摘要：隨著我國的橋梁事業的迅速發展，耐久性能問題已經是橋梁設計中的一個常見問題，本文主要對影響耐久性能的因素進行探討，提出了如何提高橋梁設計中耐久性能的措施。
　　
　　關鍵詞：橋梁設計，耐久性能問題，對策
　　
　　
　　橋梁設計中的耐久性問題已經是其業界的常見問題，對此，應該引起足夠的重視。目前在國內的橋梁結構設計過程中，過多的重視強度而耐久性卻重視較少，重視強度極限狀態而忽略使用極限狀態，然而使用時的性能表現恰恰是結構在整個生命周期中最重要的，因此，重視結構的建造的同時也要重視結構的維護。當前的橋梁設計中，對于耐久性更多的只是作為一種概念受到關注，既沒有明確提出使用年限的要求，也沒有進行專門的耐久性設計。然而正是由于這些問題，在一定程度上導致了當前工程事故頻發、結構使用性能差、使用壽命短的不良后果，也與國際結構工程界日益重視耐久性、安全性、適用性的趨勢相違背，也不符合結構動態和綜合經濟性的要求。這就要求我們對橋梁設計中的問題認真探索，找出解決問題的方法。
　　
　　1 影響耐久性能的主要因素
　　（1） 施工和管理水平低
　　橋梁的突然破壞與倒塌已經引起工程界對橋梁安全性問題的重視。普遍認為當前的工程事故主要是由施工和管理水平低下所導致。如果施工質量沒有達到規范和設計要求,材料強度不足和施工工藝不合格，偷工減料、以次充好等問題都會使工程在短期內發生諸如突然破壞與倒塌的問題，更是對橋梁安全造成致命的損害。而大量的橋梁在遠沒有達到預期使用壽命時,出現了影響正常使用的病害;特別是一些橋梁在只使用了幾年、甚至剛建成不久就出現嚴重的耐久性不足的問題,典型的問題有鋼筋保護層不足及目前廣泛存在于施工現場的嚴重的構件開裂問題，主要原因是水泥選用、混凝土配合比、振搗、養護不當及預應力施加不合理等。這些施工上的缺陷雖然短期不會對橋梁的正常使用產生明顯的影響,但卻會對結構的長期耐久性產生非常嚴重的危害。
　　
　　（2）設計理論和結構構造體系不夠完善
　　在橋梁設計領域，特別是關于橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多可以改進的地方。結
　　構設計的首要任務是選擇經濟合理的結構方案，其次是結構分析與構件連接的設計，并取用規范規定的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。許多設計人員往往只滿足于規范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的安全性，有的結構整體性和延性不足，冗余性小；有的計算圖式和受力路線不明確，造成局部受力過大；有的混凝土強度等級過低、保護層厚度過小、鋼筋直徑過細、構件截面過薄，這些都削弱了結構耐久性，會嚴重影響結構的安全性。不少橋梁雖然滿足了設計規范的強度要求，僅用了5-10年就因為耐久性出了問題影響結構安全，結構耐久性不足已成為最現實的一個安全問題，設計時要從構造、材料等角度采取措施加強結構耐久性。不同的環境和使用條件、不同的設計對象都會對結構體系提出不同的布局和構造等方面的要求。規范再詳細也不能包羅本應由設計人員解決的各種問題，規范更新得再快也適應不了新認識、新技術、新材料快速發展對結構提出的各種新的要求，因此，合理可靠的結構設計除了滿足規范的要求外，還要求設計人員具有對結構本性的正確認識、豐富的經驗和準確的判斷。
　　（3）橋梁維護缺乏全面系統管理
　　橋梁維護方面沒有及時的全面系統管理，不能有效地對橋梁的全壽命過程進行管理，也是影
　　響橋梁耐久性的重要因素。橋梁維修大多要到出了事故或不得不維修時才進行，錯過維修的最佳時間，其維修效果也不佳。應把整個地區的橋梁作為一個系統工程來研究，在財力一定的前提下，統籌考慮、合理安排橋梁維修。
　　（4）環境對橋梁結構耐久性的影響
　　橋梁的施工及使用也受環境的影響，混凝土的抗拉強度大約只是其抗壓強度的10%，由于早期的水化熱影響、干縮應變反應強烈，加上環境溫度、濕度、日曬雨淋、沖擊荷載的影響，混凝土結構很容易產生裂縫。開裂后，由于水分子、氯離子的侵入，導致鋼筋表面的鈍化膜被破壞，從而使鋼筋腐蝕，破壞了鋼筋表面與混凝土之間的化學膠結力，其直接后果是鋼筋與混凝土不能很好的協同工作。混凝土構件的強度和剛度逐漸削弱，最終導致結構的耐久性破壞。
　　2 提高耐久性性能的對策
　　（1）必須重視對橋梁損傷
　　橋梁結構所承受的車輛荷載和風荷載都是動荷載,會在結構內產生循環變化的應力,不但會引起結構的振動,還會引起結構的累積疲勞損傷。由于橋梁所采用的材料并非是均勻和連
　　續的,實際上存在許多微小的缺陷,在循環荷載作用下,這些微缺陷會逐漸發展、合并形成損
　　傷,并逐步在材料中形成宏觀裂紋。如果宏觀裂紋得不到有效控制,極有可能會引起材料、
　　結構的脆性斷裂。早期疲勞損傷往往不易被檢測到,但其帶來的后果往往是災難性的。疲勞損傷過去一直被認為是鋼橋設計中的核心問題,由鋼結構疲勞引起的鋼材開裂案例較多,亦有不少因疲勞斷裂引起橋梁垮塌的例子。近20年來,疲勞損傷的研究已進入混凝土結構,但對于使用期受腐蝕的鋼筋混凝土構件的動態性能和疲勞性能的研究還需加強。
　　
　　（2）必須重視結構的耐久性
　　由于橋梁在建造和使用過程中會受到環境、有害化學物質的侵蝕,并要承受車輛、風、地震、疲勞、超載、人為因素等外來作用,同時橋梁所采用材料的自身性能也會不斷退化,因此導致結構各部分不同程度的損傷和劣化。近三十年以來,在大跨橋梁領域修建了大量的斜拉橋，雖然出現倒塌或嚴重損害的現象很少,但已經有多座橋梁因為拉索的耐久性問題而不得不提前換索,既影響了使用又增大了經濟損失。類似問題很多，一方面主要是由于沒有進行合理的耐久性設計,大量的病害實例也證明,除了施工和材料方面的原因,影響結構耐久性的決定性因素是來自設計及構造上的缺陷。從上世紀90年代開始重視了對結構耐久性的研究,也取得了不少成果。但是這些研究大多是從材料和統計分析的角度進行的,很少有人對如何從結構和設計的角度及如何以設計和施工人員易于接受和操作的方式來改善橋梁耐久性研究。長期以來,人們又一直偏重于結構計算方法的研究,卻忽視了對總體構造和細節處理方面的關注。結構的耐久性設計與常規的結構設計有著本質的區別,目前需要努力將耐久性的研究從定性分析向定量分析發展。國外的橋梁設計有鑒于耐久性不足導致的嚴重損失,近年來十分重視提高結構物的耐久性并將其作為重要的設計原則,統一考慮合理的結構布局和構造細節,強調使結構易于檢查、維修,以保證橋梁的安全使用、盡可能地減少維修費用,取得了較好的綜合經濟效益。實際上,國內外的研究和實踐都表明,結構耐久性對于橋梁的安全運營和經濟性起著決定性作用。

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