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摘要：本文分析公路桥梁设计中忽视结构耐久性的后果和当前造成公路桥梁的安全性和耐久性不够的主要原因，并提出了解决措施。
关键词：滨海公路桥梁设计安全性耐久性
1、前言
辽宁省滨海公路建设是我省开发辽宁沿海城市的重要举措，它西起葫芦岛市绥中县孟家南侧，途经锦州、盘锦、营口和大连市，东至丹东市鸭绿江口，全长1443余公里。滨海公路建成后，与辽宁内地密集的高速公路网络连成一体，成为拉动辽宁沿海区域产业发展、土地资源开发利用以及旅游观光业发展的“黄金海岸线”。滨海公路所处环境为近海或海洋环境，桥涵多数在潮汐区和浪溅区，并且处在冻融环境。
现在，桥梁结构设计过程中有这样的问题：设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，这些倾向在一定程度上导致了桥梁结构使用性能差、使用寿命短；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性（考虑结构建设、使用、维护等整个周期的费用）的要求。为此辽宁省滨海公路从设计之初就对桥涵结构不仅提出要符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理，严格执行有关的技术标准和要求外，还对涉及工程质量的构造设计、材料性能和结构耐久性、必须特别指明的制作或施工、检测工艺、桥涵运行条件等提出相应的技术要求，对桥涵结构安全性和耐久性从持久强度、疲劳强度、抗环境腐蚀作用等进行了重点设计。
2、桥梁结构耐久性不足的后果
一般来说，桥梁结构耐久性不足的后果主要体现在以下几个方面：（1）混凝土方面：开裂、渗漏、侵蚀、碳化、破碎、酥裂、磨损、溶蚀、碱-骨料反应、冻融循环破坏等；（2）钢材方面：锈蚀、脆化、疲劳、应力损失等；（3）粘接方面：钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱、锚具的失效、注浆不密实等。
3、桥梁安全性、耐久性差的主要原因
3.1、设计理论和结构构造体系不够完善
在桥梁设计领域，结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、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错误等方面去加强和保证结构的安全性。不少桥梁、虽然满足了设计规范的强度要求但结构整体性和延性不足；有的钢筋布局不合理；有的混凝土强度等级过、保护层厚度过小、钢筋直径不合理、钢筋布置过密、构件截面薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。
3.2、施工和管理漏洞
国内外多座桥梁出现安全性和耐久性差的现象，一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理上不顾质量，片面强调工期所导致。对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌，多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在诸如为节省工程造价偷工减料、以次充好、不按设计规范要求尺寸支架模板等严重的管理问题，更是对桥梁安全造成致命的损害。
3.3、对超载问题的严重后果认识不足，缺乏桥梁后期维护和管理。
超载就是超过设计的荷载等级。汽车超载主要有三种情况：（1）早期修建的老桥超龄负载运营；（2）桥梁通行的车流量超过原设计；（3）车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加；后者是车辆使用者违法超载营运，后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。现在在建设工程中一个普遍的认识上问题是重建设，轻维护和管理。桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果是灾难性的。由于超载造成桥梁的损坏是最有破坏力。
4、解决措施
4.1、更加重视设计中的结构耐久性问题
桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明，影响结构耐久性的决定性因素是来自构造上（也即设计上）的缺陷。设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求。合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。辽宁省滨海公路从设计之初就对各个桥涵所处环境进行分别调查研究，对所处Ⅲ类环境桥涵从材料到设计有针对性提出解决方案、设计标准。1、从设计上盖梁、耳背墙、挡块和其他的上部结构混凝土构件、墩台身、承台、系梁、桩基混凝土构件的普通钢筋最小保护层厚度必须满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中Ⅲ类环境的规定。2、从材料上水泥宜采用普通硅酸盐水泥，避免使用早强水泥和铝酸三钙含量偏高的水泥，严禁不同品种水泥混用；宜選用质地坚固耐久、级配良好的洁净骨料，细骨料不宜采用海砂，粗骨料最大粒径应小于保护层厚度并按照构件尺寸、钢筋直径和结构部位合理确定；严格控制混凝土拌和水中氯离子含量不大于200mg/L。3、墩台身、承台、桥墩桩间系梁系水位变动区及浪溅区内故混凝土标号采用C35，桩基处于海水中故混凝土标号采用C35，并在墩台身、承台、桩间系梁及桩基础中掺加微硅粉，提高混凝土内部结构致密性，降低混凝土渗透性，增强耐久性能。4、混凝土必须严格振捣密实，禁止出现蜂窝麻面，对混凝土养护条件（温度和湿度）、混凝土保护层厚度、混凝土表面裂缝等施工质量重点进行严格控制。
4.2、加强施工质量，科学管理工程
严格按照设计图纸及施工工艺施工，不搞野蛮施工，不偷工减料，加强安全意识、质量意识。在工程管理中科学管理，不搞面子工程、重视施工工期，不搞献礼工程。
4.3、重视桥梁的超载问题，加强桥梁后期维护、检测和管理
为了保证桥梁结构的安全使用，桥梁结构的维护与检测工作及超载治理工作日益凸现出它的必要性和重要性。滨海公路设计明确了荷载为公路二级，严格规定了管理部门在运营期间应加强管理，严禁超载车辆上桥行驶，以免造成不必要的严重损失及事故。运营期间，相关的单位应定期对全桥进行检测、维修和养护。
5、结束语
辽宁省滨海公路的建设不仅为东北老工业基地的改造与振兴开辟了广阔的前景，同时还把桥梁工程师们把理论和实际充分结合起来，为我国的桥梁设计者提供了一个广阔的发展、创造平台。 参考文献
[1]《混凝土桥梁的耐久性》 柴金义
[2]《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/T B07-01-2006
[3]《公路混凝土桥梁耐久性研究》郑有宁
[4]《浅谈影响钢筋混凝土桥梁耐久性因素》张磊
[5]《桥梁工程安全性与耐久性》 范立础
关键词：滨海公路桥梁设计安全性耐久性
1、前言
辽宁省滨海公路建设是我省开发辽宁沿海城市的重要举措，它西起葫芦岛市绥中县孟家南侧，途经锦州、盘锦、营口和大连市，东至丹东市鸭绿江口，全长1443余公里。滨海公路建成后，与辽宁内地密集的高速公路网络连成一体，成为拉动辽宁沿海区域产业发展、土地资源开发利用以及旅游观光业发展的“黄金海岸线”。滨海公路所处环境为近海或海洋环境，桥涵多数在潮汐区和浪溅区，并且处在冻融环境。
现在，桥梁结构设计过程中有这样的问题：设计中考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概念受到关注，这些倾向在一定程度上导致了桥梁结构使用性能差、使用寿命短；也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性（考虑结构建设、使用、维护等整个周期的费用）的要求。为此辽宁省滨海公路从设计之初就对桥涵结构不仅提出要符合技术先进、安全可靠、适用耐久、经济合理，严格执行有关的技术标准和要求外，还对涉及工程质量的构造设计、材料性能和结构耐久性、必须特别指明的制作或施工、检测工艺、桥涵运行条件等提出相应的技术要求，对桥涵结构安全性和耐久性从持久强度、疲劳强度、抗环境腐蚀作用等进行了重点设计。
2、桥梁结构耐久性不足的后果
一般来说，桥梁结构耐久性不足的后果主要体现在以下几个方面：（1）混凝土方面：开裂、渗漏、侵蚀、碳化、破碎、酥裂、磨损、溶蚀、碱-骨料反应、冻融循环破坏等；（2）钢材方面：锈蚀、脆化、疲劳、应力损失等；（3）粘接方面：钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱、锚具的失效、注浆不密实等。
3、桥梁安全性、耐久性差的主要原因
3.1、设计理论和结构构造体系不够完善
在桥梁设计领域，结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、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错误等方面去加强和保证结构的安全性。不少桥梁、虽然满足了设计规范的强度要求但结构整体性和延性不足；有的钢筋布局不合理；有的混凝土强度等级过、保护层厚度过小、钢筋直径不合理、钢筋布置过密、构件截面薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。
3.2、施工和管理漏洞
