橋梁設計中的安全性及耐久性分析

袁 昊 洋

(唐山市交通勘察設計院有限公司，河北 唐山 063000)

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橋梁設計中的安全性及耐久性分析

袁 昊 洋

(唐山市交通勘察設計院有限公司，河北 唐山 063000)

結合橋梁設計的安全性和耐久性現狀，介紹了橋梁設計的要點，從防腐材料、橋梁細節設計、結構維護等方面，分析了橋梁設計中安全性及耐久性欠高的原因，旨在保證橋梁工程質量，延長其使用壽命。

橋梁設計，安全性，耐久性，防腐材料

目前橋梁工程建設雖較快，但在投入使用后會出現橋梁破壞，甚至發生坍塌，不僅給經濟造成嚴重的損失，還威脅到人們的出行安全，而究其原因主要為設計初期沒有對橋梁的安全性及耐久性進行較好的把握。由此這就需要橋梁設計師進行實地勘探，并充分發揮自己的專業知識，提高橋梁的安全性和耐久性，保證人們的生命財產安全。

1 橋梁設計的安全性和耐久性現狀概述

橋梁有一定的使用壽命，在理論的使用期限內出現問題的橋梁，會給人們的生產生活帶來很多麻煩，尤其從使用者的角度來看，會對其人身安全構成威脅，從設計者的角度來講則是設計方案的不完備。常見的橋梁安全性和耐久性的缺乏表現為在理論的使用期限內原本表現健康的建筑出現結構的變形、裂縫、下撓等問題，其會使得更加細節的結構暴露在外界環境中，隨著外界惡劣空氣的變化，會使得腐蝕的程度更加的深入，加大橋梁工程的結構破壞。其次在設計過程中設計人員對橋梁的安全性和耐用性設計考慮不多，只將橋梁的負荷作為考慮的重點，忽略了橋梁承壓的極限狀態，致使橋梁建筑華而不實，在投入使用過程中事故頻發，縮減了橋梁使用壽命。

2 橋梁設計中的安全性和耐久性要點分析

橋梁設計中應該對橋梁的安全性和耐久性做出明確的要求，同時應根據當地的環境，綜合車輛行駛的具體情況，以此對橋梁運行能力進行判斷。其設計關鍵在于以下幾點：1)防洪水位是跨河橋梁設計的重點，在進行橋梁設計的過程中要注意洪水的分流緩沖；2)橋梁的承載應符合行車承載力，因此應根據當地的交通需求來進行橋梁的寬度和結構設計；3)在設計的過程中要充分調查周邊的環境，并要根據當地的地勢與地質等情況進行合理的設計。

3 橋梁設計中安全性及耐久性不高的原因

3.1 橋梁結構設計不健全

從某種程度上來看，橋梁結構會受到自然因素以及外界因素的影響，因此在對其結構進行設計時，一定要以自然因素為基礎，并且要在對施工現場進行勘測后，方可進行結構設計。然而在目前的橋梁設計中，部分設計師在設計的過程中僅簡單計算了整體橋梁的耐久性能，而對于結構的整體性能并未做相應的計算，同時施工期間內所選用的鋼筋混凝土強度無法達到標準化水平，并且鋼筋截面規格較小，無法滿足施工厚度需求，由此上述多種情況的產生，均會對橋梁結構設計的安全性與耐久性產生不利影響。

3.2 設計圖的檢驗不夠嚴謹

目前，部分單位在橋梁的施工階段只憑借自身的基本經驗來對設計圖紙進行檢驗，且沒有對施工環境和施工技術進行質量監管，導致橋梁施工中的建筑結構與設計圖偏離，甚至有時為了方便施工，設計人員隨意將設計圖進行修改，由此會影響橋梁的建設質量，同時管理者由于專業技能不夠，導致審查只是流于形式，并不能進行嚴格的設計核對，致使橋梁工程與設計相差較遠，使其質量得不到應有保證。

3.3 結構維護不到位

橋梁在投入使用之后，維護工作對于整個橋梁工程的使用非常重要。比如橋面結冰的自然因素對橋梁結構的承載能力與使用性能會造成相應的影響與危害，如后期維護不及時還會縮減橋梁的使用壽命，因此在橋梁投入使用后期要加強對橋面的維護。其次，橋梁的支座壽命最多為30年，而橋梁的整體結構會由于后期構件更換時間過長以及養護力度較差而產生嚴重危害，因而經常對支座構件等進行更換也是非常必要的。

