摘要:理论上桥梁使用寿命应该等于设计使用年限,但是由于每座桥梁都处于一个复杂的动态环境中,桥梁结构的安全性、适用性和耐久性是各种因素、各个环节综合作用的效果,两者存在差异是不可避免的,但差异太大也是问题所在。本文分析了桥梁使用寿命低于设计使用年限的原因,并提出了一些延长桥梁使用寿命的措施。只有做好了设计、施工、维护这几方面的工作,桥梁的使用寿命才能确保达到设计标准。
关键词:桥梁;使用寿命;设计使用年限;原因;对策
引言
桥梁的工程质量关系着人民大众和政府各界的安全,向来为人们所高度重视,在道路桥梁事业高速发展的同时,许多桥梁工程出现质量问题和实际使用寿命问题等普遍存在和发生,要提高桥梁工程的实际使用寿命,延长桥梁使用的年限,就必须找出造成桥梁使用寿命减小的原因,分析情况,找出对策,制定完善的方案,做好桥梁维护工作,才能有效提高桥梁使用寿命,挽回经济损失。
1桥梁使用寿命
桥梁的使用寿命是是根据现行规范标准和桥梁建造质量确定的,桥梁使用寿命是指桥梁从竣工到出现不安全状况的时间。我国桥梁的设计使用年限一般为100年,实际工程中大多数桥梁并不是达到设计使用年限才终止使用,桥梁实际寿命小于设计使用年限。英国的SomerVille将使用寿命分成以下3类:第一,技术性使用寿命:以桥梁的某些技术指标(如承载力)不合格时为终止使用期限;第二,功能性使用寿命:以桥梁结构不再满足功能实用要求(如通行能力不满足现在交通量)时为终止期限;第三,经济性使用寿命:以桥梁结构养护维修不经济(与拆换更新相比)时为终止期限。目前人们所说的桥梁使用寿命基本上是指技术性使用寿命。
2桥梁设计使用年限与实际使用年限之间存在差异原因
2.1桥梁的设计的不规范
我国桥梁事业的发展渊源很深,具有十分丰富的桥梁设计与建设的的经验,我国制定了适合我国国情的桥梁设计规范,并对桥梁的设计方案、施工方案和维护桥梁等进行专业化的指导。桥梁的设计规范是靠设计时的经验和技术、资金等基础上建立起来的,这个规范对桥梁的使用年限上存在时间差异,桥梁的设计规范与日后的实际生活需要存在时间差,表现在设计上有诸多情况。如桥梁的设计承载能力达不到、设计荷载标准低。我国早期的建筑桥梁一般都设计荷载偏低,随着我国经济的跨越式发展,交通车辆的迅速增加以及车辆的超荷载情况普遍,许多既有的桥梁目前基本无法满足日益增长的交通需求。设计规范的通行能力不足。早期的桥梁桥面设计比较窄、桥上、下的通行净空尺寸太低,不能满足现代化汽车、轮船的通行、通航要求,时有发生轮船撞桥事故。超负荷使用桥梁也是一个原因,我国随着经济条件的改善,汽车的使用量急剧上升,增长速度非常大,而桥梁设计的日通行量以设计时的标准和水平设定,对未来后期的使用情况无法考虑准确,造成桥梁长期严重超重超载、通行量过大,致使桥梁的使用寿命缩短,达不到设计使用年限的标准。
2.2桥梁施工质量影响
施工方面的不足会降低桥梁使用寿命,甚至导致事故发生,常见原因包括人为因素和非人为因素。例如,桥梁施工未能严格按照规范要求进行,不按照设计图纸开展工程建设,施工中存在偷工减料现象,施工监督管理不到位,现场巡视没有严格落实,对存在的质量缺陷未能及时处理等。另外,地震、台风、泥石流、冰雹等恶劣的自然天气也会影响施工质量,降低桥梁使用寿命。
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2.3超负荷使用
随着车辆的不断增多,交通越来越繁忙,我国大部分桥梁几乎都在超负荷运行,尤其是超载的大卡车明显增多,而桥梁的设计交通量是按以往水平设定,对后期的发展考虑不足,使得实际通行量超过其设计承载能力。桥梁长期超负荷运营,其使用寿命不可能达到设计使用年限的要求。例如某市桥修建于1991年8月,1992年10月竣工交付使用。2007年该桥直接综合交通量为69273辆/昼夜,从建桥初期每昼夜2000多车次发展到现在的近70000车次,15年时间,该桥的交通量增加了36倍。长期超负荷运行,令该桥不堪重负,结构出现开裂、变形现象,于2008年封闭通车进行改造。
