【摘要】：橋梁工程的安全性和耐久性直接影響著橋梁的使用壽命，而要提高橋梁工程的安全性和耐久性，除了加強施工管理，提高施工質(zhì)量外，另外一個途徑就是運用新的設(shè)計理念，從設(shè)計的源頭提高橋梁工程安全性和耐久性。本文以下內(nèi)容將對橋梁工程關(guān)于安全性與耐久性方面的新的設(shè)計理念進行簡要的介紹，以供大家參考學(xué)習(xí)之用。
【關(guān)鍵詞】：安全性；耐久性；施工質(zhì)量；設(shè)計理念；使用壽命
中圖分類號：U442.5 文獻標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）04-0020-02
1、前言
改革開放以來隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和科技的不斷進步，我國的基礎(chǔ)設(shè)施迎來了建設(shè)的高潮，特別是跨海大橋也正如雨后春筍般拔地而起。盡管我國在橋梁工程建設(shè)實踐中積累了豐富的經(jīng)驗，但是在橋梁工程安全性和耐久性方面的研究仍然不能滿足橋梁建設(shè)的需要，直接影響到了橋梁工程的使用壽命。要提高橋梁工程的安全性和耐久性，建立健全的規(guī)章、規(guī)程、制度和科學(xué)的管理體系，提高橋梁工程的質(zhì)量，是保證橋梁工程的安全性和耐久性的最基本的要求，但是最根本的還是從設(shè)計上采取措施進行保證，由于我國傳統(tǒng)的橋梁工程的安全性和耐久性的認(rèn)識存在偏差，需要我們開展保障結(jié)構(gòu)安全性和耐久性的新設(shè)計理念的研究，在這個新的設(shè)計理念中，首先應(yīng)該認(rèn)識到結(jié)構(gòu)各部件的壽命不是完全相同的，因而結(jié)構(gòu)壽命期功能的保證，就需要從設(shè)計、施工、材料、檢測、維修、加固整個過程來考慮，審查橋梁結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計與構(gòu)造設(shè)計，保障結(jié)構(gòu)在生命期內(nèi)具有可靠的各種性能。而在對梁橋工程安全性與耐久性的新的設(shè)計理念中，進行科學(xué)決策的關(guān)鍵技術(shù)就是進行橋梁的風(fēng)險評估。本文以下內(nèi)容將對橋梁工程關(guān)于安全性與耐久性方面的新的設(shè)計理念進行簡要的介紹，以供大家參考學(xué)習(xí)之用。
2、新的設(shè)計理念提出的背景
關(guān)于橋梁工程安全性和耐久性的新設(shè)計理念提出的背景包括如下幾個方面：第一，根據(jù)國外橋梁的發(fā)展可以看出，如果橋梁的安全性和耐久性能不好，將會在橋梁后期的運營和維護中付出很大的費用，有的甚至是原來造價的幾倍。第二，根據(jù)國外研究表明，鋼筋銹蝕和凍融破壞是引起橋梁破壞的最直接的原因，特別是對于處于除冰鹽環(huán)境的橋梁，破壞更加嚴(yán)重，而且要對這些破壞的橋梁工程進行修復(fù)或者是更新，則花費驚人，而且處理效果很不樂觀。第三，在我國，也出現(xiàn)了很多因耐久性不良而過早報廢的橋梁，比如北京西直門立交橋使用僅19年，就因嚴(yán)重剝蝕和鋼筋銹蝕破壞等原因不得已于1999年報廢重建，給我國帶來了很大的經(jīng)濟損失。第四，分析橋梁工程的破壞原因，我們知道，目前的施工質(zhì)量控制水平和管理水平已經(jīng)得到了很大的提高，特別是我國引入工程監(jiān)理這一個行業(yè)，對橋梁工程質(zhì)量的提高提供了可靠的保證。所以，根據(jù)作者多年的橋梁工程實踐經(jīng)驗，認(rèn)為橋梁工程安全性與耐久性引起的橋梁破壞的根本原因是設(shè)計理念的落后。
3、關(guān)于提高橋梁工程安全性和耐久性的新的設(shè)計理念的提出
關(guān)于提高橋梁工程耐久性的新的設(shè)計理念包含的含義主要有如下幾個方面：第一，新的設(shè)計理念，不是僅僅強調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計安全和建造過程中分別采取措施保證安全性、耐久性及整體上的牢固性的要求，其仍包括了結(jié)構(gòu)在使用期間的檢測、維修、加固的一些內(nèi)容，并包含有對不同工程結(jié)構(gòu)物的災(zāi)害和可接受的危險水品隔閡評估進行的深入研究。第二，新的設(shè)計理念體現(xiàn)的是整體結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計的問題，其要解決的問題是經(jīng)濟、合理的使用年限問題，即結(jié)構(gòu)壽命期問題。第三，結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的新設(shè)計理念認(rèn)為橋梁耐久性的保證是需要橋梁設(shè)計、施工、運營和維護各個階段共同努力的結(jié)果。第四，通過設(shè)計師設(shè)計而建成的結(jié)構(gòu)物，各個部件應(yīng)可檢查，可更換，可修復(fù)，能控制，能加強，可持續(xù)，這樣能更加方便對使用期間的橋梁工程進行維護和保養(yǎng)，通過對橋梁工程局部加固措施，從而提高整個橋梁工程的安全性和耐久性，保證橋梁整體的使用壽命。