桥梁全寿命设计总体框架研究

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1、桥梁全寿命设计总体框架研究马军海，陈艾荣，贺君(同济人学桥梁工程系，上海200092)摘要：提出把桥梁全寿命设计概括为使用寿命设计、美学设计、性能设计、环境生态设计、监测养护与维修设计及成本分析等六大过程的设计，提出一种包括三大设计阶段、六大设计过程的桥梁全寿命设计总体框架•关键词：桥梁全寿命设计；设计阶段；设计过程；总体框架中图分类号：U446.3文献标识码:A文章编号:0253-374X(2007)08-1003-05ofBridgeWhoLCHENAironQ.HEJiMAJunhai,CHENAirong>HEJunz・・・•・・

2、・e(Dq)artrnentofBridgeEngineering>TongjiUniversity.Shanghai200092’China)Abstract:Basedonadetailedillustrationofthebridgewholelifedesigncomprisingtheprocessesofservicelifedesign,aestheticsdesign,performancedesign,environmentalandecologicaldesign,inspec2tion.maintenanceandr

3、epairdesignaswellascostanalysis,thispaperpresentsageneralframeworkofbridgewholelifedesigncomprisingthreedesignphasesandsixdesignprocesses.Keywords:bridgewholelifedesign;designphase;designprocess;generalframework传统的桥梁设计程序将桥梁建设的各个阶段分开考虑，只关注建设阶段，设计工作的重点主要集中在施工阶段对施工成本和短期性能的优化

4、，其首要目标是在建设期间优化效率和使成本最小•传统的桥梁设计理念和建管体制是目前桥梁出现耐久性问题和达不到设计使用寿命的关键1,1.而作为新设计理念的桥梁全寿命方法考虑桥梁建设的所有方面，从规划、设计、施工和使用期管理，一直到拆除和材料的回收•为了可持续发展，需要把传统的短期方法拓展到桥梁的整个生命周期，考虑桥梁整个设计寿命内各种性能指标，对所有可行方案进行优化•近年来，桥梁全寿命设计理论与方法的研究已经成为国内外的研究热点.芬兰的AskoSarja对结构全寿命的综合设计进行了系统的研究但其研究主要是针对建筑物的.美国的DanM.Fran

5、2⑶

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8、16］才、,gopolJungS.Kong,HughHawk,ParagC.Das，荷二的JanM.vanNoortwijk日本的HitoshiFumta等对于桥梁全寿命理论的研究则是主要针对退化结构的生命周期成本分析、养护管理及其优化的，但对于桥梁全寿命设计体系及其内容的总体框架方面的研允却很少.为了更好地把握桥梁全寿命设计的理念和应用这一新的设计理念及方法，本文将在对桥梁全寿命设计的主要阶段、主要过程及其工作内容、设计方法分析的基础上，研究提岀一个桥梁全寿命设计的总体框架.收稿日期：2006・03・23基金项目：交通部

9、西部交通科技项冃(200431882225)f乍咅简介：马军海(1975・)，男，安徽怀远人，博士生.Email:mjhhf@163.com图1桥梁全寿命设计的总体性能要求Fig.1Generalrequirementsforbridgewholelifedesign1概念和主要阶段1.1概念桥梁全寿命设计是建设环节中重要的一环，它将业主、使用者和社会的需求转化为技术体系的性能要求，建立并优化结构方案以实现这些需求，并最终通过分析和计算，证明在整个设计使用寿命周期内确实能够实现这些需求.因此，桥梁全寿命设计也称为桥梁生命周期设计，可定义为

10、从桥梁结构规划、设计、建设、运营、管理和养护的各个环节来寻求恰当方法和措施，以满足桥梁结构全寿命周期的总体性能最优（使用性能、经济性、人文、生态等，如图11.2主要阶段传统的公路工程基本建设项目一般釆用两阶段设计，即初步设计和施工图设计.对技术上复杂而又缺乏经验的建设项li，或建设项li中的个别路段、特殊大桥、互通式立体交叉、隧道等，必要时采用包括技术设计的三阶段设计.而根据桥梁全寿命设计的思想，桥梁从投资规划廿始就已经进入设计阶段了，因此，桥梁全寿命设计一般可分为工程可行性研究、初步设计和施工图设计三个阶段.其中，工程可行性研允是对项目

11、建设的必要性、技术可行性、经济合理性和实施可行性进行综合性研究，从而针对项目建设的目的确定工程的功能和使用寿命，分析环境因素对桥梁结构后期可能产生的影响，进而初步确定为保证桥梁的使用寿命所必须