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1、基于桥梁设计可靠性问题思索和探析 摘要：本文首先分析了可靠性理论在桥梁设计中的应用现状，然后指出了桥梁设计出现可靠性较低的主要原因,最后提出了提高桥梁设计的可靠性的主要措施。本文在此提出了自己的观点。关键词：桥梁设计；措施；可靠性；中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：前言伴随着我国相关经济发展的飞速进行,我国进入了快速的发展的进程中,在每个学科所应用的科学技术水平也得到了相应的发展,在建筑工程方面也是这样,在桥梁设计中,可靠性的问题在人们心中占据的位置越来越大了,因为其直接关系到整座桥的质量问题,与质量
2、挂钩的问题也备受现代人们的关注。一、桥梁可靠性问题分析1、较低的桥梁设计标准。我国在上世纪60年代至70年代建设的桥梁,由于当时的社会经济发展水平较低,对桥梁的等级要求也较低。出于节省资源和实用的目的,桥梁的设计荷载标准也降低。但随着经济建设的发展,社会对桥梁承压等级越来越高,而大部分城市如今却仍使用以前低设计标准的公路桥梁。随着交通量的日益增多和繁重,6之前所设计的桥梁已不适合现阶段的交通需要,其本身的可靠性问题随时可能发生,对人类的生命造成一定威胁。2、较差的施工和管理水平。在建及刚建不久却发生诸如突然破坏与倒塌事
3、故的桥梁,很多是因为施工质量没有达到规范和设计要求,管理混乱所致。其中以材料强度不足和施工工艺不合理等原因为主,而偷工减料、以次充好等严重管理问题,可造成对桥梁安全性有致命的损害后果。3、不合理的桥梁设计。在设计过程,设计者只考虑桥梁的结构强度计算结果满足规范要求,却忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中经常出现的人为因素等方面综合计算桥梁的可靠性。设计人员的经验欠佳,能动性不太强。用静态思维去解决不断进步发展的技术问题,桥梁在不同的环境和使用条件下和不同的设计对象都会对
4、结构体系得出不同的布局和构造要求,规范再详细也不能代替应由设计人员解决的各种问题,规范更新再快也适应不了新技术、新材料、新工艺快速发展对结构设计提出的各种新要求,目前的设计可视为静态设计,过于偏重设计建成时期结构的工作和服务能力而对使用期实际的性能表现随时间的劣化缺乏相应的考虑。从经济性上讲,考虑建造成本多,而不够重视营运的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益,6因此,合理可靠的结构设计除了满足规范要求外,还要求设计人员具有对结构本性的确认识。丰富的经验和准确的判断。从而在设计时对桥梁整体结构全寿命使用过程进行全面综合
5、分析和计算,提高结构的可靠性。4、耐久性考虑不足。目前国内的桥梁设计中有这样的一种倾向:设计中考虑强度多而考虑耐久性少,对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注而已,既没有提出明确的使用年限要求,也没有进行专门的耐久性设计,即从材料、结构,环境及设计程序来保证耐久性,并确定在何种维护和使用条件下,桥梁具有哪种程度的耐久性。二、提高桥梁可靠性的措施分析1、加强对桥梁寿命期的理解。我国在工程建设方面,将逐步从最初的单纯设计满足载荷强度的设计原则转变到既满足载荷强度需求又满足桥梁寿命需要的设计思路。符合国际上造桥对寿命期的要
6、求。加强桥梁使用寿命的理解,应首先要研究确定结构重要性的方法。例如,一般我国桥梁设计基准期都是100年,但在设计时很难保证设计数据的可靠性,因此通常要经过大量的数值模拟来确定。寿命期定后桥梁建设的规划、设计、施工、运行(包括养护、维修、管理)也需要综合考虑,以便修建的桥梁寿命在预想之中。2、对桥梁结构可靠性的设计和现场的施工应减轻甚至隔绝环境因素对混凝土和钢筋的影响。特别在靠近氯离子侵蚀严重的海边,6其环境因素对桥梁的影响后果更不容忽视。桥面应有一定的坡度或设置排水管道,在混凝土桥面板与路面层之间设置可靠防水层,防止水
7、向下渗漏,造成环境对桥梁的破坏后果。3、从理论研究和规范方面应更加重视结构的耐久性问题。桥梁在建造和使用过程中,会受到环境、甚至化学物质的侵蚀并承受各种荷载及人为因素等外部作用,同时桥梁本身所采用的材料性能也会不断疲劳、损伤、劣化,导致结构部分不同程度的损伤和劣化,桥梁早期开裂等,大量病害实例证明除了施工和材料方面的原因外,影响耐久性的决定性因素是结构设计上的缺陷造成,长期以来,人们一直偏重于结构计算方法研究,而忽视对总体构造和细节处理方面的关注,对如何从结构和设计角度及如何以设计和施工人员易接受操作方式来改善桥梁耐久
8、性却很少研究。结构耐久性设计与常规的结构设计有着本质区别,目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析方向发展。4、充分重视现有运营环境的超载问题。桥梁的超载一方面使疲劳应力幅度加大,损伤加剧,甚至结构破坏。另一方面桥梁内部损伤不能恢复,使受力状态发生变化,从而使桥梁的可靠性降低。桥梁超载主要表现为旧桥超龄负载运营,通行车流量超
