桥梁设计中存在的问题及解决办法

摘 要：随着我国改革开放进程的不断加快，我国的整体经济实力也得到了一定的提高，我国的桥梁建筑也随之有了长足的发展。尤其是我国徐浦大桥、南浦桥等大桥的相继建成，更是体现了我国在桥梁设计以及施工方面的技术和水平，而我国在桥梁设计方面仍然存在着诸多的问题，还需要进一步的完善和提高。

关键词：桥梁设计；桥梁施工；桥梁建设

我国对桥梁设计现行的规范主要就是提出了要求桥梁要保证经济、安全、适用且美观，这些要求基本上都符合人们对于桥梁的要求。而在具体的设计过程中，还应该要考虑桥梁的正常使用和极限承载能力。桥梁的极限承载能力主要是考虑当桥梁的控制结构丧失承重能力临界状态时的承载能力，桥梁的基本设计原则就是要求桥梁的荷载效应不利组合的设计值一定要小于或者是等于结构抗力的设计值。要充分利用工作条件系数、材料安全系数以及荷载安全系数等一些不确定的因素,进行综合的考虑，同时还要考虑这些因素综合作用下的桥梁总体的安全储备，这可以看作是对桥梁安全性要求的根本保证。而我国在桥梁设计的过程中，往往缺少相关的考虑、考察，存在着很多的问题，本文就存在的问题分析了原因并提出了解决的建议。

一、桥梁施工中存在的问题

在我国当前的桥梁结构设计中，存在着下列倾向：

（1）设计中多考虑桥梁强度，很少考虑桥梁的耐久性；

（2）主要重视桥梁的强度极限状态，却忽略了使用时极限状态，而桥梁的结构在其生命周期中，使用时的性能表现是最为重要的；

（3）只重视桥梁的结构建造，却忽视了对桥梁结构的维护；

（4）在桥梁的实际设计工作中，对于桥梁的耐久性，仅仅是作为一种概念被设计方予以关注，不仅没有对桥梁的使用年限提出明确的要求，更是缺乏对桥梁耐久性方面的专门性设计。桥梁的结构设计不仅仅要从材料和结构设施上保证其耐久性，同时还应该对桥梁具有何种程度的耐久性进行设计。

这些倾向在一定程度上都是造成工程事故较多、桥梁寿命周期短且结构的使用性能较差的根本性原因。同时这些倾向也违背了国际上对于桥梁工程的适用性、安全性以及耐久性的重视，更是与我国的综合经济以及桥梁的结构动态要求所违背。

二、桥梁设计存在问题的原因

1、管理水平以及施工能力较低

我国的多处桥梁都出现了突然倒塌或是破坏的现象，这才使得工程界对桥梁的安全工作引起了重视。一般人都是认为桥梁工程事故的主要原因就是管理腐败以及野蛮施工行为的存在和发生。而对于短期内所发生的这些事故，其实多数都是因为在施工过程中，其质量没有达到设计的相关要求，最为典型的问题就是施工工艺不合格以及建筑材料的强度欠缺等，还有的桥梁在建筑过程中存在以次充好以及偷工减料等较为严重的管理问题，这些都对桥梁的安全造成了严重的危害。因此我国桥梁的施工管理水平以及能力的低下，也是造成桥梁设计、安全等问题存在的原因。

2、设计理论以及构造体系的匮乏

在对施工问题认清的同时，还应该清楚的意识到，在桥梁设计过程中，关于桥梁的试用期安全性以及施工方面的问题还有很多能够改进的地方。桥梁结构设计的首要任务就是要选择极其经济、合理且安全的结构方案，其次还应该注重结构的分析以及连接方面的设计，同时按照国家所规定的可靠性指标以及安全系数对桥梁结构的安全性进行保证。

很多的桥梁设计人员往往只是注重满足结构强度计算能够符合安全度的规范需要，因此就忽略了要从结构构造、结构维护、结构材料、结构体系以及结构的耐久性上进行考虑，更是没有从桥梁的最初设计中就对可能出现的人为性错误对桥梁的安全性进行加强和保障。还有些结构的设计缺乏整体性，有些设计图示计算方面以及受力路线都不够明确，这就对局部造成较大的受力状况。还有些混凝土的强度等级不够，钢筋的直径过短，保护层的厚度过薄等等，都会对桥梁结构的安全性造成较为严重的影响。还有很多桥梁虽然满足了设计规范的初步要求，但是在使用几年以后就会因为桥梁自身的耐久性对安全造成威胁。而桥梁结构的耐久性匮乏也成为了当前较为现实的问题，因此设计时要从桥梁的材料、结构等多个角度进行考虑。

