可靠性及事故风险分析。针对隧道火灾事故，在模拟火灾烟气蔓延的基础上，分析火灾环境下隧道内人员疏散安全。 3.2 安全风险评估流程与评估方法 3.2.1 风险评估流程 风险评估与分析的基本流程为： 风险评估的步骤包括：风险辨识、风险估测、风险评价、风险控制及应急预案，风险评估的流程如图3.1所示。

1）风险辨识 （1）充分了解所需要研究的工程情况，收集资料，包括工程背景、气象资料、地质资料、工程已有的研究报告等； （2）辨识隧道方案在工程建设期和运营期存在的风险，划分评价层次单元，对各评价单元的可能发生的风险事故进行分类识别； （3）采用定性与定量相结合的分析方法或定性描述方法，根据风险的存在形式和状态进行风险分类；

2021版桥梁结构安全性设计若干问题的思考

2021版桥梁结构安全性设计若 干问题的思考 Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0752

2021版桥梁结构安全性设计若干问题的思 考 笔者一直在从事桥梁施工阶段的监理工作，在施工监理过程中，发现影响桥梁使用安全性、耐久性方面存在着若干问题，原因涉及到设计、施工和监理等方方面面。本文仅从设计方面的若干问题进行分析，并提出一些对策措施。 一、具体细节的设计方面 设计人员没有结合桥梁所在地区的材料实际供应情况。在乡镇，优质的砂石子材料一般不多，如果设计高强度混凝土(如预应力空心梁混凝土设计为C50)，将可能给施工造成很大困难。因此，在乡镇地区，桥梁混凝土抗压强度设计为C40为妥。而在市区，预应力空心梁混凝土抗压强度设计为C40或C50均可，因市区一般都有商品

混凝土基地，砂石材料供应质量有保障。 设计人员对乡镇地区洪水位了解不详，经常导致设计时桩基系梁位置较低，施工困难，造成系梁结构质量不易保证。监理单位应该协调设计单位，适当提高系梁标高。 构造设计存在漏洞。典型问题是伸缩缝处仅设普通橡胶支座。应改为橡胶活动支座，否则在汽车荷载作用下伸缩缝处易拉裂，普通橡胶支座变形，极大地影响结构安全和耐久性。监理人员应及时发现问题，建议业主要求设计单位进行支座变更。 桥面没有设计整体钢筋网，没有考虑汽车超载问题。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，监理及施工单位必须事先做好复查工作。桩基主筋保护层与建筑制图不一致，施工及监理单位必须十分注意这一问题，否则桩基主盘保护层难以达到设计要求。 二、结构的耐久性设计问题

公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南(无水印版)

附件 公路桥梁和隧道工程设计安全风险评估指南 (试行)

目录 1 总则 (1) 2 术语 (2) 3 安全风险等级确定 (5) 3.1 风险发生概率等级与判断标准 (5) 3.2 风险损失等级与判断标准 (5) 3.3 风险等级的确定 (6) 4 评估方法 (7) 4.1 风险源的评估方法 (7) 4.2 风险源发生概率的评估方法 (8) 4.3 风险损失的评估方法 (9) 4.4 风险等级的评估方法 (9) 5 安全风险评估程序与要求 (10) 5.1 评估程序 (10) 5.2 评估小组及评估人员要求 (10) 5.3 评估报告内容及格式 (11) 6 安全风险应对与管理 (13) 6.1 一般规定 (13) 6.2 安全风险应对 (13) 6.3 风险管理 (13) 7 桥梁工程初步设计阶段安全风险评估 (15) 7.1 一般规定 (15) 7.2 评估流程 (15) 7.3 风险源 (17) 7.4 风险事件与风险源辨识 (18) 7.5 风险控制 (20) 8 桥梁工程施工图设计阶段安全风险评估 (22) I

8.1 一般规定 (22) 8.2 评估流程 (22) 8.3 风险评估 (24) 9 隧道工程初步设计阶段安全风险评估 (25) 9.1 一般规定 (25) 9.2 评估流程 (25) 9.3 风险源 (27) 9.4 风险事件与风险源辨识 (28) 9.5 评估方法 (34) 9.6 风险评估 (34) 9.7 风险控制 (35) 10 隧道工程施工图设计阶段安全风险评估 (37) 10.1 一般规定 (37) 10.2 评估流程 (37) 10.3 风险评估 (39) 附录A 表格 (40) 附录B 专家调查法 (43) 附录C 风险发生概率和风险损失量化方法 (45) 附录D 评估报告格式 (48) II

