探讨路桥设计中的安全性和耐久性
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摘要：当下，随着我国的桥梁建设越来越多，桥梁在使用过程中的耐久性、安全性不足的问题也越来越受到社会的关注。要实现桥梁的耐久性和安全性，就必须认真分析桥梁的病因所在，究其根本，通过严格规范，创新设计理念，才能真正实现桥梁的安全。
关键词：桥梁设计、安全性、耐久性、全寿命设计
中图分类号：U445.7+1 文献标识码：A
前言
随着国家改革开放的不断深化，国家经济的不断向好发展，城市也得到了快速的发展和扩张，城镇化正在成为未来很多年内我国的基本现状，同时，政府在基础建设上也做出了大力的投资，这就使得我国的很多城市在建和已建的桥梁呈现出爆发式的发展趋势，同时，很多的大型桥梁也应运而生，并且不断地增加，它们大多出现在了城市的各个经济枢纽上，为城市的高速、健康发展提供了良好的基础保证。然而，在桥梁事业飞速发展的今天，各种各样的桥梁质量问题却不断地浮出水面，很多桥梁在使用不久后便开始出现了性能的退化，一些结构甚至出现了严重的损坏，更为严重的还出现了桥梁垮塌的严重后果，不仅造成了国家的经济损失，还给人民的生命财产带来了严重的威胁。桥梁的耐久性和安全性已经成为了人们关注的焦点，受到了各方的重视。
1. 影响桥梁耐久性和安全性下降的因素
纵观我国的桥梁发展史，如济南的黄河混凝土斜拉公路大桥在建成后十年即发现吊索锈蚀，需要对所有锈蚀的吊索进行更换，更换的造价比建设时翻了两倍，并造成该处的交通封闭近两个月。而青州的闽江大桥由于台风袭击，船舶撞击大桥，造成了吊索部分损坏，桥底的支座系统严重受损。等等…这些案例无不在说明一点，那就是我国的很多桥梁在建造和使用期间都存在着很多的问题。造成桥梁的安全性和耐久性严重下降的原因有很多方面，但归根结底来讲也就是内因和外因两种，内因的影响包括了施工管理、技术管理、设计、建设过程的管理制度存在漏洞、材料质量达不到设计标准、结构的功能不能满足桥梁的服务需要、建成后的维护管理不到位等；外因的影响因素则包括了自然环境、地理地质状况、人为的破坏（如除冰剂的使用）、功能服务超过设计极限、自然灾害的袭击（台风、地震、海啸、船舶撞击。。。）等。具体有以下两点：
1.1施工管理上存在问题
在当前的很多桥梁里面，存在着这样的一个现象，那就是一些桥梁在交付使用后不久便开始出现这样或那样的问题，诸如桥面开裂、构件开裂等，这些问题很多都是施工上存在的不足，这些不足在短期里面看似不会影响到桥梁的正常使用，但是它却严重的威胁到了桥梁的长期的一个耐久性、安全性的问题，如混凝土在进行浇筑时，没有严格按照施工工艺流程进行，混凝土的配合比不合理，浇筑后的管护不当等等，这些都给浇筑后的桥面、桥墩的物理结构埋下隐患。而混凝土的浇筑不到位，直接导致结构裂缝的产生，进而在使用若干年后因为内部的钢筋锈蚀而导致耐久性严重不足。
1.2设计理论和结构构造体系存在的问题
除了施工上存在的人为的错误外，不可否认的就是在进行桥梁设计环节也存在诸多的不足，尤其是在桥梁耐久性和安全性的这个问题上，还有需要进行改进的地方。而当前我们的很多一些设计人员固守思想，在进行设计的时候，缺乏比较全面的综合的考虑，没有具备超前的革新意识，设计的桥梁也往往是局限于当前的理想环境，对于未来的变化往往缺乏有效地应对，结构的设计过于刚性，缺乏灵活的适应性、维护管理性。以一座百年大桥为例，按照设计的要求，这座大桥必须满足百年的使用寿命，但是在设计的时候，不可能保证一次性设计建成就具备百年的使用寿命，毕竟吊索的寿命也就二十年，还有支座等，这些的使用年限都没有百年。因此，设计人员在进行桥梁设计的时候，对于各个部件的设计如果缺乏灵活性，又怎么保证大桥的百年寿命。很多设计虽然符合规范标准，但是在使用后的几年，就出现了耐久性的不足，还有很重要的一点，就是没有充分考虑到该大桥所处的自然环境、气候条件，致使大桥由于台风等自然灾害的袭击导致结构耐久性严重不足。
