桥梁耐久性设计存在的问题分析与对策综述

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  摘要:桥梁作为道路跨越天然或人工障碍物的建筑物,在交通连接中发挥着重要的作用。然而,由于所处环境的特殊性及受力的复杂性,大多数桥梁并没有达到预期的效果,在寿命周期内出现大量的病害类型,导致强度降低、寿命缩短、经济损失严重。上述问题的出现,除了与设计、施工、环境因素及车辆荷载等因素有关外,更主要的是由于结构的耐久性不足引起的。随着我国西部大开发战略的不断推进,交通基础设施建设将迎来全面发展的时期,由于西部地区地理、地质等条件的限制,桥梁在道路中比重会有所提高,因此加强对桥梁结构耐久性方面的研究就显得十分必要和更有意义。
  关键词:桥梁工程;安全耐久设计;问题分析
  中图分类号:K928文献标识码: A
  1、提高桥梁安全性和耐久性的意义
  首先,提高桥梁的安全性和耐久性能够延长桥梁的使用寿命,增强桥梁的结构强度和稳定性,促进桥梁耐久性能的提高。满足正常的交通流量和荷载,对于抗震、泄洪和通航等方面的承载能力将会大大提高,降低了安全隐患,而且也降低了桥梁的后期维修成本。其次,对于人们的生产生活来说是一种重大的保障,降低了安全事故发生率,保证了人们的生命及财产安全。对于维护社会稳定和提高我国桥梁施工质量和管理水平来说都有非常重要的意义。
  2、我国公路桥梁设计中安全性和耐久性的现状
  在我国现阶段公路桥梁的设计过程中存在这样明显的倾向:公路桥梁设计过程中更多的对桥梁的强度进行考虑,而对桥梁的耐久性考虑相对较少;重视桥梁的强度极限,而对于桥梁的使用极限并没有特定的设计要求,而公路桥梁的使用极限则是桥梁的整个生命周期中最重要的组成部分;重视公路桥梁结构的建造,而对于公路桥梁结构的维护工作重视程度不够。
  这些公路桥梁设计中存在的普遍倾向使得当前的公路桥梁工程事故经常发生,桥梁的整体使用性能普遍不高,公路桥梁的整体使用寿命较短等问题,这不仅与当前国际上对公路桥梁安全性和耐久性不断重视的实际相反,而且还会给人民的生命财产安全带来巨大的隐患,同时,还与公路桥梁结构动态和综合经济性等要求相违背。我国近些年来发生了很多公路桥梁安全 性和耐久性事故问题,给人民群众的生活带来了巨大的经济损失和生命威胁。
  3、影响桥梁安全性和耐久性的原因
  3.1国家对桥梁设计的总体规范还不够完善
  我国对桥梁建设的约束行为是通过相关法律规定来完成的,这种方式虽然对桥梁设计的安全性和耐久性起到了一定的规范作用,但是一旦桥梁设计出现更新变化,桥梁工程建设就会面临无章可依的状况。为了增强我国公桥梁梁的使用年限和保障人民财产的安全性,在桥梁设计的过程中,必须严格按照国家对桥梁设计的要求与规范来执行,但是我国的相关规范还不完善。这就要求我国的相关部门尽快出台相关的明文规定和规范制度,使我国的桥梁设计工作有法可依,有章可循。
  3.2设计中忽略疲劳损伤因素
  城市桥梁的荷载主要由车辆荷载和风荷载组成,这些荷载常年作用在城市桥梁上对于桥的损伤是由晓得局部微损伤,发展为裂缝等结果性损伤,降低了城市桥梁的安全系数。这些疲劳损伤在城市桥梁设计中往往被设计人员忽略从而导致了城市桥梁的安全系数和耐久系数的降低。
  3.3施工过程存在问题
  在桥梁建设工程中,一些施工单位不重视桥梁的重要性,为获得更大的经济效益,私自使用不符合设计标准的建筑材料,以次充好,致使桥梁严重缺乏机械强度;部分施工单位缺乏规范管理意识,致使在桥梁施工过程中没有专业人士对施工进行专业化的管理。当然,还有一些是由于施工人员本身不具备一些专业知识,缺乏安全和质量意识。这些问题都导致桥梁的施工操作规范不到位,在安全性与耐久性上留下很多安全隐患。
  3.4监督管理工作不到位
  对桥梁建设竣工后的桥梁安全性和耐久性的控制、检测和维修没有高度重视,对桥梁的管理工作和定期检查与维护都没有做到位,缺乏完善的监督管理体制,导致桥梁的耐久性降低,存在安全隐患。
  4、桥梁设计中结构耐久性提高措施探析
  4.1完善规章制度,规范管理和施工过程