现代桥梁健康安全监测系统++

目录 一、传统桥梁结构检查与评估概述 (1) 二、现代桥梁健康监测系统概述 (2) 三、健康监测系统研究现状 (3) 四、健康监测系统实施现状 (5) $ 五、健康监测系统应用效果与存在问题 (9) 六、健康监测系统改善建议与发展前景 (10) "

一、传统桥梁结构检查与评估概述 桥梁在建成后，由于受到气候、腐蚀、氧化或老化等因素，以及长期在静载和活载的作用下易于受到损坏，相应地其强度和刚度会随时间的增加而降低。这不仅会影响行车的安全，并会使桥梁的使用寿命缩短。为保证大桥的安全与交通运输畅通，加强对桥梁的维护管理工作极为重要。桥梁管理的目的在于保证结构的可靠性，主要指结构的承载能力、运营状态和耐久性能等，以满足预定的功能要求。桥梁的健康状况主要通过利用收集到的特定信息来加以评估，并作出相应的工程决策，实施保养、维修与加固工作。评估的主要内容包括：承载能力、运营状态、耐久能力以及剩余寿命预测。承载能力评估与结构或构件的极限强度、稳定性能等有关，其评估的目的是要找出结构的实际安全储备，以避免在日常使用中产生灾难性后果。运营状态评估与结构或构件在日常荷载作用下的变形、振动、裂缝等有关。运营状态评估对于大桥工件条件的确认和定期维修养护的实施十分重要。耐久能力评估侧重于大桥的损伤及其成因，以及其对材料物理特性的影响。 传统上，对桥梁结构的评估通过人工目测检查或借助于便携式仪器测量得到的信息进行。人工桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查。但是人工桥梁检查方法在实际应用中有很大的局限性。美国联邦公路委员会的最近调查表明，根据目测检查而作出的评估结果平均有56%是不恰当的。传统检测方式的不足之处主要表现在： （i）需要大量人力、物力并有诸多检查盲点。现代大型桥梁结构布置极其复杂，构件多且尺寸大，加之大部分的构件和隐蔽工程部位难于直接接近检查，因此，这对现代大型桥梁尤其突出； （ii）主观性强，难于量化。检查与评估的结果主要取决于检查人员的专业知识水平以及现场检测的经验。经过半个多世纪的发展，虽然桥梁的分析设计与施工技术已日趋完善，但对某些响应现象，尤其是损伤的发展过程，尚处于经验积累中，因此定量化的描述是很重要的； （iii）缺少整体性。人工检查以单一构件为对象，而用于现代机械、光学、超声波和电磁波等技术的检测工具，都只能提供局部的检测和诊断信息，而不能

桥梁结构设计中的耐久性设计

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/389553786.html, 桥梁结构设计中的耐久性设计 作者：张振华 来源：《科学与技术》2018年第13期 摘要：随着城市规模的不断扩大，城市布局错综复杂，为了是人们的出行更方便，城市中的桥梁建设越来越多，桥梁负荷越来越重，这就使得混凝土结构桥梁的耐久性大大降低。在目前的混凝土结构桥梁设计中还存在不少问题，这些严重影响了桥梁的使用寿命。因此，对混凝土结构桥梁耐久性设计进行研究，就显得十分有必要了。本文对桥梁结构设计中的耐久性设计进行了探讨。 关键词：桥梁结构设计；耐久性设计；措施 耐久性是桥梁工程结构设计的重要内容之一，其会受到设计问題和超载问题等因素影响。所以要保证桥梁工程结构设计整体质量，就应在优选结构设计材料的基础上，重视结构冗余设计和桥梁构造设计，确保可以增强其耐久性。 1桥梁结构耐久性的概念与重要作用 桥梁结构设计过程中必须考虑其结构耐久性，为了更有助于相关设计人员采用有效合理的设计方案来保证桥梁的耐久性要求，首先有必要对结构耐久性加以充分仔细的了解，完全掌握领会其含义要求，所谓结构耐久性，是指结构所具备的在有限的使用寿命和维护措施的前提下，针对外界荷载、环境变化以及材料等因素可能受到的各种力的作用，能够有效抵御恶劣影响的能力，而这种能力，无论对于提升桥梁的安全运行效率、经济营收效益，还是促进社会交通秩序发展、百姓日常出行的便利都具有着无比重要的作用，这不再是某个人或某个企业为追求经济利润所做出的工程业绩，而是国家的公共交通基础设施建设的巨大需要，所以其作用意义是深远的。 2影响桥梁耐久性的因素 2.1结构构造与设计体系存在缺陷 桥梁结构的耐久性设计是桥梁设计领域急需解决的一个重要问题。在实际操作过程中，桥梁工程设计人员很容易只重视桥梁结构强度，用结构强度满足工程安全性的需求，而忽视溺寸过程和施工过程中的人为错误，因为人为错误极易使结构耐久性降低。当桥梁工程计算标准不明确、设计标准较低、混凝土强度较低时，会给结构的耐久性带来一定的影响。与此同时，按照工程的使用条件和使用环境的不同，对体系的设计要求也有所不同。要保证桥梁结构具有较强的可靠性，设计过程中一定要严格依据设计规范进御蜀十，确保设计人员深刻了解桥梁结构的本性，仔细判断设计结构是否真正科学合理日。 2.2设计规范存有不足

