关于桥梁安全性和耐久性分析

胡汝杰

武汉中路宇勤勘察设计有限公司 湖北武汉 430000

改革开放以来，随着我国经济建设的快速发展，公路交通作为经济发展的“先行官”得到政府的高度重视，公路桥梁建设事业更是发展迅猛，成绩斐然。在我国桥梁大规模建设的过程中，桥梁工程于运行期间将会遭受自然因素及人为因素影响，致使桥梁耐久性、安全性不断降低，对交通安全构成威胁。因此，对桥梁安全性及耐久性所存问题予以分析，并制定相应对策，提高桥梁质量，适当增加桥梁使用寿命，对桥梁安全使用而言具备重要意义[1]。

1 桥梁安全性低、耐久性差原因分析

1.1 桥梁安全系数低原因

从目前已建成的桥梁来看，安全系数低主要表现为以下几个方面：其一桥梁在运行期间遭受诸如地震、洪水、地质灾害等自然灾害的作用，由于这一类因素的偶然作用极大，且存在很大的不确定性，一旦发生对桥梁结构造成极大破坏，严重影响桥梁的安全性。如福州市闽江南港洪塘公路大桥，由于受到河水的剧烈冲刷，引起河床下切，导致桩基露出水面，使该桥在上、下部结构实体还相当完好的情况下被迫成为一座限制交通的危桥。其二是结构设计不合理，结构整体性较差，局部地方存在受力薄弱区，对结构安全存在隐患。如2018年8月哈尔滨阳明滩大桥引桥发生整体侧翻事故。由于该桥下部结构采用单支座+独柱墩的形式，当四辆重车在桥上偏载通行时，对桥梁产生了倾覆力矩的作用，而下部结构没有提供与之对应的抗倾覆力矩的作用，导致整片箱梁从桥墩上侧翻下来。其三是施工质量掌控力度不足。其四后期运营管理不足，各地桥梁在运营期间超载现象屡见不鲜，久而久之必定对桥梁造成损伤，降低安全性能。

1.2 桥梁耐久性差原因

桥梁结构的耐久性问题十分复杂，主要由于环境作用本身多变，带有很大的不确定与不确知性。桥梁结构中普遍存在耐久性问题，影响耐久性的因素主要有以下几点：其一混凝土开裂。钢筋混凝土结构在使用过程中会产生许多结构性裂缝和非结构性裂缝（如混凝土收缩产生的裂缝），若不对混凝土裂缝加以控制，将会缩短结构的使用寿命。其二钢筋锈蚀。通常情况下混凝土内部呈碱性环境，对钢筋形成一道天然保护层。但是由于混凝土表面开裂、钢筋保护层不足，或在腐蚀性环境的作用下，钢筋遭到锈蚀，降低了钢筋的力学性能，从而影响到了结构的耐久性。其三混凝土碳化。空气中二氧化碳渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱，加速钢筋锈蚀，从而降低其耐久性。其他诸如混凝土抗渗性、混凝土抗腐蚀性等也是影响耐久性的重要因素之一[2]。

2 强化桥梁安全性、耐久性设计对策

2.1 提升桥梁设计方案合理性

为保证桥梁具备较强安全性，在方案设计时应合理确定桥位。尽量避免一些地质不良路段，从根本上杜绝地质灾害对桥梁结构的威胁。对于跨河桥梁，桥位应尽量布设在河道顺直处，避免压缩河道，桥梁跨径方向应尽量与水流方向垂直，以减小水流对基础的冲刷。在拟定桥梁结构形式时，应尽可能采用整体性好，结构受力简单明确的结构形式。在满足受力要求的前提下可适当增设多余约束，保证在部分约束失效的情况下整个结构不至于成为机构。

2.2 健全完善桥梁设计

提高桥梁安全性方面，在遵循相关规范的安全系数、可靠度标准的前提下完善相应的设计。根据桥梁等级，合理确定设计基准期内的荷载标准。充分性考虑桥梁施工及运营阶段可能存在的各种工况，对结构进行合理的受力分析及计算，在条件允许的情况下适当加大截面尺寸及配筋率，提高安全储备。在提高桥梁耐久性方面，应注重耐久性设计，合理确定混凝土类别及其配合比；根据构件环境类别，合理确定钢筋保护层厚度；在改善混凝土密实性、增加保护层厚度和利用防排水措施等常规手段的基础上，为进一步提高混凝土结构耐久性可采用一些补充措施，包括混凝土表面涂层、防腐蚀面层、环氧涂层钢筋、钢筋阻锈剂和阴极保护等。

2.3 强化桥梁施工现场管理力度

为有效提升桥梁施工质量，将相关问题产生的可能性降至最低，于桥梁建造时须聘请具备较强专业素质的团队，对工程予以施工。建立桥梁工程质量控制体系，严格落实参建各方的质量责任。加强人员的质量意识与专业技能，同时控制施工材料的质量，采取先进合理的施工方法。除上述几点外，还可借鉴国外管理经验，多利用现代化科技进行质量管理，将计算机技术、现代通信技术和桥梁质量监控结合起来。

2.4 强化桥梁运营管理力度

各桥梁管理部门应对桥梁运营期间加强管理，避免桥梁过载运营。对于重要桥梁加强检测力度，建立桥梁健康档案及健康监测评估系统。对于病害桥梁，在开展病害处置的同时，应结合桥梁实际运营状态，制定相关管理措施。针对Ⅳ类危桥须开展有效交通管制，限制超载、专人管理现场及临时加固等措施。针对Ⅴ类危桥则采用交通封闭、便道通行，必要的时候拆除重建，确保交通安全。

3 结语

桥梁于实际运行中，可对桥梁耐久性及安全性造成影响的因素众多，对各类影响因素予以分析，将各因素对桥梁所造成影响降至最低，同时深化桥梁建设者对桥梁耐久性及安全性认知，可于一定程度上对桥梁安全性、桥梁耐久性形成保障。此外，相关建设者还应不断提升自身综合素质，方可对我国桥梁设计予以不断优化，实现良好的建设效果。