論橋梁使用壽命小于設計使用年限的原因

滕偉玲 李曉芳

（西京學院，陜西 西安710123）

1 橋梁使用壽命概述

橋梁的使用壽命是是根據現行規范標準和橋梁建造質量確定的，橋梁使用壽命是指橋梁從竣工到出現不安全狀況的時間。我國橋梁的設計使用年限一般為100年，實際工程中大多數橋梁并不是達到設計使用年限才終止使用，橋梁實際壽命小于設計使用年限。

英國的SomerVille將使用壽命分成以下3類：

1）技術性使用壽命：以橋梁的某些技術指標(如承載力)不合格時為終止使用期限；

2）功能性使用壽命：以橋梁結構不再滿足功能實用要求（如通行能力不滿足現在交通量）時為終止期限；

3）經濟性使用壽命：以橋梁結構養護維修不經濟（與拆換更新相比）時為終止期限；

目前人們所說的橋梁使用壽命基本上是指技術性使用壽命。

2 橋梁使用壽命小于設計使用年限原因分析

港珠澳大橋技術專家組會議提出了“建設百年大橋”的建設目標，既所有的設計、施工、設備和原材料都按照“建設百年大橋”的目標來要求，達不到要求的不能進場，可見橋梁使用壽命是衡量橋梁工程質量的重要標準之一?！鞍倌甏髽颉蹦繕藢π聲r期公路橋梁建設具有重要的指導和借鑒意義。

但是要實現“百年大橋”的建設目標，必須要保證橋梁的實際使用壽命，實際工程中大多數橋梁的使用年限小于設計使用年限，造成這一現象的原因是多方面的，主要有以下幾個方面：

2.1 設計規范的局限性

設計規范是在以往的經驗、技術、科技水平等基礎上建立起來的，一般工程類設計規范每十年左右（甚至更短的時間）修訂一次，對于設計使用年限為100年的橋梁，隨著橋梁使用時間的增加，橋梁越來越不能滿足時代的要求，特別是長壽命的老橋梁顯得標準較低。即設計規范是靜態的，不可能充分考慮到橋梁使用過程中的動態變化，從而導致橋梁實際壽命和設計使用年限的差異性，引起差異的原因主要表現為以下兩個方面：

（1）設計荷載標準偏低。

在役老橋設計時按照早期的設計荷載，相對于現階段的交通量要求，設計標準普遍偏低。例如2006年陜西316國道冷水河大橋垮塌，引起社會各界廣泛關注。冷水河大橋是1983年開始施工，1985年建成通車，之所以選擇修建這種橋，主要是這種拱橋的投資少。大橋設計是按照當時的國家標準進行的，按現在的新標準看，大橋卻有“豆腐渣”的嫌疑，但當時符合標準，修建大橋并沒有偷工減料?？梢?，隨著交通量以及荷載等級的增加，許多老橋梁設計標準偏低，已基本無法滿足現在的交通需求。

（2）通行能力不足。

早期設計的橋梁橋上、橋下通行凈空尺寸太低，越來越不能滿足現代化通車、通航的要求，以致巨輪沖撞橋梁的事故時有發生。

2.2 輕視正常使用極限狀態設計

橋梁結構應該按照承載能力極限狀態和按正常使用極限狀態進行設計，前者指結構達到最大承載力或達到不適于繼續承載的變形時的極限狀態；后者指結構達到正常使用的某項規定限值。

荷載達到橋梁的極限承載力時橋梁會發生破壞，但是沒有達到承載能力極限狀態時，由于某些病害橋梁也不能正常使用甚至發生破壞。實際沒計中設計者主要考慮是荷載作用下橋梁的破壞，對橋梁的耐久性、適用性（正常使用情況）不夠重視，沒有意識到正常使用極限狀態驗算的重要性，使得橋梁的使用性、耐久性較差，從而導致橋梁的實際使用壽命小于設計使用壽命。

另一方面，承載力極限狀態的有承載力和無承載力之間的分界線是清晰的，而正常使用極限狀態的能正常使用與不能正常使用之間的分界線是模糊的，在很大程度上依靠工程經驗確定。所以科學合理的確定正常使用極限狀態也是有待繼續研究的問題。

2.3 橋梁施工質量不達標

橋梁施工過程中影響橋梁使用壽命的因素大致可分為兩類：一是非人為因素的影響，包括地震、泥石流、火山、暴雨、風雪等，非人為因素的影響很難避免但可以做到防止。二是人為因素的影響，這些因索包括：在施工中偷工減料、不按照設計規范對橋梁進行建造、未按圖紙設計施工等。如2012年6月，遼寧省撫順市月牙島西側跨河大橋施工時發生坍塌，事故直接原因是施工人員嚴重違反施工流程，過早拆除支架，導致該橋第三聯箱第10孔坍塌。

2.4 超負荷使用

橋梁設汁時的日通行量往往是按以往的水平設定的，對后期的發展考慮不足，所以當橋梁長期在超重荷載下運營時，其使用壽命也將隨之減小，致使橋梁的使用壽命不能達到設汁使用年限的要求

3 減小橋梁使用壽命與設計使用年限差距的措施

由于每座橋梁都處于一個復雜的動態環境中，橋梁結構的安全性、適用性和耐久性是各種因素綜合作用的效果，且影響因素具有不確定性和模糊性，橋梁使用壽命預測屬于不確性問題。正確的預測橋梁使用壽命，減小與設計使用年限的差距可以從以下幾方面入手。

從設計方面講，用動態的設計規范準則規范橋梁設計；研究橋梁合理的設計使用年限，可通過對橋梁的技術狀況進行檢測評估，合理準確的預測橋梁的使用壽命，為橋梁養護管理及以后的設計工作提供可靠依據。橋梁設計時，應該多考慮橋梁的正常使用狀態，承載力滿足的同時對橋梁的耐久性、適用性、安全性提出計算和構造設計的要求。具體的措施有以下幾個方面：①重視橋梁的耐久性；②防止橋梁疲勞破壞；③注重橋梁抗震設計概念、修訂抗震設防水準，做好橋梁的隔震、減震。

從施工方面講，面對橋梁建設施工中出現的問題，應該從以下幾點考慮提高橋梁的使用壽命：①尊重科學規律，對在建設施工中需要考慮自然災害影響的，需進行地質和氣象災害對橋梁使用壽命影響的可行性研究；②遵守法律法規，增強對橋梁建設中的管理人員、施工人員的教育和監督；③加大建設后橋梁質量評審的力度。

4 結語

本文介紹了橋梁的使用壽命和設計使用年限的基本概念，分析橋梁實際使用壽命小于設計使用年限的原因，提出了延長橋梁實際使用壽命，減少與設計使用年限差距的一些建議和措施，為延長橋梁使用壽命、促進橋梁維護和管理水平的提高提供一定的參考。

［1］張洪渡，鮑衛剛.公路橋涵結構的設計基準期與設計使用年限[J].公路，2005(8)：35－37.

［2］葉文華.橋梁全壽命設計有關問題探討[J].世界橋梁，2008(1)：76－79.

［3］張譽，蔣利學，張偉平，等.混凝土結構耐久性概論[M].上海：上?？茖W技術出版社，2003.

［4］Somervi Ue G.Th edesign life.of structure[M].London：Academic Blackic and Sons Ltd.，1992.