  为了使桥梁建设在整个过程中,能够有明确的规章可以参考,使中国的桥梁能够更加美好的发展。国家应出台较规范的政策和规章制度,如果桥梁设计的各个环节都能遵照国家的规定来,就能减少一些桥梁事故的发生,使我国桥梁建设事业良好发展。在桥梁设计的各个阶段,管理者应该严格管理,严防一些腐败事件的发生,保证设计方案能够客观全面,材料质量达标,施工过程严格控制,使其桥梁建设的整个过程能够达标完成质量。
  4.2完善设计理念
  由于目前在桥梁设计中对桥梁强度以及经济方面考虑的较多,而对桥梁耐久性和安全性考虑的较少,对桥梁结构的使用极限和维护忽略的比较严重。应该及时完善设计理念,改变过去仅从设计和施工质量上考虑的设计理念。在认真研究和探讨的基础上还要考虑桥梁的安全性、耐久性和整体牢固性,对不同工程结构的灾害与可接受危险水平进行科学评估和分析,在此基础上提出合理的安全性和耐久性设计理念。
  在材料的选择、施工质量、桥梁使用和维护及功能过时等方面与开发商和建筑商进行协商和研究,确定科学合理的设计方案。在后期的桥梁检测和维修中也要注意采用新技术和新方法。
  4.3重视外在因素对桥梁的损坏问题
  在桥梁使用过程中,狂风、大雨、地震、空气中的有害物質等自然因素都会对桥梁表面造成损坏,汽车等交通工具在行驶时造成的震动会轻微地引起桥梁内部结构变化。这是因为在施工过程中不可能做到材料的均匀性,长此以往必然会使桥梁有外部的裂痕。若不及时处理,桥梁在以后的使用过程中会逐渐损伤混凝土及钢筋结构,影响桥梁的耐久性和安全性。特别是在海边的桥梁,空气湿润会对常规桥梁造成严重侵蚀。这些地方的桥梁在设计时,就要考虑到自然因素的影响,给桥梁设计较厚的防水层。
  4.4适当提高混凝土保护层厚度
  预应力钢筋与混凝土之间需要有保护层连接,这部分不仅能够确保预应力钢筋与混凝土之间有足够的粘结力,同时也能够有效的保护预应力钢筋不被侵入到混凝土内部的有害介质所侵蚀。事实证明钢筋受到氯离子等有害介质侵袭的速度与保护层厚度的二次方成反比,钢筋的碳化也与保护层的厚度有着很直接的关系,从这个方面来讲保护层的厚度如果越厚则钢筋表面暴露在有害介质环境中的时间也会越滞后,距离结构钢筋遭到侵蚀破坏的时间也就越长,整个结构的耐久性也就越高。
  4.5加强防水层设计
  桥梁设计中防水层的设计也是保证整体结构耐久性的重要举措,由于桥梁结构长期暴露在空气之中,雨水以及生活用水中的有害介质会对混凝土结构造成很大的损害,如果没有有效的防水设置则会桥梁的混凝土结构就会长时间的暴露在有害介质环境之中,给整体结构的耐久性带来极大的威胁。因此在桥梁设计中应该设置一层具有良好抗渗性、抗拉性以及抗剪性的防水层,而防水层的选材也要注重于路面沥青混凝土之间的相容性,确保面层与主体结构之间有着足够的粘结力。与此同时桥梁设计中还要合理的设置排水结构,确保水分能够尽量的被排到桥梁主体结构之外,减少桥梁主体结构中防水层的压力,确保桥梁混凝土结构的耐久性。
  4.6加强桥梁的超载管理
  桥梁出现超载情况主要有三种:(1)超过使用年限的桥梁负载运营;(2)桥梁上通行的车流量超过了原有的设计;(3)车辆违规超载行驶.前两种情况产生的原因主要是设计中荷载的变化和交通量的增多; 后一种情况是车辆的使用车违法超载所致,后两种超载现象是我们道路交通运输中最为常见的桥梁超载问题.超载问题可能引发桥梁疲劳问题.超载会使桥梁疲劳应力幅度增加"损伤加剧,更有甚者会引发结构性破坏事故问题.超载问题造成桥梁内部不能恢复的损伤,使得桥梁在正常承载下的工作状态发生变化,由此可能危害桥梁的安全性和耐久性。
  结语
  桥梁结构耐久性不足的后果是非常严重的,不容忽视,引起混凝土结构耐久性不足的原因存在于环境影响、结构设计、施工及维护等各个环节.目前,正处在大规模建设桥梁之际,要充分认识到混凝土结构耐久性对实施可持续发展战略、节约能源、资源和保护环境所带来的积极和负面影响,深刻领会加强混凝土结构耐久性的重要意义。
  参考文献
  [1]周金鹏,桥梁结构安全性设计若干问题的思考[J],安全与健康,2006(9)
  [2]陈宝辉,论桥梁耐久性差的原因及其改进措施,中小企业管理与科技,2008年。
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