4 橋梁設計中提高安全性及耐久性的相關措施

4.1 結合實際進行橋梁設計

在橋梁工程設計之前，一定要以設計方案為基礎，對實際施工場地進行勘察，并將施工現場的條件與橋梁設計進行正確融合。同時在進行方案設計的過程中，為了有效減少成本費用的支出，保證橋梁質量符合標準化水平，均要以實際施工情況為基礎選用適宜的材料。這樣一來不但可以確保工程質量，同時也能夠極大程度地減少成本支出。

4.2 注重防腐材料的使用

在橋梁工程設計的過程中，環氧樹脂涂層鋼筋作為新時代的產物，可有效防止侵蝕現象的產生，將其應用至普通的鋼筋中，可極大程度地提升橋梁的耐久性與使用年限，同時國內有很多研究人員在對橋梁質量進行調研時了解到，錨頭區也能夠產生侵蝕的現象，嚴重時則會促使橋梁發生坍塌。因此針對這一問題，設計人員在進行設計的過程中，可適當應用環氧樹脂砂漿將錨頭密封，防止產生腐蝕現象。但要注意的是，橋梁工程所使用的材料并不能保證完全連續和均勻，在不斷變化循環的動荷載作用下很容易發生擴展,進而產生損傷，而為了有效改善這一問題，提高橋梁的安全性，設計人員在設計過程中應深入研究橋梁結構在疲勞荷載作用下的反應及解決措施，同時還應認真考慮和分析交通荷載和風荷載對結構所產生的影響。

4.3 提高橋梁的細節設計

在進行橋梁設計時，細節決定著一切，并對整個工程建設是否成功會產生重要影響，同時認真設計橋梁工程的細節，能夠極大程度地延長橋梁材料的耐用性，進而使其更加穩定，延長使用年限。同時由于每項橋梁設計工程之間均會存在一定的差異性，加之橋梁受自然因素影響較為嚴重，尤其是雨水與冰雪天氣，其橋梁鋼筋結構會容易生銹，因此在設計時可選用合適的建筑結構進行保護，同時可加大保護層的厚度，進行防氧化的處理等，都可以增加橋梁的抗腐蝕能力。其次，橋墩在橋梁的下部結構中是最重要的部分，主要起到橋梁的固定作用，因此在對橋墩和基礎構造進行設計時，需對橋梁的具體情況做具體分析，同時在此過程中也可添加排水系統與防水系統，提升橋梁設計的防水效果。

4.4 兼顧結構的整體連續性

橋梁表面結構的平滑性會在一定程度上減小使用過程中的損毀程度，所以加強橋梁結構的整體連續性，可滿足車輛與人群在橋面通行時的舒適度，同時其也是保證橋梁設計安全性和耐久性的前提。在實際設計中橋梁由于支撐性的需要大多有桿狀的結構，因而難免會出現截面不平順的變化，由此在設計中要減少這種變化，讓結構的整體較為連續，提高結構的韌性、強度、穩定性，而具體實施時可采用冗余設計，以使得局部損傷和變形有結構上的安全儲備，也可對地震、強風等現象有一定的抵御能力。

4.5 創新橋梁設計思路

在橋梁設計中既考慮橋梁結構的強度，也要考慮橋梁的安全耐久性，同時還要考慮對橋梁結構的檢測、維修和加固問題，也就是說在橋梁設計時，不僅要考慮橋梁結構的牢固和穩定，還應該考慮結構的壽命問題，并要將這種理念融入到橋梁設計工作中，從而有效解決安全耐久性問題。

5 結語

橋梁建設中的設計工作是橋梁質量的重要保障，雖然現階段橋梁設計的安全性與耐久性有所提升，但仍然存在不少問題。因此作為橋梁的設計師，必須重視這些問題，并及時修改設計圖中的不足，嚴格規范設計圖紙，合理選用施工材料，以此提高橋梁設計的安全性和耐久性。

[1] 石少國.探討市政橋梁設計中的安全性及耐久性[J].科技展望，2014(19)：29.

[2] 崔文明.橋梁設計中的安全性和耐久性問題[J]．交通建設與管理，2014(10)：130-131.

[3] 李新琴，楊俊慧．橋梁設計中的安全性和耐久性分析[J]．交通標準化，2012(15)：61-63.

On safety and durability in bridge design

Yuan Haoyang

(TangshanCommunicationSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,Tangshan063000,China)

Combining with the safety and durability of the bridge design, the paper introduces the points for the bridge design from anti-corrosive materials, bridge detailed design, and structural maintenance, and analyzes the reasons for the lower safety and durability in the bridge design, so as to ensure the bridge engineering quality and prolong their lifespan.

bridge design, safety, durability, anti-corrosive material

1009-6825(2017)13-0195-02

2017-02-26

袁昊洋(1989- )，男，助理工程師

U442

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