国内外多座桥梁出现安全性和耐久性差的现象，一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理上不顾质量，片面强调工期所导致。对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌，多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等；也有个别桥梁存在诸如为节省工程造价偷工减料、以次充好、不按设计规范要求尺寸支架模板等严重的管理问题，更是对桥梁安全造成致命的损害。
3.3、对超载问题的严重后果认识不足，缺乏桥梁后期维护和管理。
超载就是超过设计的荷载等级。汽车超载主要有三种情况：（1）早期修建的老桥超龄负载运营；（2）桥梁通行的车流量超过原设计；（3）车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加；后者是车辆使用者违法超载营运，后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。现在在建设工程中一个普遍的认识上问题是重建设，轻维护和管理。桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载都是动荷载，会在结构内产生循环变化的应力，不但会引起结构的振动，还会引起结构的累积疲劳损伤。由于桥梁所采用的材料并非是均匀和连续的，实际上存在许多微小的缺陷，在循环荷载作用下，这些微小缺陷会逐渐发展、合并形成损伤，并逐步在材料中形成宏观裂纹。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果是灾难性的。由于超载造成桥梁的损坏是最有破坏力。
4、解决措施
4.1、更加重视设计中的结构耐久性问题
桥梁在建造和使用过程中，一定会受到环境、有害化学物质的侵蚀，并要承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用，同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化，从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。促使人们重新认识桥梁的耐久性问题。大量的病害实例也证明，影响结构耐久性的决定性因素是来自构造上（也即设计上）的缺陷。设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。不同的环境和使用条件、不同的设计对象都会对结构体系提出不同的布局和构造等方面的要求。合理可靠的结构设计除了满足规范的要求外，还要求设计人员具有对结构本性的正确认识、丰富的经验和准确的判断。辽宁省滨海公路从设计之初就对各个桥涵所处环境进行分别调查研究，对所处Ⅲ类环境桥涵从材料到设计有针对性提出解决方案、设计标准。1、从设计上盖梁、耳背墙、挡块和其他的上部结构混凝土构件、墩台身、承台、系梁、桩基混凝土构件的普通钢筋最小保护层厚度必须满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中Ⅲ类环境的规定。2、从材料上水泥宜采用普通硅酸盐水泥，避免使用早强水泥和铝酸三钙含量偏高的水泥，严禁不同品种水泥混用；宜選用质地坚固耐久、级配良好的洁净骨料，细骨料不宜采用海砂，粗骨料最大粒径应小于保护层厚度并按照构件尺寸、钢筋直径和结构部位合理确定；严格控制混凝土拌和水中氯离子含量不大于200mg/L。3、墩台身、承台、桥墩桩间系梁系水位变动区及浪溅区内故混凝土标号采用C35，桩基处于海水中故混凝土标号采用C35，并在墩台身、承台、桩间系梁及桩基础中掺加微硅粉，提高混凝土内部结构致密性，降低混凝土渗透性，增强耐久性能。4、混凝土必须严格振捣密实，禁止出现蜂窝麻面，对混凝土养护条件（温度和湿度）、混凝土保护层厚度、混凝土表面裂缝等施工质量重点进行严格控制。
4.2、加强施工质量，科学管理工程
严格按照设计图纸及施工工艺施工，不搞野蛮施工，不偷工减料，加强安全意识、质量意识。在工程管理中科学管理，不搞面子工程、重视施工工期，不搞献礼工程。
4.3、重视桥梁的超载问题，加强桥梁后期维护、检测和管理
为了保证桥梁结构的安全使用，桥梁结构的维护与检测工作及超载治理工作日益凸现出它的必要性和重要性。滨海公路设计明确了荷载为公路二级，严格规定了管理部门在运营期间应加强管理，严禁超载车辆上桥行驶，以免造成不必要的严重损失及事故。运营期间，相关的单位应定期对全桥进行检测、维修和养护。
5、结束语
辽宁省滨海公路的建设不仅为东北老工业基地的改造与振兴开辟了广阔的前景，同时还把桥梁工程师们把理论和实际充分结合起来，为我国的桥梁设计者提供了一个广阔的发展、创造平台。 参考文献
[1]《混凝土桥梁的耐久性》 柴金义
[2]《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTG/T B07-01-2006
[3]《公路混凝土桥梁耐久性研究》郑有宁
[4]《浅谈影响钢筋混凝土桥梁耐久性因素》张磊
[5]《桥梁工程安全性与耐久性》 范立础