橋梁耐久性不足的成因及改進(jìn)措施

呂享安 閻偉

（1.煙臺(tái)中盛工程咨詢有限公司，山東，煙臺(tái)，264000；2.山東泰華路橋工程有限公司）

橋梁耐久性不足的成因及改進(jìn)措施

呂享安1閻偉2

（1.煙臺(tái)中盛工程咨詢有限公司，山東，煙臺(tái)，264000；2.山東泰華路橋工程有限公司）

隨著橋梁建設(shè)的迅猛發(fā)展，目前我國(guó)無(wú)論在橋梁設(shè)計(jì)、施工，還是設(shè)備、材料及預(yù)應(yīng)能力等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步和較大的成就，但橋梁使用壽命短、結(jié)構(gòu)性能差等現(xiàn)象仍時(shí)有發(fā)生，尤其是近幾年，橋梁坍塌事件屢見(jiàn)不鮮，這給人民群眾及國(guó)家的生命和財(cái)產(chǎn)造成巨大的損失，究其原因，主要是因?yàn)闃蛄耗途眯浴踩暂^差。本文針對(duì)橋梁耐久性差的原因進(jìn)行了分析，并提出了今后橋梁設(shè)計(jì)與建設(shè)需改進(jìn)的方向。

橋梁；耐久性；安全性；設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)；原因

一、引言

我國(guó)公路交通快速發(fā)展，至2009年底已建成62萬(wàn)多座公路橋梁，橋梁建設(shè)已取得了巨大成就，但仍存在缺憾和不足，橋梁病害和各種隱患較多的存在于各期、各類橋梁中。

據(jù)重慶晚報(bào)報(bào)道，2011年02月22日凌晨2時(shí)20分左右，浙江紹興上虞市縣道南春線7K+966春暉互通紹興至寧波、臺(tái)州方向上引匝道發(fā)生交通坍塌事故，坍塌的匝道總長(zhǎng)度為120米，最低落差2.8米、最高落差7米，事故造成四輛貨車側(cè)翻，三人輕微傷。類似于這樣橋梁坍塌的安全事故，近年來(lái)在我國(guó)時(shí)有發(fā)生，無(wú)論事故大小，都會(huì)給人們的生產(chǎn)、生活帶來(lái)影響，嚴(yán)重時(shí)甚至造成巨大的經(jīng)濟(jì)和生命損失，究其原因，主要為包括地震、風(fēng)雨、洪水、環(huán)境惡化等的自然因素和包括設(shè)計(jì)失誤、施工失誤、車輛超載、故意破壞等的人為因素，其中，橋梁安全性、耐久性差，亦是造成橋梁出現(xiàn)質(zhì)量事故的原因之一。目前，橋梁安全問(wèn)題已經(jīng)引起全社會(huì)的廣泛重視，為保證橋梁耐久性、安全性，采取切實(shí)有效的措施、對(duì)策和實(shí)施科學(xué)的橋梁檢測(cè)、加固已勢(shì)在必行。

二、造成橋梁耐久性差的主要原因

國(guó)內(nèi)外橋梁統(tǒng)計(jì)資料表明，耐久性失效是導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)在正常使用環(huán)境狀態(tài)下降低使用壽命、影響正常使用，甚至發(fā)生坍塌現(xiàn)象的主要原因之一，由此給包括我國(guó)等諸多國(guó)家所帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了人們所估計(jì)的范圍。

1、設(shè)計(jì)原因

在對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，許多設(shè)計(jì)人員往往只滿足于規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算上的安全度需要，而忽視從結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)耐久性、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)以及從設(shè)計(jì)、施工到使用全過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的人為錯(cuò)誤等方面去加強(qiáng)和保證結(jié)構(gòu)的安全性，致使有的計(jì)算圖式和受力路線不明確，有的結(jié)構(gòu)整體性和延性不足、冗余性小，這些都極大地削弱了橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

2、施工原因

不合格、不規(guī)范的施工也是造成橋梁耐久性不足的一個(gè)重要原因。在實(shí)際施工中，工作人員往往為了搶進(jìn)度而忽視橋梁的施工質(zhì)量，如施工材料使用不當(dāng)、以次充好，混凝土質(zhì)量不合格，鋼筋保護(hù)層厚度不夠，振搗、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，預(yù)應(yīng)力施工不合理等現(xiàn)象，致使橋梁的施工質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，在短暫的使用年限中，會(huì)出現(xiàn)影響其正常使用的病害與劣化，進(jìn)而對(duì)橋梁長(zhǎng)期耐久性產(chǎn)生危害。

3、管理原因

橋梁要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范所要求的使用年限，好的設(shè)計(jì)與施工固然重要，但使用、運(yùn)營(yíng)中的管理同樣不可忽視，缺乏合理的維護(hù)與管理同樣會(huì)嚴(yán)重降低橋梁的耐久性。社會(huì)在不斷發(fā)展、不斷進(jìn)步，致使交通量不斷增大，車輛荷載噸位亦不斷提高，車輛等運(yùn)輸機(jī)械對(duì)橋梁的碰撞、磨損、使用環(huán)境的劣化，以及重載、超載現(xiàn)象的發(fā)生，如不科學(xué)管理、及時(shí)維護(hù)，都會(huì)使橋梁耐久性不足而無(wú)法達(dá)到其預(yù)定的使用年限。

4、環(huán)境原因

我國(guó)城市工業(yè)化建設(shè)發(fā)展的步伐仍在不斷加大，致使一些有害物質(zhì)、有毒氣體隨之產(chǎn)生，空氣中酸雨、廢氣等腐蝕性有害物質(zhì)亦不斷增多，其在惡化我國(guó)環(huán)境、空氣的同時(shí)，由于橋梁長(zhǎng)期暴露在自然環(huán)境中，因此，對(duì)橋梁也會(huì)產(chǎn)生一定的腐蝕性作用。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)受酸雨侵蝕的面積已超過(guò)國(guó)土面積的30%，這從某種程度上講，對(duì)橋梁耐久性的維持同樣產(chǎn)生不利影響。