桥梁工程安全风险评估报告

宁乡县益娄高速心田铺互通至流沙河连接线 工程 K8+198楚江桥 施工安全风险评估报告 编制单位：河南恒通公路桥梁建设有限公司宁乡县益娄高速心 田铺互通至流沙河连接线工程第四标段项目部编制日期： 2016年4月

目录 一、编制依据 (3) 二、桥梁工程概况 (3) 2.1工程概况 (3) 2.2主要设计标准 (3) 2.3地形地貌 (4) 2.4工地地质特征 (4) 2.5气候条件 (4) 三、评估过程和评估方法 (4) 四、安全评估内容 (4) 4.1总体风险评估 (4) 4.2专项风险评估 (7) 4.2.1施工作业分解 (7) 4.2.2风险源检查 (7) 4.2.3风险源辨识 (11) 4.2.4一般风险源风险评估 (12) 4.2.5重大风险源风险评估 (13) 4.3安全风险控制措施 (15) 五、风险评估结论 (19)

概述 此次安全风险评估由“宁乡县益娄高速田心铺互通至流沙河连接线工程第四标段项目部”组织，并负责收集、整理、提供资料，对“K8+198楚江桥”工程的总体风险评估和专项风险评估。采用风险指标体系法定量评估，确定“K8+198楚江桥”总体风险等级为III (高风险)；采用定性与定量相结合的方法，对各分项工程、大型施工设施等重大风险源进行评估，确定了专项风险等级，制定了施工控制措施。采用定性估测法，对一般风险源进行了评估，分析了危害因素、事故类型。并依据交通运输部下发的《公路水运工程施工安全标准化指南》进行编辑，特制定了本项目桥梁工程的防控措施。

桥梁施工安全风险评估报告 一、编制依据 （1）宁乡县益娄高速田心铺互通至流沙河连接线工程第四标段施工招标文件； （2）宁乡县益娄高速田心铺互通至流沙河连接线工程第四标段施工合同协议书； （3）宁乡县益娄高速田心铺互通至流沙河连接线工程第四标段施工图设计； （4）《公路水运工程施工安全标准化指南》 （5）《公路桥隧工程施工安全风险评估指南》； （6）现场踏勘调查、搜集的实地资料； （7）依据以上文件、规范、标准及工程实地勘探情况，结合我公司现有的技术装备、施工能力、管理水平，以及多年从事复杂地形地质条件桥梁工程的丰富经验，并针对本工程施工特点，以“保质量、保安全、保工期、创精品”为目标，编制本施工安全风险评估报告。 二、桥梁工程概况 2.1工程概况 K8+198楚江桥为5-20m预应力钢筋混凝土空心板桥，起止桩号为K8+145.46～K8+250.54，全长105.04米。桥位平面处于直线上，桥面横坡为2.0%，路线纵坡为1.0%，桥与河流正交。 下部构造：桥台采用桩柱式桥台，基础采用桩基础，桩径1.4米；桥墩采桩柱式桥墩，基础采用桩基础，桩径1.4米。 上部构造：5-20m预应力钢筋混凝土空心板，梁高0.95m，全桥共45片梁，其中边梁10片，中梁35片。 桥面铺装：桥面现浇层厚10cm钢筋混凝土。全桥采用10cm厚沥青混凝土铺装。 伸缩装置：仅在0号和5#桥台处设GQF-C60伸缩缝，伸缩缝采用异型钢伸缩装置。2.2主要设计标准 大桥：105.04m/1座（K8+198楚江桥） 1、荷载等级：公路-Ⅱ级 2、桥梁宽度：净11.5+2×0.5m（防撞栏杆）

