时间：2023-04-26 16:05:27
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桥梁结构应具有足够的强度，以承受作用于其上的重力和附加力；结构各部必须具有足够的刚度，以使其在荷载作用下不产生过大的挠曲和变形；结构各部尺寸必须具有适当大小，以使其承受轴向压力时的构件不发生屈曲，丧失稳定性。同时结构也要具有较高的耐久性。由于作用荷载的随机性、材料强度的离散性、制造与施工质量的分散性、计算假定的近似性，致使在长期使用过程中桥梁结构产生病害，其具体原因如下：
1．原设计荷载偏低，交通发展后车辆荷载增大，桥梁因承载能力不足而产生病害。
2．结构设计中存在缺陷，如采用桥型结构不当、设计假定不尽合理。
3．桥梁施工质量差，未按设计要求和施工规程实施。
4．不重视桥梁后期养护工作，没有及时消除己产生的病害。
5．洪水等自然灾害使桥梁产生损坏。
6．地质条件差，如滑坡、软基等导致桥梁产生病害。
二、桥梁加固的一般流程
在桥梁结构发生病害后，需要采取措施进行加固维修或者更换。桥梁加固工程一般应遵循以下工作程序：
结构可靠性鉴定—加固方案确定—加固设计—施丁组织设计—施工—验收。
结构可靠性鉴定，主要是对病害结构的病情诊断。加固方案好比处方，加固设计是现行规范及有关标准对加固方案的深化过程。加固施工是对被加固结构按加固设计进行加固的施工过程，对于大型结构加固，为确保质量和安全，施工前应编制施工组织设计。
三、桥梁加固增强技术
桥梁的增强改造可以分为裂缝修补和对桥梁结构的加固增强，下面介绍其特点及其适用的场合。
（一）裂缝修补技术
裂缝修补的目的在于恢复结构物的防水性和耐久性，主要技术有：
1．表面处理法，在微裂缝的表面涂抹填料及防水材料，以提高其防水性和耐久性。对于宽度发生变化的裂缝，要设法使用有伸缩性的材料。
2．注浆法，在裂缝中注入树脂或水泥类材料，以提高其防水性及耐久性。主要注浆材料是环氧树脂，多采用低压低速注入法。环氧树脂注入法与钢钉并用，可以增强裂缝部位的整体性，是一种防止裂缝继续发展的好办法。
3．充填法，这是一种适合于修补较宽裂缝的方法，具体做法是沿裂缝凿一条深槽，然后在槽内嵌补各种粘结材料，如水泥砂浆、环氧砂浆、膨胀水泥砂浆、环氧树脂硅、沥青及各种化学补强剂等。4．表面喷涂法，喷浆修补是一种在经凿毛处理的裂缝表面，喷射一层密实而且粘度高的水泥砂浆保护层，来封闭裂缝的修补方法。喷浆前，需要把结构表面的剥离部分除去，再用水冲洗清洁，并在开始喷浆之前把基层湿润，然后再开始喷浆。
5．粘结钢板封闭法,当钢筋硂构件产生主拉应力裂缝时，可对裂缝先进行处理之后，再在裂缝处粘结钢板，并用膨胀螺栓对钢板加压。钢板粘结方向应和裂缝方向垂直。
（二）桥梁加固增强技术
本文以最常见的桥梁结构形式的上部结构及其常见的加固方法进行说明。
梁式桥上部结构加固增强技术主要有加大截面加固法、外部粘贴加固法、外部预应力加固法、改变结构体系加固法、增设纵梁加固法。
加大截面加固法采用增大构件的截面面积，根据荷载大小和净空条件不同，可分为以加大截面面积为主和加配钢筋为主两种加固方案。
外部粘贴加固法系用型钢、玻璃钢等材料通过环氧树脂等粘合剂粘贴在结构外部，以提高结构承载能力的一种方法。适用于构件尺寸受限制但又必须大幅度提高结构承载能力的场合，必须保证粘和剂的质量
