湖南省农林工业勘察设计研究总院 湖南省 410007
摘要：在现代桥梁设计中，国内的技术人员认为桥梁设计时其强度的重要性高于其耐久性，两者的考虑因素前者考虑较多，然而在实际工程中桥梁生命周期内的结构安全在其耐久性方面表现尤为突出；建设方通常是把大部分的资金投入到前期的建设上，完工后的保养维修拨款很少。目前，耐久性在我国的桥梁设计中只是一种概念的东西，还没有真正深入研究，因为它既没有在使用年限上被明确要求，也没有对耐久性进行专门的设计。目前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短等这些不良后果在一定程度上都是由这些不良的倾向引起的，同时这些倾向也不符合现今工程界重耐久性、安全性、适用性的宗旨；还与我国奉行的科学发展观理念相违背。鉴于此，文章重点针对桥梁设计中的安全性和耐久性进行了分析，以供借鉴。
关键词：桥梁设计；安全性；耐久性
1导言
随着气候条件的逐渐恶化和桥梁荷载的提高，桥梁所面临的建设和运行环境更为恶劣，要保障其较长时间的无故障周期使用，就需要在设计层面加强关注，整个寿命周期内，结构的安全性及耐久性等都具有高指标的要求，如何在设计中提高桥梁的安全性和耐久性是值得研究的。
2桥梁设计的现状
当前，我国桥梁建设事业得到了快速的发展，但同时在桥梁的设计过程中也有越来越多的问题凸显了出来，对桥梁建设的可持续发展造成了严重的影响。这些问题主要体现在以下几个方面：首先，在对于桥梁进行设计时，不能对强度进行充分的重视，特别是没有从全方位的对桥梁的耐久性设计进行有效的考虑。强度是对于桥梁的安全可靠性的最为重要的影响因素，而在其强度达到要求后，就能够对结构的寿命极限进行充分的发挥，强度及耐久性在桥梁的整体生命周期内严重影响其安全性能。其次，对于桥梁本身的建设来说，应该对其设计环节和建设施工的阶段给予足够的重视，但在当前的桥梁的建成周期内，却轻视了这些环节，这也对桥梁使用的安全性和耐久性造成了影响。为了避免在桥梁的使用过程中出现较多的问题，就必须要对其设计环节进行充分的重视，加强对于设计的优化，将安全性和耐久性进行充分的体现，从而保证桥梁建设的顺利开展，促使桥梁使用寿命以及运营安全性的提升。
3影响桥梁设计中安全性与耐久性问题的原因
3.1设计理念落后
随着交通行业的快速发展，其设计理念须随之更新，这样才能满足现代化设计的要求。在实际的桥梁建设中，设计人员所遵循的设计理念仍然是传统的理念，停留在较为落后的阶段，与国外相比具有较大的差距，使得桥梁的建设水平无法与世界平均水平相媲美，进而使得桥梁的安全性与耐久性出现严重的问题，无法使桥梁的价值发挥得淋漓尽致。。
3.2缺乏完备的环境模拟体系
由于桥梁在具体的应用过程中，受到其自身环境条件的直接影响，因此在对其进行设计时，就需要将桥梁施工运行过程中产生遇到的所有问题涵盖进去。由于桥梁设计中的有关受力的状况和计算图式不明确，导致桥梁的一些位置有过大受力的情况。另外，由于在施工过程中所使用的混凝土强度够、保护层较弱、钢筋直径不达标等问题，对桥梁的安全性以及耐久性都产生了一定的影响。
3.3施工水平低
桥梁施工是一项技术复杂的工作，需要专门的大型施工机械和专门的技术人员作为保障。但是从我国的基本国情来看，还不具备重型施工机械的设计和生产能力，需要花费大量的资金从国外购置，而我国在很长时间内一直处于国外的技术封锁中，难以购买到最先进的设备和技术，这就从根本上制约我国桥梁建设行业的发展。再者我国的主要桥梁建设承包单位多为大型国有企业，而这些企业普遍存在人员冗余、流动性不强的特点，很多技术人员进取心不强，技术水平不高，企业难以吸收社会上的技术精英进入本单位从事桥梁的设计与建造工作，给桥梁建设行业的发展带来一定的障碍。
4桥梁设计中的安全性和耐久性策略分析
4.1注意材料的选择