2.4桥梁的自身作用以及后期的维护保养影响
正常运营时段中,桥梁因自身因素和所处环境对桥梁使用寿命也会产生影响。例如,周边温度的冷热原因会使桥梁本身表层混凝土出现裂缝,桥梁在承受自重以及桥面荷载的作用力会发生不均匀的沉降,桥梁水下的氯离子对钢筋有锈蚀作用,在桥梁下桥墩因可能发生碱集料反应从而使桥墩的体积增大等原因,都会对桥梁的使用寿命产生影响。这就要求桥梁在建成以后,要定期维护,对提高桥梁的耐久性、适用性以及安全性有非常重要的作用。所以,要定期检修、维护桥梁,进行整体彻查桥梁的使用和安全。
3差异的改进对策
3.1重视设计阶段
桥梁设计阶段应严格按照设计规范、设计标准进行设计,重视正常使用状态设计,保证承载力满足的同时,对桥梁的耐久性、适用性、安全性提出计算和构造设计的要求。在设计阶段科学合理预测桥梁建成后的运营条件变化和交通量增长,综合考虑各种因素,考虑一定的安全系数进行设计,使桥梁建成后在设计年限内能够正常运营。对以往桥梁设计规范中不适合的地方要及时地修订、更改,并且针对桥梁实际寿命低于设计年限的事实,综合考虑技术、功能、经济等因素研究合理的设计使用年限。设计时要更多考虑桥梁正常使用状态,不仅要保证桥梁承载力满足设计规范要求,还要综合考虑桥梁的耐久性、适用性、安全性,提出计算和构造设计要求,达到有效指导桥梁设计的目的。具体来说,主要包括以下措施:考虑桥梁耐久性、避免桥梁疲劳破坏、注重桥梁抗震设计、修订抗震设防等级,采取有效措施进行隔震和抗震。从而更为有效地指导桥梁工程设计,延长工程使用寿命。
3.2确保桥梁施工质量
加强施工质量控制也是延长桥梁使用寿命的重要措施,应该对此足够重视,有效指导工程施工,保障桥梁工程质量。为延长桥梁使用寿命,工程建设中应该尊重自然规律,考虑地震、台风、泥石流、冰雹等自然灾害可能带来的影响。就自然因素可能对桥梁使用寿命带来的不利影响进行评估,然后研究可行的、有效的应对方案,尽量降低这些因素对工程施工和桥梁使用寿命带来的负面影响。加强施工队伍建设,提高施工队伍整体素质,做好质量、安全教育及管理培训工作。严格按照设计图纸和施工规范要求进行桥梁工程施工建设,重视施工现场管理,加强现场巡视工作,严格遵守法律法规,重视施工人员、管理人员的教育与监督,确保他们严格履行职责,顺利完成施工任务。加大桥梁施工完成后的质量评审力度,有效保障桥梁工程质量。
3.3养护运营阶段
科学合理的进行桥梁养护维修,可以保证桥梁运营期间的正常使用,是延长桥梁使用寿命的一种方法。科学合理的养护计划是建立在准确的评估桥梁技术状况基础上的,积极采用新检测手段和设备,大力提高检测技术水平,建立桥梁信息管理系统,在经济上进行预算从而制定出可行性的修复和维护计划,延长桥梁的使用寿命。
结束语
延长桥梁工程使用寿命是设计和施工单位普遍关注的内容。实际工作中应该认识桥梁使用寿命的影响因素,从设计和施工方面采取有效对策,尽量减少与设计使用年限的差异。确保桥梁工程质量,提高桥梁工程的安全性与耐久性,为车辆顺利通行创造便利。
参考文献
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[2]赵小晴,崔友年,吴德健.探析桥梁使用寿命小于设计使用年限的原因[J].四川水泥.2015(01)
[3]金小川,周宗红,黄毅,王春.桥梁使用寿命与设计使用年限差异的原因分析和对策[J].世界桥梁.2012(04)
论文作者:霍红杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/26
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