桥梁在不同的使用条件、使用环境中，设计者都会对桥梁的结构体系提出不同的意见和建议，以满足对桥梁结构的需要，而设计者即使设计的再详细也无法对各种问题进行罗列，无法将每个问题进行完整的考虑，也不一定能够完全适应新技术、新材料的更新换代的速度。所以，设计者的相关设计除了要能够满足国家具体的规范要求以外，还应该依据设计者自身的经验等对桥梁结构的需求进行正确的判断。

我国的桥梁建筑设计中所暴露出的诸多问题，也表明了我国与国际先进水平之间存在的差距，尤其是在桥梁的施工质量、施工管理、设计以及安全意识方面，我国相关单位应该意识到这种差距的存在，并寻找合理的方法给予解决。

三、解决我国桥梁设计问题的建议

1、加强对结构耐久性问题的重视程度

桥梁在建筑以及使用的过程当中，一定会受到有害物质以及环境等方面的侵蚀和损坏，同时，桥梁还要承受车辆、超载、地震、风雨以及其他一些外来因素的作用，而且桥梁材料随着其使用年限的增多，自身的性能等也在不断的退化，也会使桥梁结构受到不同程度的损伤。我国自20世纪80年代以来，在大跨桥领域作出了积极的探索，修建了很多的斜拉桥，虽然到目前为止还没有出现较多的桥梁损坏以及倒塌的例子，但是却有很多桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前对其进行更换，这不仅仅影响了其使用年限，更是对国家造成了一定的经济损失。

而这些问题的出现，大多数都与桥梁的设计中没有进行合理的耐久性考虑和设计有直接关系，这也使得人们提高了对桥梁耐久性问题的考虑和重视。大量的桥梁损害案例也说明了，除了与桥梁施工质量以及材料质量有直接关系以外，还包括设计中存在的缺陷对桥梁结构的耐久性造成的影响。

2、对疲劳损伤的研究引起足够的重视

桥梁结构所能够承受的风荷载以及车辆荷载都被称之为动荷载，这都会在桥梁结构内部产生循环变化的应力，这不仅仅会对结构引起震动，同时还可能对结构造成累计的疲劳损伤。在过去，疲劳损伤一直被看作是钢桥设计中最为重要的问题，也是核心问题，有很多因为疲劳损伤所导致的钢材开裂案例，同时也有很多因为疲劳损伤所导致的桥梁坍塌的案例。在最近的25年里，已经将疲劳损伤纳入重点研究中，同时将其纳入混凝土结构，但是对于使用期中受到较为严重腐蚀的钢筋混凝土构建的疲劳性能还需要加强研究。

3、对桥梁的超载问题引起充分的重视

桥梁主要会因为以下几方面的情况导致超载：（1）早期所修建的老桥在进行超龄的负载运营；（2）桥梁所通行的车流总量超出了桥梁的最初设计；（3）车辆违规超载。前两种桥梁超载所产生的主要原因就是交通量的增加以及设计荷载方面变化，而最后一种情况则属于是违规现象，在我国，桥梁的超载现象多为后两种，现象也较为普遍。

四、小结

桥梁的耐久性以及安全性一直是桥梁设计中所最为关注的问题，因此要积极借鉴国外的成功做法以及相关经验等，除了要通过加强桥梁施工方面的质量管理以外，同时还要从桥梁的结构体系、设计理念以及构造的角度对其耐久性进行完善的设计。同时还需要对超载以及疲劳损伤等方面进行研究，尤其要研究其对桥梁耐久性的影响。我国的桥梁建设正处于蓬勃发展的阶段，因此要积极借鉴国外的成功经验，在桥梁的设计方面更上一层楼，促进我国桥梁设计水平的长远发展。

参考文献：

[1] 黄劲：《高速公路常规桥梁设计方案探讨》，《路基工程》，2010年第8期

[2] 甄玉军，张艳丽：《国内桥梁设计存在的主要问题》，《中国新技术新产品》，2010年第1期