合肥工业大学建筑设计研究院安徽合肥230001
摘要：随着我国交通建设行业的不断发展，桥梁建设工程也逐渐增多，并为我国的经济发展提供了积极的促进作用。但是就当前的桥梁建设工程来说，依旧在桥梁的安全性与耐久性方面存在着一定的欠缺，造成极大的工程安全隐患的同时还会造成经济效益的降低。而造成这些性能欠缺的主要原因则往往是由于设计环节的考虑不周所造成的。所以为实现桥梁建设质量的不断提升，相关设计人员应当加强设计环节中对于桥梁的安全性与耐久性性能的考虑。
关键词：桥梁设计；安全性；耐久性
引言：
随着我国社会发展速度的不断加快，桥梁建筑施工项目不断增多。特别是最近几年来，我国多个地区都兴建了举世瞩目的高水平桥梁工程，为当地的经济发展和文化交流做出了很大的推动作用。尽管大方向上我国桥梁建设事业发展的欣欣向荣，但是在桥梁的安全性和耐久性上仍然存在一些问题，有些已经引发了比较严重的后果。在有些情况下，产生这些问题的最初源头发生在桥梁最初的设计环节，这不得不让我们重新思考如何在桥梁设计过程中提高对安全性和耐久性的现实需求，以全面提高桥梁工程的总体质量。
1、桥梁的安全与耐久性能的技术评估
就当前的桥梁工程建设来说，安全与耐久性能都存在一定的缺少，不能达到专业的评估指标。在对桥梁进行技术评估工作时，要避免在出现桥梁问题时才进行桥梁评估。为准确地对桥梁的安全与耐久性能进行评估，工程单位应当合理利用专业的数据评估制度。随着我国对桥梁建设工程的重视程度逐渐提升，相关部门对于不同年代的桥梁都进行了科学的检测标准的设定，为相关的检测人员判断桥梁的安全与耐久性能提供了重要的依据。如果检测出难以达到规定的安全性能的桥梁，则应当及时进行相应的警示牌的设立。
2、我国桥梁工程设计现状分析
目前，在桥梁结构设计中只是片面地重视桥梁结构的承重设计，过分的注重桥梁的极限状态，对桥梁的耐用性和安全性缺乏深入的研究。但是在桥梁设计的过程中，桥梁的寿命周期是其建设的主要标准，也是桥梁工程建设的根本目标，而耐用性方面的缺失使桥梁结构设计目标的实现大打折扣。桥梁结构设计是桥梁建设的基础以及施工质量的重要保障，没有科学、完善的结构设计，其桥梁的整体工程质量也将无法得到有效的保障，进而影响桥梁的使用性能和使用周期，严重时可能引发安全事故。并且如果桥梁的耐用性较差，桥梁在使用的过程中容易出现裂痕、坑洼等质量问题，在一定程度上也增加了桥梁维护的成本。
3、导致桥梁工程出现安全性与耐久性问题的原因
对于桥梁建设来说，其本身的安全性能判断较为简单，但是桥梁的耐久性却不是依靠观察就能得出结论的。通常来说，桥梁在正常使用过程中是很难透过表面对其内部变化进行观察与判断的。但是某些导致桥梁出现损坏或塌陷现象的原因，往往就是这些不体现于表面而具有致命性的变化。一般来说造成这些现象的主要原因有以下几点：
3.1桥梁结构施工过程质量不达标，监督管理不到位
近些年，桥梁安全事故多发，桥梁建设质量问题已经得到社会各界人士的广泛关注。对桥梁安全事故进行分析，可以发现主要是因为在桥梁工程施工的过程中存在一定的质量缺陷和问题。因此对桥梁工程的施工进行把控，使其符合桥梁设计标准的要求，其安全性将得到大大的提高，安全事故的发生概率将会大大的降低。同时施工工程的质量问题还受施工原材料施工工艺和技术的影响。
3.2施工建设阶段本身存在质量问题
如果在桥梁建设竣工的短时间内就出现了安全问题，则极有可能就是由于施工阶段的质量问题所导致的。对于桥梁建设来说，其由于本身的工程特性往往会对施工质量提出更高的要求，首先要保证自身的承载强度过关，这就要求建筑材料选用抗压性能好且重量较轻的材料来开展施工。尤其是桥梁建筑中应用广泛的钢筋与混凝土结构的建设，一定要严格对材料的配比用量进行严格要求，保证桥梁的受力均衡。此外，为避免空气湿度等环境因素造成建设材料的损坏，在施工进行中还应当加强对材料的安排和保护。但是在当前的实际桥梁建设中，设计人员并没有根据桥梁所处的实际环境进行建设材料的选择，在某些特定的环境与气候的影响下，极有可能会造成桥梁的耐久度降低。同时还可能出现在施工过程中，施工单位没有严格按照设计要求进行材料采买，使用低质材料来进行代替。这样直接导致了桥梁建筑的质量问题，造成其安全与耐久性能的下降。
3.3设计理论和结构构造体系不够完善
在承认施工存在问题的同时，也不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。
许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。不少桥梁、虽然满足了设计规范的强度要求，仅用了5～10年就因为耐久性出了问题影响结构安全。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题，设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。