2. 针对这些问题，改进和努力的方向
目前我国的很多在建和已经在使用的大桥，出现倒塌的还是极为少见，但是出现吊索损坏，支座老化，钢筋锈蚀、冻融破坏的现象却是时有发生。需要指出的是，其中的很多类似的问题其实都是由于设计时的耐久性、安全性问题造成的，很多的桥梁病害研究也表明了这一点。那么要如何改进桥梁的耐久性和安全性：
2．1首要就是规范、规程、指南、标准
“无规矩不成方圆”，这句话说得透彻明了，任何事情一旦脱离了规矩，也就很难做得成事了，更何况是桥梁建设这样大型的高技术的规程项目， 其中任何的一个环节出现问题，都很有可能严重的影响到整个桥梁的使用性能。在建设过程中，必须严格规范、规程、指南、标准，切实的保证每个环节的施工符合相关的规定。更不能随意进行变更，必须要进行变更的，必须严格执行变更的相关规定。
2.2桥梁结构设计需具备极强的灵活性、弹性
当前我国的桥梁越来越向着大型和超大型的方向发展，而这类的桥梁又极容易受到自然灾害的袭击，同时，这类的桥梁由于技术复杂，在维护和加固方面的难度也大大增加，在进行设计的时候，就要对桥梁的使用做出一个较为全面的风险评估，并在此基础上对桥梁进行具备较为灵活性、弹性的设计，设计的思路不能局限于传统的设计理念，在桥梁的结构设计上，要保证有足够的弹性，以便应对不可预测的灾害袭击，保证所遭受的袭击在桥梁的适应范围之内，同时，还要使桥梁在后期的维护、加固方面具备较强的灵活性，只有这样才能始终保持桥梁的活力。总的来讲，就是要求设计师在设计的时候，力求结构设计的可检、可换、可强、可控、可持续。
2.3全面实施桥梁全寿命设计理念
所谓的桥梁全寿命设计也就是将整个的桥梁从设计到建设，再到运营，最后是拆除，看作一个整体来进行设计，其优点就是使得设计人员能够更加准确的把握桥梁的性能，并能针对桥梁特点制定有效地养护措施。桥梁的全寿命设计体现了桥梁的耐久性、安全性。进行桥梁的全寿命设计，需要注意以下几点：
2.3.1确定使用寿命
桥梁的耐久性简单来讲就是桥梁能够使用的时间的长短，使用的时间越久，那么就说明该桥梁的耐久性能高，而从另外的角度来讲，桥梁使用的时间长短，也就是桥梁的寿命。其耐久性的设计重点就在于体现了桥梁使用过程这个时间段里，桥梁的安全性随着时间的推移的变化，以及使用性能的变化。设计人员在对桥梁的设计寿命进行确定的时候，可以依据下列的方法来进行：首先是通过业主和国家的相关规定来对桥梁的最下使用寿命进行确定，其次，就是依据对桥梁建设环境的一个全面的风险评估来进行桥梁的一个最大寿命值进行确定，这样，该桥梁的设计使用寿命就确定在了最大值与最小值之间的这个范围以内。
2.3.2性能设计
全寿命设计理论摆脱了以往成桥后才对桥梁的耐久性、安全性、使用性能进行评价的弊端，其首先通过结合设计寿命、相关的规范得出设计方案，然后，再经由对设计方案中的耐久性进行评估，通过风险评估确定耐久性能的各项指标，进而由这些指标制定相应的养护管理方法。这样，也就在很大程度上实现了整个桥梁的耐久性的提高，实现了桥梁的全寿命管理。
2.3.3养护维修设计
通过计算机对桥梁的耐久性的各项指标评估得出应该采取何种措施来提升、改善结构的各项性能指标的养护管理设计方案，但是影响桥梁的使用性能的因素不是一层不变，也不是非常的有规律的变化的，因此，即便是计算机也无法准确的把握准确的维护时间，这就需要人们根据已有的经验，结合计算机的结果，划定出一个可控的维护管理时间，在该时间段内，通过有规律的对桥梁进行全面的检测，得出准确的加固维护时间。
参考文献
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