桥梁设计中的安全性和耐久性(2021版)

( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 桥梁设计中的安全性和耐久性 (2021版) Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process

桥梁设计中的安全性和耐久性(2021版) 国内现行规范对桥梁设计提出的要求是适用、经济、安全、美观，这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。 具体的设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。前者是控制结构在丧失服务能力临界状态时的承载能力、设计的基本原则是要求荷载效应不利组合的设计值，必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载安全系数、材料安全系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的安全储备，是一个半概率的极限状态设计法。可以认为是对安全性要求的保证。后者控制结构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。 暂且不论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安全性和适用性两项要求，而对于经济、美观的要求则没有具体的指标进行衡量。当然，在方案设计和评审

阶段会考虑到经济和美观的要求(中小桥梁主要关注经济性，而大型和特大型桥梁对美观问题越来越重视)；但需要指出的是该阶段对经济性的评估往往是只注重考虑建设成本，而对于后期的养护、维修等的长期综合成本缺乏考虑，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。由于目前技术水平的限制，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行一次换索，如果考虑到后期换索的巨大投入，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。 现在，国内的结构设计过程中，有这样的倾向：设计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，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。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，也没有进行专门的耐久性设计（从材料、结构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，

桥梁结构健康监测

桥梁结构健康监测

目录 1. 桥梁结构健康监测的概念 0 2. 桥梁结构健康监测系统 0 2.1. 监测内容 0 2.2. 数据传输 (1) 2.3. 数据分析处理和控制 (2) 2.4. 大型桥梁结构健康监测系统 (2) 2.5. 桥梁结构健康监测的现状与发展方向 (3) 3. 桥梁结构健康监测系统的意义 (4) 3.1. 桥梁结构健康监测系统的主要作用包括： (4) 3.2. 桥梁健康监测意义 (4) 4. 现有桥梁结构监测系统存在的问题 (5) 5. 结语 (6)

桥梁结构健康监测 1.桥梁结构健康监测的概念 交通是社会的经济命脉，桥梁是交通的咽喉，交通不畅会制约社会的经济发展，所以保障桥梁的功能性、耐久性，尤其是安全性至关重要。为保证桥梁安全运行、避免严重事故发生,对桥梁结构进行健康监测应运而生，桥梁结构健康监测是以科学的监测理论与方法为基础，采用各种适宜的检验、检测手段获取数据，为桥梁结构设计方法、计算假定、结构模型分析提供验证；对结构的主要性能指标和特性进行分析，及早预见、发现和处理桥梁结构安全隐患和耐久性缺陷，诊断结构突发和累计损伤发生位置与程度，并对发生后果的可能性进行判断与预测。通过对桥梁结构健康状态的监测与评估，为桥梁在各种气候、交通条件下和桥梁运营状况异常时发出预警信号，为桥梁维护、维修与管理措施提供依据，并通过及时采取措施达到防止桥梁坍塌、局部破坏，保障和延长桥梁的使用寿命的目的。 2.桥梁结构健康监测系统 2.1.监测内容 数据采集与测量的内容主要为：变形(沉降、位移、倾斜)、应力、动力特性、温度、外观检测等。 1)变形监测 采取适宜的测量手段，对桥梁主体结构关键部位的沉降、位移、倾斜量进行监测。常用监测变形的方法有：导线测量法、几何水准测量法、GPS测定三维位移量法、自动极坐标实时差分测量法和自动全站仪三维坐标非接触量测等。 2)应力监测 桥梁运营状态中主体结构的应力变化是由于主体结构的外部条件和内部状态变化引起

桥梁结构设计问题

桥梁结构设计问题探讨 摘要：近年来，随着科学技术的发展，桥梁结构设计也得到了相应的发展，但是我国的桥梁设计理论和结构构造体系仍不够完善。本文通过桥梁结构设计中应注意事项，对桥梁结构设计的理论及设计问题进行探讨。 关键词：桥梁结构；设计问题；分析 abstract: in recent years, with the development of science and technology, the bridge structure design also got the corresponding development, but china’’s bridge design theory and structure system is still not perfect. this article through the bridge structure design should note, bridge structure design theory and design issues were discussed. keywords: bridge structure; design problems; analysis 中图分类号：u443文献标识码：a 文章编号： 一、桥梁结构设计现状 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，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果，也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，也不符合结构动态和综合经济性的要求。

