【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，提高施工質量外，另外一個途徑就是運用新的設計理念，從設計的源頭提高橋梁工程安全性和耐久性。本文以下內容將對橋梁工程關于安全性與耐久性方面的新的設計理念進行簡要的介紹，以供大家參考學習之用。
【關鍵詞】：安全性；耐久性；施工質量；設計理念；使用壽命
中圖分類號：U442.5 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）04-0020-02
1、前言
改革開放以來隨著經濟的不斷發(fā)展和科技的不斷進步，我國的基礎設施迎來了建設的高潮，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實踐中積累了豐富的經驗，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、制度和科學的管理體系，提高橋梁工程的質量，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識存在偏差，需要我們開展保障結構安全性和耐久性的新設計理念的研究，在這個新的設計理念中，首先應該認識到結構各部件的壽命不是完全相同的，因而結構壽命期功能的保證，就需要從設計、施工、材料、檢測、維修、加固整個過程來考慮，審查橋梁結構的概念設計與構造設計，保障結構在生命期內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計理念中，進行科學決策的關鍵技術就是進行橋梁的風險評估。本文以下內容將對橋梁工程關于安全性與耐久性方面的新的設計理念進行簡要的介紹，以供大家參考學習之用。
2、新的設計理念提出的背景
關于橋梁工程安全性和耐久性的新設計理念提出的背景包括如下幾個方面：第一，根據國外橋梁的發(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，破壞更加嚴重，而且要對這些破壞的橋梁工程進行修復或者是更新，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，目前的施工質量控制水平和管理水平已經得到了很大的提高，特別是我國引入工程監(jiān)理這一個行業(yè)，對橋梁工程質量的提高提供了可靠的保證。所以，根據作者多年的橋梁工程實踐經驗，認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計理念的落后。
3、關于提高橋梁工程安全性和耐久性的新的設計理念的提出
關于提高橋梁工程耐久性的新的設計理念包含的含義主要有如下幾個方面：第一，新的設計理念，不是僅僅強調結構設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，其仍包括了結構在使用期間的檢測、維修、加固的一些內容，并包含有對不同工程結構物的災害和可接受的危險水品隔閡評估進行的深入研究。第二，新的設計理念體現的是整體結構的耐久性設計的問題，其要解決的問題是經濟、合理的使用年限問題，即結構壽命期問題。第三，結構耐久性設計的新設計理念認為橋梁耐久性的保證是需要橋梁設計、施工、運營和維護各個階段共同努力的結果。第四，通過設計師設計而建成的結構物，各個部件應可檢查，可更換，可修復，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，設計工程師應認識到，整體結構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，鋼結構的油漆保護最優(yōu)為20年等等。只有對自身壽命期低于結構設計壽命期的部件必須要在構造上保證可查、可加強、可修、可換，對結構在外因變化劇變情況下，結構的變形要在構造上“可控”，才能夠在運營階段對橋梁進行維修、加固等措施，從而保證結構的耐久性。第六，設計施工階段的耐久性設計要兼顧橋梁的壽命期成本和結構特性要求，它是橋梁耐久性的基礎，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，充分認識到結構在設計壽命期內各個組成部件具有不同的耐久性極限，需要經常維修，甚至更換或加固，才能保證結構在設計壽命期內的服務功能。因為結構安全與使用并非在建成后，在法定的設計壽命期內一勞水逸了，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，所以基于結構耐久性設計的新設計理念認為橋梁耐久性的保證是需要橋梁設計、施工、運營和維護各個階段共同努力的結果。
關于橋梁工程安全性與耐久性新的設計理念，應特別注意與耐久性有關的問題，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，并根據使用壽命要求，確定設計方案，選擇材料、構件、組件和施工方案，但是在進行設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濟效益。
4、對橋梁全壽命進行風險評估
橋梁工程的面臨的風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險。第二，設計階段是整個建設過程中技術含量最高，難度最大，最為關鍵的環(huán)節(jié)，設計方法，設計理論的選取將直接關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，要注意根據一般工程經驗建立的橋梁設計規(guī)范是否仍然適用，是值得研究的問題。我們認為有必要對設計階段采用和參考的各種設計規(guī)范的水平和可用程度進行評價，對一些重要的設計參數進行風險評價。第三，施工階段將面臨更多的不可確定因素，將是風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風險進行分析和研究，也可以對施工中頻繁出現的人為錯誤規(guī)律和對策進行研究。第四，橋梁運營階段將面臨著地震、臺風等自然災害造成的風險，還存在著超載、交通事故等人為風險。為了減少這些風險，我們在設計施工階段就要正確評價這些風險，認識到這些風險和風險可能產生的后果以后，業(yè)主可根據自己的接受的能力來選擇能夠承受的風險和投資水平，從而確定合適的設計標準要求和施工技術。不要等災害事故發(fā)生以后，才意識到風險的嚴重度后果。
故對橋梁全壽命進行風險評估是新設計理念中的關鍵技術，在設計施工階段的風險評估，就應該充分考慮橋梁在整個生命周期內的風險，認識到橋梁在其生命過程的每時每刻中都面臨著風險，尤其對于一些大跨度的橋梁，無論是設計，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衡，對于影響橋梁正常使用的各種損失和破壞有充分的準備，即需要對橋梁整個生命周期內的各種風險進行正確的評價。
5、結束語
要保證橋梁工程安全性與耐久性，創(chuàng)新設計理念的前提下，從各個方面采取措施，共同提高橋梁工程安全性與耐久性。作為一名技術人員，在不斷實踐的基礎上，要不斷總結學習，并借鑒類似成功工程的經驗，汲取失敗工程的教訓，為提高橋梁工程的安全性和耐久性做出應有的貢獻。
【參考文獻】
[1]《橋梁概念設計》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] 《土建結構工程的安全性與耐久性》陳肇元等，中國建筑工業(yè)出版社