首先，优化水灰比，提高混凝土强度。混凝土水灰比和混凝土强度等级有一定的联系，例如混凝土的水灰比越小，混凝土的抗压强度等级越大，混凝土内部结构的密实度也会明显提高（详细要求如表1）。混凝土碳化机理是外部环境的二氧化碳和二氧化硫气体通过结构裂缝进入混凝土内部发生化学反应。因此，如果结构内密度高，防止腐蚀气体、液体进入，从而提高结构的耐久性。其次，选择合适的水泥品种。研究发现，性能不同的水泥可以对混凝土碳化速度有一定程度的影响。例如，矿渣水泥配合的混凝土，其碳化速度比其他类型混凝土快。此外，混凝土结构的碱含量的多少，也对混凝土的碳化有一定的影响，因此，为了提高混凝土耐久性，降低混凝土碳化速度，需要选择合适的水泥品种。
表1结构混凝土耐久性要求
4.2重视在设计环节加强疲劳损伤的研究力度
桥梁承受的荷载为动态荷载，在桥梁内部形成较大的循环应力，在变化的过程中产生较大的震动，在一定程度上对桥梁的结构产生影响。另外，由于桥梁的建造所使用材料并不是连续的，每一环节中都存在微小的缺陷，这使得循环应力在不断的发展下，给桥梁造成了严重的损伤，形成严重的宏观裂纹，进而造成桥梁材料的断裂，带来严重的灾难危害。因此，必须重视桥梁疲劳损伤的问题，在桥梁的设计应该注重构件的选择，混凝土的配比、混凝土构件整体的动态性能以及疲劳性能各方面深入的研究，注重以往桥梁出现疲劳损伤的原因，如局部疲劳，即斜拉桥拉锁锚固端产生的疲劳损害现象均需要考虑在设计中，并且如何对局部疲劳进行维修和维护也需要设计人员进行思考，以此来减小对桥梁的危害，确保桥梁的安全性与耐久性。
4.3在桥梁设计中重视超载问题
桥梁超载问题主要包括以下几方面：即老桥的超龄负载运营、桥梁承载的车流量超过原有设计、车辆的违规超载。一方面桥梁的超载会引发疲劳损伤，使桥梁的结构发生破坏。另一方面桥梁的超载使桥梁的内部发生损伤，进而导致桥梁的负载发生严重变化，影响桥梁的安全性与耐久性。例如在人们通常的观念中，混凝土是桥梁具备足够的耐久性，但是随着桥梁超载情况不断发生，使得桥梁出现裂缝。虽然在桥梁负载达到正常值时，裂缝可以闭合，但是由于混凝土结构已经受到损伤，使得混凝土的刚度极大的下降。
4.4充分理解到桥梁设计中安全性与耐久性
在当前的桥梁设计施工中，设计人员非常重视桥梁的荷载强度，而忽视了桥梁设计的使用寿命，使用寿命对于桥梁的长期使用起到了决定性作用。在设计桥梁时，必须确保桥梁的使用寿命达到100年左右，通过进行模拟验证试验，测试桥梁的使用寿命，保证桥梁的安全性和耐久性达标，充分考虑到多方面外部影响因素。在桥梁设计工作中，必须把安全性和耐久性作为重要指标，采用定量分析的方法，全面分析论证桥梁的构造布局，这样才能在后期更好地检查和维护桥梁，提高桥梁整体质量。
5结论
总之，桥梁对我国整体建设的重要作用不言而喻，为此设计单位必须重视桥梁设计工作，在实际桥梁工程设计环节应全面全方位考虑工程的难点与重点问题，以此确保桥梁建设安全性与耐久性，设计出优秀的桥梁工程来，提升桥梁的使用寿命，为国家的经济发展做出应有的贡献。
参考文献：
[1]赵建红.桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析[J].工程建设与设计,2017,(01)：81-83.
[2]崔文明.桥梁设计中的安全性和耐久性问题[J].交通建设与管理,2014,(10)：130-131.
[3]李坤杰,施前进.桥梁设计中的安全性及耐久性探讨[J].河南科技,2014,(05)：163.
[4]李平.桥梁设计中的安全性和耐久性研究[J].黑龙江交通科技,2013,36(01)：160+162.
[5]沈加中.桥梁设计中的安全性及耐久性问题浅探[J].福建质量管理,2015,(10)：192.
论文作者:贺朝美,辜勇军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/5
标签：桥梁论文; 耐久性论文; 混凝土论文; 安全性论文; 强度论文; 结构论文; 疲劳论文; 《基层建设》2017年第33期论文;