關于橋梁安全性和耐久性分析

胡汝杰

武漢中路宇勤勘察設計有限公司 湖北武漢 430000

改革開放以來，隨著我國經濟建設的快速發展，公路交通作為經濟發展的“先行官”得到政府的高度重視，公路橋梁建設事業更是發展迅猛，成績斐然。在我國橋梁大規模建設的過程中，橋梁工程于運行期間將會遭受自然因素及人為因素影響，致使橋梁耐久性、安全性不斷降低，對交通安全構成威脅。因此，對橋梁安全性及耐久性所存問題予以分析，并制定相應對策，提高橋梁質量，適當增加橋梁使用壽命，對橋梁安全使用而言具備重要意義[1]。

1 橋梁安全性低、耐久性差原因分析

1.1 橋梁安全系數低原因

從目前已建成的橋梁來看，安全系數低主要表現為以下幾個方面：其一橋梁在運行期間遭受諸如地震、洪水、地質災害等自然災害的作用，由于這一類因素的偶然作用極大，且存在很大的不確定性，一旦發生對橋梁結構造成極大破壞，嚴重影響橋梁的安全性。如福州市閩江南港洪塘公路大橋，由于受到河水的劇烈沖刷，引起河床下切，導致樁基露出水面，使該橋在上、下部結構實體還相當完好的情況下被迫成為一座限制交通的危橋。其二是結構設計不合理，結構整體性較差，局部地方存在受力薄弱區，對結構安全存在隱患。如2018年8月哈爾濱陽明灘大橋引橋發生整體側翻事故。由于該橋下部結構采用單支座+獨柱墩的形式，當四輛重車在橋上偏載通行時，對橋梁產生了傾覆力矩的作用，而下部結構沒有提供與之對應的抗傾覆力矩的作用，導致整片箱梁從橋墩上側翻下來。其三是施工質量掌控力度不足。其四后期運營管理不足，各地橋梁在運營期間超載現象屢見不鮮，久而久之必定對橋梁造成損傷，降低安全性能。

1.2 橋梁耐久性差原因

橋梁結構的耐久性問題十分復雜，主要由于環境作用本身多變，帶有很大的不確定與不確知性。橋梁結構中普遍存在耐久性問題，影響耐久性的因素主要有以下幾點：其一混凝土開裂。鋼筋混凝土結構在使用過程中會產生許多結構性裂縫和非結構性裂縫（如混凝土收縮產生的裂縫），若不對混凝土裂縫加以控制，將會縮短結構的使用壽命。其二鋼筋銹蝕。通常情況下混凝土內部呈堿性環境，對鋼筋形成一道天然保護層。但是由于混凝土表面開裂、鋼筋保護層不足，或在腐蝕性環境的作用下，鋼筋遭到銹蝕，降低了鋼筋的力學性能，從而影響到了結構的耐久性。其三混凝土碳化。空氣中二氧化碳滲透到混凝土內，與其堿性物質起化學反應后生成碳酸鹽和水，使混凝土堿度降低的過程稱為混凝土碳化，又稱作中性化。對于鋼筋混凝土來說，碳化會使混凝土的堿度降低，同時，增加混凝土中氫離子數量，因而會使混凝土對鋼筋的保護作用減弱，加速鋼筋銹蝕，從而降低其耐久性。其他諸如混凝土抗滲性、混凝土抗腐蝕性等也是影響耐久性的重要因素之一[2]。

2 強化橋梁安全性、耐久性設計對策

2.1 提升橋梁設計方案合理性

為保證橋梁具備較強安全性，在方案設計時應合理確定橋位。盡量避免一些地質不良路段，從根本上杜絕地質災害對橋梁結構的威脅。對于跨河橋梁，橋位應盡量布設在河道順直處，避免壓縮河道，橋梁跨徑方向應盡量與水流方向垂直，以減小水流對基礎的沖刷。在擬定橋梁結構形式時，應盡可能采用整體性好，結構受力簡單明確的結構形式。在滿足受力要求的前提下可適當增設多余約束，保證在部分約束失效的情況下整個結構不至于成為機構。

2.2 健全完善橋梁設計

提高橋梁安全性方面，在遵循相關規范的安全系數、可靠度標準的前提下完善相應的設計。根據橋梁等級，合理確定設計基準期內的荷載標準。充分性考慮橋梁施工及運營階段可能存在的各種工況，對結構進行合理的受力分析及計算，在條件允許的情況下適當加大截面尺寸及配筋率，提高安全儲備。在提高橋梁耐久性方面，應注重耐久性設計，合理確定混凝土類別及其配合比；根據構件環境類別，合理確定鋼筋保護層厚度；在改善混凝土密實性、增加保護層厚度和利用防排水措施等常規手段的基礎上，為進一步提高混凝土結構耐久性可采用一些補充措施，包括混凝土表面涂層、防腐蝕面層、環氧涂層鋼筋、鋼筋阻銹劑和陰極保護等。

2.3 強化橋梁施工現場管理力度

為有效提升橋梁施工質量，將相關問題產生的可能性降至最低，于橋梁建造時須聘請具備較強專業素質的團隊，對工程予以施工。建立橋梁工程質量控制體系，嚴格落實參建各方的質量責任。加強人員的質量意識與專業技能，同時控制施工材料的質量，采取先進合理的施工方法。除上述幾點外，還可借鑒國外管理經驗，多利用現代化科技進行質量管理，將計算機技術、現代通信技術和橋梁質量監控結合起來。

2.4 強化橋梁運營管理力度

各橋梁管理部門應對橋梁運營期間加強管理，避免橋梁過載運營。對于重要橋梁加強檢測力度，建立橋梁健康檔案及健康監測評估系統。對于病害橋梁，在開展病害處置的同時，應結合橋梁實際運營狀態，制定相關管理措施。針對Ⅳ類危橋須開展有效交通管制，限制超載、專人管理現場及臨時加固等措施。針對Ⅴ類危橋則采用交通封閉、便道通行，必要的時候拆除重建，確保交通安全。

3 結語

橋梁于實際運行中，可對橋梁耐久性及安全性造成影響的因素眾多，對各類影響因素予以分析，將各因素對橋梁所造成影響降至最低，同時深化橋梁建設者對橋梁耐久性及安全性認知，可于一定程度上對橋梁安全性、橋梁耐久性形成保障。此外，相關建設者還應不斷提升自身綜合素質，方可對我國橋梁設計予以不斷優化，實現良好的建設效果。