不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求。规范再详细也不能包罗本应由设计人员解决的各种问题、规范更新得再快也适应不了新认识、新技术、新材料快速发展对结构提出的各种新的要求。因此，合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。
4、针对上述原因今后需要改进和努力的方向
4.1应该更加重视结构的耐久性问题
桥梁结构建设和使用的过程中会受到环境和化学因素的影响，同时还要承受多方面的荷载，桥梁自身的材料也可能会造成不同部分的损伤和裂化，在大跨桥梁建设的过程中，国内从上个世纪的80年代就修建了很多斜拉桥，在这一过程中出现了很多严重损害的例子，但是其在设计的过程中出现了耐久性方面的问题，这样就使得工程建设的过程中出现了较大的经济损失，在这一过程中必须要注意的一点就是这一问题的出现和耐久性的设计有着十分密切的联系。
在我国，从20世纪90年代开始，人们对桥梁的耐久性越来越重视，同时在研究的过程中也取得了很多丰硕的成果，而在这些研究当中，一般都是从统计的角度去看的，但是在设计和结构的角度方面还很少有人进行全面的研究，同时在很长时间以来，人们在研究的过程中都比较重视结构计算方法的研究，但是对结构细节方面的处理还不是十分的重视，结构耐久性设计和一般的结构设计还是存在着一定区别的，所以，我们不能将二者等同起来。
4.2重视对疲劳损伤的研究
桥梁结构在运行的过程中所要承受的所有荷载都是动态荷载，这些荷载会在结构的内部形成非常大的循环变化的应力，同时这种应力在变化的过程中还有可能会产生较大的振动，这样一来给结构本身也造成了非常大的不利影响。在循环荷载的影响下，结构上的一些小的缺陷会慢慢变严重，在长期的作用下会出现较大的损伤，甚至还会出现比较严重的裂纹，早期阶段，这些病害并不是非常容易察觉，但是其所产生的不良影响是非常明显的。
4.3充分重视桥梁的超载问题
汽车超载主要有三种情况：其一是早期修建的老桥超龄负载运营；其二是桥梁通行的车流量超过原设计；另一种是车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加；后者是车辆使用者违法超载营运，后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。
桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。例如，混凝土桥梁一直被认为具有足够的耐久性，但在汽车超载作用下，可能发生开裂；裂缝即使在荷载卸除后能够闭合，但由于混凝土结构内部已经受到损伤，构件的开裂弯距降低、刚度下降；于是在正常使用荷载作用下，本来不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为超出规范允许的裂缝或产生较大的变形。这些都会对结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响，因此除了交管部门要加强管理外，也需要对超载带来的后果进行研究、分析。
4.4积极借鉴国外的经验和成果
在欧洲国家，非常重视对结构物进行性能设计内容包括结构的变形、裂缝、振动、强健性、美观、耐久性能、疲劳性等。PBD研究主要是为了使结构在运营过程中除了保证最低的安全性要求外，尚应有良好的使用性能。就其本质而言，欧洲国家的PBD理论，主要研究结构在使用过程中表现出来的服务性能，分析使性能受到弱化的原因和其发生的机理、规律，寻求新的结构设计理念和方法。从欧洲人的观点来看，PBD似乎是对以耐久性为核心的结构使用性能指标的综合考虑。这一点对国内工程界应该是有启示的。目前国内的设计可视为静态的设计，它只定义了设计建成时刻结构具有的工作能力和性能，而对营运期间性能随时间的劣化及其实际的性能表现缺乏足够的认识和考虑；换言之，从经济性的角度讲是只考虑了建造成本，而忽视了营运期的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益。
5、结束语
综上所述，在当前的交通设施建设中，桥梁建设是至关重要的链接纽带，是促进我国经济发展的重要工程项目。桥梁设计人员在进行桥梁设计时不仅仅简单的做到项目规划，还应当从桥梁建设工程在施工过程中以及正式投入使用后的安全性能、经济性能着手，实现高质量的桥梁设计与建设。在实际工作中，设计人员应当对造成桥梁建筑安全性与耐久性缺乏的原因进行深入分析，并制定相应的优化提升措施。在保证桥梁安全性的同时实现建设效益的显著提升。
参考文献
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