三、保證橋梁耐久性的幾項(xiàng)措施

橋梁耐久性失效會(huì)產(chǎn)生混凝土開(kāi)裂、鋼筋銹蝕、橋頭跳車、橋面鋪裝破壞等病害，鑒于其給百姓及社會(huì)所造成的使用隱患及不利影響，必須采取有效的、全面的措施予以加強(qiáng)及防范。橋梁使用壽命及耐久性能的提高是21世紀(jì)橋梁技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志。

1、設(shè)計(jì)方面

大量的橋梁病害實(shí)例證明，除了材料和施工、環(huán)境方面的原因，影響橋梁耐久性的決定性因素是來(lái)自構(gòu)造即設(shè)計(jì)上的缺陷，因此，設(shè)計(jì)者對(duì)橋梁耐久性的改進(jìn)首先就是要做好設(shè)計(jì)工作，若設(shè)計(jì)方面存在薄弱環(huán)節(jié)或某種缺陷，那么橋梁結(jié)構(gòu)就有可能從此部位或環(huán)節(jié)開(kāi)始出現(xiàn)破壞作用。對(duì)橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者除了進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)外，還應(yīng)針對(duì)不同的地區(qū)和環(huán)境、不同的使用條件，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)做一定的耐久性設(shè)計(jì)，同時(shí)，還需努力將耐久性的研究從定性分析發(fā)展為定量分析，以達(dá)到預(yù)定的使用壽命。

2、材料方面

提高橋梁建筑材料本身的耐久性是保證橋梁結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)耐久性與安全性的前提和基礎(chǔ)。一方面，在橋梁建設(shè)中，操作人員應(yīng)盡量選用低堿活性且堅(jiān)固耐久的骨料、低堿水泥，或加入一定量如礦渣、硅粉、粉煤灰等摻合料來(lái)代替部分水泥以降低混凝土的堿性；另一方面，可通過(guò)加入減水劑降低水灰比，減少混凝土中的孔隙，以減少或阻止外界環(huán)境中水分對(duì)混凝土的進(jìn)入，進(jìn)而控制混凝土中堿—骨料反應(yīng)，從而得到較強(qiáng)的耐久性。

3、施工方面

首先，施工人員要在通過(guò)考核合格后方可持證上崗，并保證其充分了解、熟悉、掌握橋梁的具體施工工藝和施工技術(shù)；其次，要杜絕施工中不合理地加快施工進(jìn)度，若有類似事件發(fā)生，則要對(duì)相關(guān)人員予以嚴(yán)厲懲處；第三，應(yīng)貫徹落實(shí)責(zé)任制度，將具體的質(zhì)量責(zé)任貫徹落實(shí)到橋梁建設(shè)中的各個(gè)分項(xiàng)、各個(gè)環(huán)節(jié)；第四，嚴(yán)格控制材料用量，確保混凝土施工質(zhì)量和鋼筋保護(hù)層厚度以及具備足夠的施工養(yǎng)護(hù)期；第五，防止因振搗不實(shí)或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)而產(chǎn)生麻面、蜂窩、漏漿及干縮裂縫等現(xiàn)象。

4、管理方面

對(duì)橋梁而言，超載、重載不僅會(huì)引發(fā)疲勞問(wèn)題，而且會(huì)使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、操作加劇，甚至?xí)霈F(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞事故，這就需要管理部門(mén)加強(qiáng)管理。一方面橋梁養(yǎng)護(hù)部門(mén)要通過(guò)定期或不定期對(duì)橋梁進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，將所出現(xiàn)的質(zhì)量通病予以及時(shí)處理，以避免造成更大的危害；另一方面交通管理部門(mén)要提高管理水平，嚴(yán)格控制車輛的超載、重載，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，要及時(shí)處理，以避免安全事故的發(fā)生；同時(shí)，相關(guān)單位還要加強(qiáng)超載帶來(lái)后果的研究、分析，以更好地解決橋梁超載對(duì)耐久性影響問(wèn)題。

四、結(jié)語(yǔ)

作為一種人工修建的跨域地面障礙的結(jié)構(gòu)物—橋梁，在施工期間和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，總是伴隨著一定的風(fēng)險(xiǎn)，在一定條件下，將導(dǎo)致橋梁坍塌事故的發(fā)生，給人們的生命財(cái)產(chǎn)和社會(huì)穩(wěn)定帶來(lái)諸多不利影響。如何更好地避免橋梁質(zhì)量事故的繼續(xù)發(fā)生，一直是橋梁工作者關(guān)注的重點(diǎn)，其中，采取必要的、有效的措施保證橋梁安全性、耐久性符合規(guī)范、設(shè)計(jì)的要求，是避免或減少橋梁坍塌等質(zhì)量事故發(fā)生的重要舉措。

綜上所述，在對(duì)橋梁耐久性進(jìn)行研究和采取相應(yīng)措施予以加強(qiáng)、改進(jìn)的過(guò)程中，我們要廣泛借鑒、吸收、學(xué)習(xí)國(guó)外成功的做法和經(jīng)驗(yàn)，在結(jié)合我國(guó)各地具體情況的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格依據(jù)規(guī)范要求，從橋梁設(shè)計(jì)理念、結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造角度、疲勞損傷、現(xiàn)場(chǎng)施工、交通管理等方面進(jìn)行不斷的改進(jìn)。

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TU254

1674-3954（2011）03-0323-01