论u桥梁构件的设计使用寿命及耐久的重要性.doc

论桥梁构件的设计使用寿命及耐久的重要性 摘要:通过定义桥梁及桥梁构件的设计使用寿命,对桥梁构件进行按结构体系划分和耐久性设置研究.调查了国内外桥梁结构及构件的实际工作寿命和规范指南中的设计使用寿命建议值,提出了基于寿命周期成本分析法的确定桥梁结构构件设计使用寿命的直接方法和简化方法.直接法首先为构件制定寿命方案,通过计算各寿命方案的寿命周期成本,选择经济性最优的方案;在简化法中给出了设计使用寿命简化计算公式,对影响系数进行了划分及取值讨论,并给出了基于专家调查的构件基础设计使用寿命建议值.最后,针对桥梁设计中耐久性的重要性,分析了耐久性的影响因素,提出了设计中提高桥梁结构耐久性的措施,以将耐久性设计的理念深入到桥梁结构设计的细节之中。 关键词:桥梁工程;桥梁耐久性;桥梁构件设计使用寿命; 混凝土 在各国现行桥梁结构设计和施工规范中,涉及耐久性及设计使用寿命的内容很少;在中国的桥梁建设实践中,桥梁及构件设计使用寿命的制定往往为业主单位的单方面要求,缺乏相应的设计理论支持.对于桥梁结构,不同组成构件在使用过程中有不同的退化模式,在维护管理及更换方面有明显的差异,因此对不同桥梁构件分别制定合理的设计使用寿命应当是桥梁耐久性设计的第一步,对降低桥梁寿命周期成本有着重大意义.本文采用了如下方法:首先明确桥梁及桥梁构件设计使用寿命的概念,调查国内外桥梁结构构件实际使用寿命和结构设计寿命建议值,进行桥梁构件划分和耐久性分类,研究桥梁构件的耐久在影响桥梁寿命中的作用。由于混凝土桥梁是最主要的一种桥梁结构,在我国的公路、市政建设中得到了广泛的应用。桥梁通常处于恶劣的环境中,在运行中除了要承受车辆、风、地震等荷载作用以外,还要受到外部环境、有害物质的侵蚀,混凝土材料会不断退化,导致桥梁结构各部位出现不同程度的损伤。实际桥梁结构设计中普遍重视强度设计而忽视耐久性设计。实践反复证明,桥梁结构由于耐久性失效所产生的维护、修复费用大大高于建造时的一次性投入。桥梁耐久性问题虽然不仅是设计原因引起的,施工、选材也是重要影响因素,但设计是桥梁结构功能最基本的保障,因此在桥梁设计中应将桥梁结构物的高耐久性作为重要的设计原则,统一考虑合理的结构布局和构造细节,应使设计出的结构易于检查、维修。本文主要由桥梁寿命的重要性，引申出桥梁构件的耐久对桥梁寿命的影响，以及怎样在设计中提高桥梁构件的耐久性。 1 桥梁设计的总原则 桥梁设计几乎涵盖了所有的桥梁类型,桥梁结构自身的安全性需靠可靠的结构计算分析成果和合理的构造处理措施来保证。除了要考虑恒载、活载、地震荷载、施工荷载及其它荷载等,还应注重考虑强风荷载、雪荷载、冻胀力、水力等对桥梁产生的影响。对于一些受地形条件限制较严格的路段,桥梁布设会出现高墩大跨结构,因此下部结构的刚度分配、稳定性分析等都是桥梁设计时不可缺少的考虑内容。 对于无法采用标准跨径结构的桥梁以及互通式立交中弯曲半径较小的匝道桥梁则常采用钢筋混凝土现浇结构及预应力混凝土现浇结构桥梁。另外,所选桥型的造价是否合理是一个非常现实的问题,所以桥梁设计不但要考虑其技术的可行性,更重要的是要考虑所选桥型的经济指标是否达到了最佳范围。因此桥梁应根据工程所处的地理环境和施工条件进行多方案的技术经济指标论证,以期获得最佳方案,从而节约工程费用,取得良好的经济指标。同时,桥梁建设更应该在注重环保的基础上与周围自然景观环境相协调,尽量减少对植被的破坏,降低对河流的污染。 同时，桥梁是铁路、公路或城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁的建设对当地政治、经济、国防等都具有重要意义。因此，公路桥梁应根据所在公路的作用、性质和将来发展的需要，除应符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理的要求外，还应按照美观和有利环保的原则进行设计，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工和养护等因素。 1．安全可靠 (1)所设计的桥梁结构在强度、稳定和耐久性方面应有足够的安全储备。 (2)防撞栏杆应具有足够的高度和强度，人与车流之间应设防护栏，防止车辆撞人人行道或撞坏栏杆而落到桥下。 (3)对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施，并有明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。 (4)对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷；对于通行大吨位船舶的河道，除按规定加大桥孔跨径外，必要时设置防撞构筑物等。 (5)对修建在地震区的桥梁，应按抗震要求采取防震措施；对于大跨柔性桥梁，尚应考虑风振效应。 2．适用耐久 (1)桥面宽度能满足当前以及今后规划年限内的交通流量(包括行人通道)。 (2)桥梁结构在通过设计荷载时不出现过大的变形和过宽的裂缝。 (3)桥跨结构的下方要有利于泄洪、通航(跨河桥)或车辆(立交桥)和行人的通行(