桥梁施工安全风险评估报告

桥梁施工安全风险评估报告 【最新资料，WORD文档，可编辑修改】 桥梁施工安全风险评估报告 一、桥梁安全风险评估编制依据： 1、《公路工程技术标准》 2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》 3、《公路桥涵地基与基础设计规范》 4、《公路桥涵施工技术规范》 5、《公路施工安全技术规程》 6、《关于开展公路桥梁与隧道工程施工安全风险评估试行工作的通知》

7、项目风险管理方针及策略 8、项目设计和施工方面的文件 9、我项目部现有技术装备、施工能力、管理水平，以及多年桥梁施工的丰富经验。 二、桥梁工程概况 1、基本设计情况： 裕溪河大桥是X026塔(岗)至江(坝)公路上的一座大桥，位于含山县与无为县分界河—裕溪河上，连接含山县运漕镇和无为县凤凰桥社区。主桥上部结构采用60+96+60米变截面连续箱梁；主桥桥墩采用实体式，下接承台，承台下设钻孔灌注桩基础，过渡墩采用帽梁双柱接承台下设钻孔灌注桩基础。引桥为含山段12跨、无为段12跨30米先简支后连续箱梁，下部结构桥墩采用帽梁接钻孔灌注桩基础，桥台采用肋板台身接承台，承台下设钻孔灌注桩基础。 本项目全长公里，包括桥、涵、路基、路面等工程项目，其中有大桥1座（长）。 2、主要技术标准： 设计荷载：公路-Ⅰ级。 地震动峰值加速度：根据《安徽省地震动峰值加速度区划图》（1：400000），区域内地震动峰值加速度（g）为，相当于地震基本烈度为Ⅵ度，设计桥梁按Ⅶ度进行抗震设防。 桥梁设计宽度：引桥与路基同宽即净+2*米（防撞护栏），主桥：净12+2*米（人行道）。 桥梁斜交角度：0度 通航标准：根据通航尺寸论证，桥位处河流为Ⅲ级航道，主桥采用单孔双向通航，同行净宽不小于90米，净高不小于8米，最高通航水位：。 3、主要工程数量表

桥梁上部结构施工安全措施(最新版)

Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 桥梁上部结构施工安全措施(最 新版)

桥梁上部结构施工安全措施(最新版)导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 一、工程概况 我部施工的桥梁共有6座，即xx大桥、xx中桥、xx立交主线桥、秀山互通A匝道桥和两座车行天桥。其中xx大桥和xx桥的梁为预制，其它桥梁的梁为现浇。本运梁、存梁、架梁安全措施适用于xx大桥和xx桥。 二、运梁、存梁、架梁具体方案 起梁、移梁、拖梁、存梁均采用卷扬机和滑轮组牵引，梁的架设安装采用拔杆吊装（又称“双钩吊鱼法”）方案。 三、安全保证措施 1、一般安全要求 ⑴、起梁、移梁、拖梁、存梁、架梁前应对施工人员进行安全教育和技术交底，作业人员必须严格按照公路桥涵施工规范进行操作，现场设置专职安全员进行全过程监督； ⑵、起梁、移梁、拖梁、存梁、架梁时应有统-的指挥信号，信号

应鲜明准确，操作人员听从指挥； ⑶、所有作业人员必须戴好安全帽，不允许穿不防滑的鞋子，高空作业人员必须系好安全带，携带好工具袋，安全带不得挂在主索、扣索、缆风绳等上面； ⑷、严禁无关人员进入作业区域，并设立明显禁区。架梁时地面操作人员不得在正在吊装的构件下停留或通过； ⑸、遇有六级以上大风，下雨、夜间无充分照明设备时，不得进行起梁、移梁、拖梁、存梁、架梁等作业； ⑹、在操作过程中，应随时防止钢丝绳与电焊线接触和接近电缆线，以免发生事故，平时注意滑车和钢丝绳的加油保养； ⑺、在高空作业时要平稳摆放工具，防止高空中物体下落伤人。 2、起梁、移梁、拖梁、存梁、架梁安全要求 ⑴、正式作业前应经吊载试运行后方可正式作业； ⑵、正式作业前应检查相关机具设备，检查吊具卡环的螺丝是否拧紧，检查各种设备、工具的性能完好程度，各种工具、绞车绳索不能有损伤。 ⑶、梁在移位或临时堆放时，其搁置的支承点应在支座中心线附近，而且其所在地面也应平整坚实；