第五，設(shè)計工程師應(yīng)認(rèn)識到，整體結(jié)構(gòu)的壽命和各部件的壽命是不等的，如橡膠支座壽命不超過20年，拉索的壽命僅10～40年，拉索的護套壽命不超過20年，鋼結(jié)構(gòu)的油漆保護最優(yōu)為20年等等。只有對自身壽命期低于結(jié)構(gòu)設(shè)計壽命期的部件必須要在構(gòu)造上保證可查、可加強、可修、可換，對結(jié)構(gòu)在外因變化劇變情況下，結(jié)構(gòu)的變形要在構(gòu)造上“可控”，才能夠在運營階段對橋梁進行維修、加固等措施，從而保證結(jié)構(gòu)的耐久性。第六，設(shè)計施工階段的耐久性設(shè)計要兼顧橋梁的壽命期成本和結(jié)構(gòu)特性要求，它是橋梁耐久性的基礎(chǔ)，另外在橋梁運營、維護階段，對橋梁定期進行檢測與評估，從而對橋梁進行加固和維修，來進一步保證橋梁的耐久性。第七，充分認(rèn)識到結(jié)構(gòu)在設(shè)計壽命期內(nèi)各個組成部件具有不同的耐久性極限，需要經(jīng)常維修，甚至更換或加固，才能保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計壽命期內(nèi)的服務(wù)功能。因為結(jié)構(gòu)安全與使用并非在建成后，在法定的設(shè)計壽命期內(nèi)一勞水逸了，而還需要定期檢測、評價、鑒定、養(yǎng)護、修理、更換、加固等管理才能獲得保證，所以基于結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的新設(shè)計理念認(rèn)為橋梁耐久性的保證是需要橋梁設(shè)計、施工、運營和維護各個階段共同努力的結(jié)果。
關(guān)于橋梁工程安全性與耐久性新的設(shè)計理念，應(yīng)特別注意與耐久性有關(guān)的問題，比如施工的方便、材料的選擇、使用和維護、功能過時、壽命期費用等，并根據(jù)使用壽命要求，確定設(shè)計方案，選擇材料、構(gòu)件、組件和施工方案，但是在進行設(shè)計和施工方法選擇的時候，在保證耐久性的前提下，也要考慮投資成本的經(jīng)濟效益。
4、對橋梁全壽命進行風(fēng)險評估
橋梁工程的面臨的風(fēng)險主要有如下幾個方面：第一，可行性研究階段將面臨著投資成本風(fēng)險。第二，設(shè)計階段是整個建設(shè)過程中技術(shù)含量最高，難度最大，最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，設(shè)計方法，設(shè)計理論的選取將直接關(guān)系到大橋的建造和使用的安全和耐久性。對一些大跨徑橋梁，要注意根據(jù)一般工程經(jīng)驗建立的橋梁設(shè)計規(guī)范是否仍然適用，是值得研究的問題。我們認(rèn)為有必要對設(shè)計階段采用和參考的各種設(shè)計規(guī)范的水平和可用程度進行評價，對一些重要的設(shè)計參數(shù)進行風(fēng)險評價。第三，施工階段將面臨更多的不可確定因素，將是風(fēng)險分析和研究的重點之一，從施工方法方面，將可能采用的施工工藝和流程，對施工中可能遇到的技術(shù)風(fēng)險進行分析和研究，也可以對施工中頻繁出現(xiàn)的人為錯誤規(guī)律和對策進行研究。第四，橋梁運營階段將面臨著地震、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成的風(fēng)險，還存在著超載、交通事故等人為風(fēng)險。為了減少這些風(fēng)險，我們在設(shè)計施工階段就要正確評價這些風(fēng)險，認(rèn)識到這些風(fēng)險和風(fēng)險可能產(chǎn)生的后果以后，業(yè)主可根據(jù)自己的接受的能力來選擇能夠承受的風(fēng)險和投資水平，從而確定合適的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求和施工技術(shù)。不要等災(zāi)害事故發(fā)生以后，才意識到風(fēng)險的嚴(yán)重度后果。
故對橋梁全壽命進行風(fēng)險評估是新設(shè)計理念中的關(guān)鍵技術(shù)，在設(shè)計施工階段的風(fēng)險評估，就應(yīng)該充分考慮橋梁在整個生命周期內(nèi)的風(fēng)險，認(rèn)識到橋梁在其生命過程的每時每刻中都面臨著風(fēng)險，尤其對于一些大跨度的橋梁，無論是設(shè)計，施工，還是運營、維護，必須對橋梁整個生命周期中的各種不確定因素進行全面的考慮和權(quán)衡，對于影響橋梁正常使用的各種損失和破壞有充分的準(zhǔn)備，即需要對橋梁整個生命周期內(nèi)的各種風(fēng)險進行正確的評價。
5、結(jié)束語
要保證橋梁工程安全性與耐久性，創(chuàng)新設(shè)計理念的前提下，從各個方面采取措施，共同提高橋梁工程安全性與耐久性。作為一名技術(shù)人員，在不斷實踐的基礎(chǔ)上，要不斷總結(jié)學(xué)習(xí)，并借鑒類似成功工程的經(jīng)驗，汲取失敗工程的教訓(xùn)，為提高橋梁工程的安全性和耐久性做出應(yīng)有的貢獻。
【參考文獻】
[1]《橋梁概念設(shè)計》夏永明等，人民交通出版社
[2]《沿海地區(qū)混凝土橋梁耐久性評價與防護》趙尚傳等，人民交通出版社
[3] 《土建結(jié)構(gòu)工程的安全性與耐久性》陳肇元等，中國建筑工業(yè)出版社
