桥梁设计中存在的安全耐久性问题及对策研究.doc

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桥梁设计中存在的安全耐久性问题及对策研究
桥梁设计中存在的安全耐久性问题及对策研究

摘要：桥梁安全性和耐久性已成为迫切需要解决的问题,我们应该积极借鉴国外成功的经验和做法,除了加强施工质量管理外,要从桥梁设计理念和结构体系和构造的角度做好耐久性的设计,同时也需要研究疲劳和超载等因素对于桥梁结构耐久性的影响。本文分析了桥梁安全性、耐久性不足的危害，指出了桥梁设计中存在的安全耐久性问题成因，探讨了提高安全性、耐久性的措施。

关键词：桥梁设计安全耐久性危害问题措施
中图分类号：U445文献标识码：A文章编号：
近些年来，国内发生不少桥梁倒塌的严重事故，造成很多不该有的人间悲剧。但调查分析结果表明，很多事故是因为设计不规范或施工不注意质量控制造成的。施工中的偷工减料、工程腐败，设计中的态度不严谨，计算错误等等都是造成桥梁英年旱逝或出现安全隐患的重要因素。目前，桥梁设计的耐久性设计，常常只是作为一个参考价值，而不是具体计算出其应有的安全使用年限，更不会对桥梁的耐久性进行一系列的实验研究探讨。这种现象在一定程度上导致了桥梁事故发生频繁、结构使用性能差、耐久性差的严重后果，也背离了国际上对桥梁的结构的耐久性、安全性、适用性日益重视的发展趋势。
一、桥梁安全性、耐久性不足的危害
1、桥梁安全性、耐久性不足的危害
随着时代经济的高速发展,人类所建造的各种大型工程结构物,规模巨大,结构复杂,功能众多。国际上称之为“超级工程(Superinfrastrueture)”。这些工程的特点是:投资巨大,技术复杂,环境影响严重,袭击破坏机率增大(风、浪、地震、海啸、船撞、破坏等等)和维修、养护、加固难度大,一旦出现安全耐久性问题,影响是非常大的。
1、巨额的经济损失
从国外的桥梁建设经验中发现,如果在桥梁的设计和建造时期没有很好地考虑梁的安全与耐久性,将会在桥梁的运营和维护中付出惨重的经济代价。1986年,英国仅英格兰中环线的11座高架桥,使用12年就严重破坏,维修费用已高达12亿英镑,为当年造价的6倍。又如北京西直门环形立交桥,为缓解日益严重的交通阻塞,在上世纪末拆除重建。在拆除过程中,发现结构大量的冻融病害,橡胶支座老化结硬,致使支座承台破裂,估计桥上的橡胶支座的使用寿命未满10年。假定该桥的原设计寿命期为50年,那么其间的支座就需要更换4~5次。
2、严重的工程事故
国际上统计,桥梁工程事故的80%以上是由人为错误造成的,这些人为错误主要反映在结构的安全、质量和管理的每个环节上。如果对发生病变的桥梁不及时加固维修或拆除,将造成严重的工程或交通事故,甚至有的在使用中因意外原因导致垮塌。例如2007年6月15日,广州九江大桥被一艘运沙船撞击导致垮塌。九江大桥是325国道上的一座特大型桥梁,位于广东省佛山市南海区九江镇与江门鹤山市之间。桥梁全长1675.2m,1988年6月正式建成通车。运沙船撞击导致桥面坍塌约200m。
被撞的九江大桥修复工程历时2年、耗资1.4亿元进行修复,据九江大桥修复工程项目部总经理介绍,九江大桥修复工程难度大,技术复杂,不可预见性因素多,“比修一座新桥还难”,为此专责小组多次邀请了来自科研、设计、施工、咨询和建设管理领域不同行业的国内外专家,对受损桥体的解体拆除、重建修复、沉船打捞等方案进行多方案比选,深入分析研究,不断优化方案,反复论证。
3、恶劣的环境社会影响
我们发现在不断立项新建、改建桥梁的同时,由于各种原因也在不断地加固维修甚至拆除不到使用年限的桥。如观澜河大桥,它是梅观高速公路上的一座预应力连续梁桥,跨径组成为3联4x40m,桥梁全长495.43m,该桥因为承载能力降低,不能满足使用要求,经专家多次论证后,需进行拆除。还有如杭申线七星大桥、三门峡黄河公路大桥等。而且为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收人作为补偿。如果没有实施提高桥梁耐久性措施,对于设计工作寿命为100年的桥梁,很可能30年到期后国家接收的已是一个破旧待拆的工程。
二、桥梁设计中存在的安全耐久性问题成因
1、设计理论落后,结构构造体系片面
(1)路桥工程是系统工程,由众多结构件进行组合而成,各结构件安全性和耐久性之间相互制约,设计时,只考虑局部部件的安全性和耐久性,导致结构的整体性出现了安全性和耐久性的缺失。
(2)结构部件的逐步更新,新材料、新技术的应用,设计人员将目光还停在原有的设计理论和旧材料的安全性上,设计理论和设计思维的落后造成结构的不安全。
(3)设计人员思维过于传统、静态,没有用发展的思维进行设计,缺乏结构整体性延性的思考,考虑情况没有可持续性,设计出来的桥梁安全性能只能满足现状或设计规范的强度要求,不能满足未来一段时间变化带来的耐久性变化。
(4)设计中没有