桥梁结构安全监测

桥梁结构安全监测的基本内容主要为：变形（沉降、位移、倾斜）、应力、动力特性、温度以及常规外观检测等。 其中桥梁挠度是监测的一项重要内容，确保结构有足够的刚度。 测量桥梁挠度可以在桥梁的不同部位安装合适的传感器，如机械测试仪器（包括百分表、千分表、张线式位移和挠度计）、光电成像法、倾角仪、GPS、激光图像法、连通管法。目前在监测中常用GPS进行监测，它实现桥梁动态实时、自动测量。 。传统桥梁结构应力应变测量所采用的技术模式基本是通过敏感元件（如电阻应变片、基于钢弦的振弦式应变计）将被测量转换成电学量，再通过专用电学量测量仪器记录测量结果。 压电式及ICP型加速度传感器，它是使用最普遍的振动传感器，特点是稳定性好、体积小、是中高频振动的理想传感器。电容式加速度传感器是一种适合超低频测量的振动传感器，其下限频率可以达到0Hz，非常适用在极低频率和静态加速度测量。伺服式振动传感器，它是测量超低频微振动的理想传感器，采用有源或无源闭环伺服技术，具有良好的超低频特性，适合超低频大量程测量和微弱振动测量。目前该类传感器在桥梁测试中普遍应用，但在长期监测系统中使用不多。 根据城市桥梁在道路系统中的地位，城市桥梁宜分为以下五类： Ⅰ类养护的城市桥梁——特大桥梁及特殊结构的桥梁。 Ⅱ类养护的城市桥梁——城市快速路网上的桥梁。 Ⅲ类养护的城市桥梁——城市主干路上的桥梁。 Ⅳ类养护的城市桥梁——城市次干路上的桥梁。 Ⅴ类养护的城市桥梁——城市支路和街坊路上的桥梁。 城市桥梁检查应根据其内容、周期、评估要求分为经常性检查、定期检测、特殊检测。

经常性检查又称日常检查或例行检查，主要指对桥面设施、上部结构、下部结构和附属构造物的技术状况进行日常巡视检查，及时发现缺损并进行小修保养工作。 (1)经常性检查宜以目测为主，配合简单量测工具， 定期检查是为评定桥梁的使用功能，制订管理养护计划提供基础数据，按规定周期，对桥梁主体结构及其附属构造物的技术状况进行定期跟踪的全面检查。 （1）定期检测分为常规定期检测和结构定期检测。常规定期检测应每年一次，可根据城市桥梁实际运行状况和结构类型、周边环境等适当增加检测次数。结构定期检测应在规定的时间间隔进行，Ⅰ类养护的城市桥梁宜为1-2年，关键部位可设仪器监控测试；Ⅱ~Ⅴ类养护的城市桥梁间隔宜为6-10年。 （2）常规定期检测宜为目测为主，并应配备如照相机、裂缝观测仪、探查工具及现场的辅助器材与设备等必要的量测仪器。 （4）结构定期检测报告应包括下列内容： 1城市桥梁进行结构定期检测的原因。 2结构定期检测的方法和评价结论。 3结构使用限制，其中包括荷载、速度、机动车通行或车道数限制。 4养护维修加固措施。 2 城市桥梁常规定期检测中难以判明是否安全的桥梁。 3 为提高或达到设计承载等级而需要进行修复加固、改建、扩建的城市桥梁。 4 超过设计年限，需延长适用的城市桥梁。

桥梁结构的安全度和耐久性

桥梁结构的安全度和耐久性问题 摘要近年来桥梁结构的安全度和耐久性问题日益被人们所重视。本文论述了桥梁结构安全度和耐久性的内涵，综述了国内外桥梁结构安全度和耐久性问题应关注的有关问题及研究趋势，提出了相关对策措施。以期引起人们对此问题的高度重视，促进我国桥梁建设事业的发展。 1 引言 国内现行规范对桥梁设计提出的要求是适用、经济、安全、美观，这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题。 具体的设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。前者是控制结构在丧失服务能力临界状态时的承载能力、设计的基本原则是要求荷载效应不利组合的设计值，必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载安全系数、材料安全系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的安全储备，是一个半概率的极限状态设计法。可以认为是对安全性要求的保证。后者控制结构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。 暂且不论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安全性和适用性两项要求，而对于经济、美观的要求则没有具体的指标进行衡量。当然，在方案设计和评审阶段会考虑到经济和美观的要求(中小桥梁主要关注经济性，而大型和特大型桥梁对美观问题越来越重视)；但需要指出的是该阶段对经济性的评估往往是只注重考虑建设成本，而对于后期的养护、维修等的长期综合成本缺乏考虑，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。由于目前技术水平的限制，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行一次换索，如果考

虑到后期换索的巨大投入，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。 现在，国内的结构设计过程中，有这样的倾向：设计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，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。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，也没有进行专门的耐久性设计（从材料、结构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了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性（考虑结构建设、使用、维护等整个周期的费用）的要求。 人类进入二十一世纪后，世界各地纷纷建造大规模的桥梁（特别是大跨径桥梁和立交桥梁），随着我国现代化进程的加快，桥梁建设进入新的发展阶段。桥梁做为建桥所在地城市景观的重要组成部分，依其工程寿命将存在相当长的时间。因此桥梁结构的安全度和耐久性问题已引起人们的高度重视。近年来国内外发生不少桥梁倒塌事故，很多是属于非正常设计和非正常施工造成的，其中包含着工程建设出现的腐败现象（如重庆綦江虹桥倒塌事故），亟需加强法治，严格执行基建程序，确保工程质量。国外专家曾说过：“规范的超载系数，绝不可能达到足以防备设计可能的大错误，但是许许多多的中小错误都可以用规范的超载系数来防备。”“规范是分析、设计和偏于安全的思路的结合。”桥梁结构的安全度与耐久性是一对孪生兄弟，需慎重研究，统筹考虑。近些年我们面临的情况是：

桥梁结构涉及的安全性问题

桥梁结构涉及的安全性问题 笔者一直在从事桥梁施工的安全工作，在施工过程中，发现影响桥梁使用安全性、耐久性方面存在着若干问题，原因涉及到设计、施工和监理等方方面面。本文仅从设计方面的若干问题进行分析，并提出一些对策措施。 一、具体细节的设计方面 设计人员没有结合桥梁所在地区的材料实际供应情况。在乡镇，优质的砂石子材料一般不多，如果设计高强度混凝土(如预应力空心梁混凝土设计为C50)，将可能给施工造成很大困难。因此，在乡镇地区，桥梁混凝土抗压强度设计为C40为妥。而在市区，预应力空心梁混凝土抗压强度设计为C40或C50均可，因市区一般都有商品混凝土基地，砂石材料供应质量有保障。 设计人员对乡镇地区洪水位了解不详，经常导致设计时桩基系梁位置较低，施工困难，造成系梁结构质量不易保证。监理单位应该协调设计单位，适当提高系梁标高。 构造设计存在漏洞。典型问题是伸缩缝处仅设普通橡胶支座。应改为橡胶活动支座，否则在汽车荷载作用下伸缩缝处易拉裂，普通橡胶支座变形，极大地影响结构安全和耐久性。监理人员应及时发现问题，建议业主要求设计单位进行支座变更。 桥面没有设计整体钢筋网，没有考虑汽车超载问题。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，监理及施工单位必须事先做好复查工作。桩基主筋保护层与建筑制图不一致，施工及监理单位必须十分注意这一问题，否则桩基主盘保护层难以达到设计要求。 二、结构的耐久性设计问题 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，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。 在大跨度桥梁领域，国内从上世纪80年代以来，建造了大量的斜拉桥。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前换索，既影响了使用，又带来了经济损失。 需要指出的是，很多这类问题与没有进行合理的耐久安全性设计有关，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，影响结构耐久性的根本因素是来自构造设计上的缺陷。 国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久安全性的研究，也取得了不少成果。而这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何从结构和设计的角度来改善桥梁耐久安全性却很少有人研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体构造和细节处理方面的关注。因此，需要努力将耐久安全性的研究从定性分析向定量分析发展。

桥梁设计中安全性和耐久性的研究

桥梁设计中安全性和耐久性的研究 发表时间：2018-01-03T17:30:34.857Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第21期作者：李勇[导读] 所以为实现桥梁建设质量的不断提升，相关设计人员应当加强设计环节中对于桥梁的安全性与耐久性性能的考虑。 合肥工业大学建筑设计研究院安徽合肥 230001 摘要：随着我国交通建设行业的不断发展，桥梁建设工程也逐渐增多，并为我国的经济发展提供了积极的促进作用。但是就当前的桥梁建设工程来说，依旧在桥梁的安全性与耐久性方面存在着一定的欠缺，造成极大的工程安全隐患的同时还会造成经济效益的降低。而造成这些性能欠缺的主要原因则往往是由于设计环节的考虑不周所造成的。所以为实现桥梁建设质量的不断提升，相关设计人员应当加强设计环节中对于桥梁的安全性与耐久性性能的考虑。关键词：桥梁设计；安全性；耐久性引言： 随着我国社会发展速度的不断加快，桥梁建筑施工项目不断增多。特别是最近几年来，我国多个地区都兴建了举世瞩目的高水平桥梁工程，为当地的经济发展和文化交流做出了很大的推动作用。尽管大方向上我国桥梁建设事业发展的欣欣向荣，但是在桥梁的安全性和耐久性上仍然存在一些问题，有些已经引发了比较严重的后果。在有些情况下，产生这些问题的最初源头发生在桥梁最初的设计环节，这不得不让我们重新思考如何在桥梁设计过程中提高对安全性和耐久性的现实需求，以全面提高桥梁工程的总体质量。 1、桥梁的安全与耐久性能的技术评估 就当前的桥梁工程建设来说，安全与耐久性能都存在一定的缺少，不能达到专业的评估指标。在对桥梁进行技术评估工作时，要避免在出现桥梁问题时才进行桥梁评估。为准确地对桥梁的安全与耐久性能进行评估，工程单位应当合理利用专业的数据评估制度。随着我国对桥梁建设工程的重视程度逐渐提升，相关部门对于不同年代的桥梁都进行了科学的检测标准的设定，为相关的检测人员判断桥梁的安全与耐久性能提供了重要的依据。如果检测出难以达到规定的安全性能的桥梁，则应当及时进行相应的警示牌的设立。 2、我国桥梁工程设计现状分析 目前，在桥梁结构设计中只是片面地重视桥梁结构的承重设计，过分的注重桥梁的极限状态，对桥梁的耐用性和安全性缺乏深入的研究。但是在桥梁设计的过程中，桥梁的寿命周期是其建设的主要标准，也是桥梁工程建设的根本目标，而耐用性方面的缺失使桥梁结构设计目标的实现大打折扣。桥梁结构设计是桥梁建设的基础以及施工质量的重要保障，没有科学、完善的结构设计，其桥梁的整体工程质量也将无法得到有效的保障，进而影响桥梁的使用性能和使用周期，严重时可能引发安全事故。并且如果桥梁的耐用性较差，桥梁在使用的过程中容易出现裂痕、坑洼等质量问题，在一定程度上也增加了桥梁维护的成本。 3、导致桥梁工程出现安全性与耐久性问题的原因 对于桥梁建设来说，其本身的安全性能判断较为简单，但是桥梁的耐久性却不是依靠观察就能得出结论的。通常来说，桥梁在正常使用过程中是很难透过表面对其内部变化进行观察与判断的。但是某些导致桥梁出现损坏或塌陷现象的原因，往往就是这些不体现于表面而具有致命性的变化。一般来说造成这些现象的主要原因有以下几点： 3.1桥梁结构施工过程质量不达标，监督管理不到位 近些年，桥梁安全事故多发，桥梁建设质量问题已经得到社会各界人士的广泛关注。对桥梁安全事故进行分析，可以发现主要是因为在桥梁工程施工的过程中存在一定的质量缺陷和问题。因此对桥梁工程的施工进行把控，使其符合桥梁设计标准的要求，其安全性将得到大大的提高，安全事故的发生概率将会大大的降低。同时施工工程的质量问题还受施工原材料施工工艺和技术的影响。 3.2施工建设阶段本身存在质量问题 如果在桥梁建设竣工的短时间内就出现了安全问题，则极有可能就是由于施工阶段的质量问题所导致的。对于桥梁建设来说，其由于本身的工程特性往往会对施工质量提出更高的要求，首先要保证自身的承载强度过关，这就要求建筑材料选用抗压性能好且重量较轻的材料来开展施工。尤其是桥梁建筑中应用广泛的钢筋与混凝土结构的建设，一定要严格对材料的配比用量进行严格要求，保证桥梁的受力均衡。此外，为避免空气湿度等环境因素造成建设材料的损坏，在施工进行中还应当加强对材料的安排和保护。但是在当前的实际桥梁建设中，设计人员并没有根据桥梁所处的实际环境进行建设材料的选择，在某些特定的环境与气候的影响下，极有可能会造成桥梁的耐久度降低。同时还可能出现在施工过程中，施工单位没有严格按照设计要求进行材料采买，使用低质材料来进行代替。这样直接导致了桥梁建筑的质量问题，造成其安全与耐久性能的下降。 3.3设计理论和结构构造体系不够完善 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。 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。 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。 4、针对上述原因今后需要改进和努力的方向 4.1应该更加重视结构的耐久性问题