外部预应力加固法指运用预应力原理，在增设的构件或原有构件上施加一定初始应力的一种加固方法。采用对受拉区施加预加压力，可以抵消部分自重应力，起到卸载、减小跨中挠度、减小裂缝宽度或闭合裂缝的作用。
改变结构体系加固法通过增设支撑或桥墩，把简支变为连续、在梁下增设如钢架等加劲梁或叠合梁，以减小梁内控制截面峰值弯矩，提高承载能力的一种加固方法。
增设纵梁加固法在桥梁墩、台基础稳定，并具有足够承载能力的情况下，可采用增设承载能力高和刚度大的新纵梁，这些新梁与旧梁连接在一起共同受力。由于应运中的车辆荷载在新增主梁后的桥梁结构中重新分布，使原梁中所受荷载得以减少，加固后的桥梁承载能力和刚度得以提高。当增设的纵梁位于主梁的一侧或两侧时，兼有拓宽的作用。此法适用于梁体结构基础完好，而承载能力不能满足要求的场合。
（三）桥梁结构加固新技术——锚喷
1工程概况
某桥梁工程6#墩基础采用钻孔灌注桩基础，基础之上为承台，每个承台上设一个墩柱，双墩柱之上为盖梁。6#墩桩基础、承台、墩柱和盖梁结构均处于铁路30m范围内，施工均列入临近营业线施工范围。所有施工都必须在铁路运行天窗进行，且必须严格按照临近运营线施工安全管理规定进行，施工环境非常复杂、施工条件差、施工难度大。
2主要施工方法
(1)基础施工
6#墩基础是由4根准1.2m长的钻孔灌注桩基础组成，，桩的长度为22m，可用C30混凝土灌注，灌注桩时注意让桩端嵌入岩层。桩基础持力层为中风化岩层，可用CZ－5型冲击钻机钻进成孔。在成孔前要先确定钻机的位置，注意使钻机钻锤的中心与桩孔的中心保持在同一垂线上，稳定好扒杆和揽风绳。在成孔钻进过程中，要先用小冲程慢慢的钻进，使钻头全部进入土层后，查看桩位复测是否合格，合格后再进行正常钻速钻进。同时要注意，地勘结果不同的地层，要采用不同的冲程和泥浆的比重，做好记录。在钻进中遇到数据突变等异常情况时要及时排查原因，排除隐患，再进行钻进。吊放钢筋笼时也要据计算确定吊装点，注意入孔时须对准孔位轻放、慢放，防止碰撞孔壁，混凝土浇筑要保证一次性连续浇筑完成，这样可保证整根桩混凝土均匀，密实。
(2)承台施工
根据本承台基坑支护的特点，可采用支护结构受力简单，明确的钢板桩支护方案，它不仅对基坑支护有很可靠的稳定性，其在插打工艺上机械设备也都狠成熟，工程造价低，可在钢板桩插打后拔除重复使用，施工速度也挺快。对于6#墩的承台，它的平面尺寸是4.8m×4.8m，厚度是2.4m的钢筋混凝土做的矩形承台。承台的开挖主要以机械为主，人工为铺的分层开挖，按基坑边坡1∶1的比例开挖。当基坑开挖超过基坑底标高的20cm时，改用人工开挖，破坏基底的原状土结构，便于之后的施工。在整平基底后，进行基底验槽，合格后才能开始用混凝土浇筑垫层，在桩基检测合格后，才能进行承台的施工。承台模板由于都是采用大块拼装的钢模板，在用吊机分块吊装时注意用法兰螺栓连接，并用混凝土一次连贯建筑成型，浇筑砂石泵采用6BS，并采用初凝时间大于6小时的C30标号混凝土，其塌落度在15－18cm间，注意浇筑中应充分振捣，使混凝土密实。
(3)墩柱施工
本工程6#墩墩柱为双柱墩，墩平面为1.7×1.85m(横桥向×纵桥向)的矩形，高6.641m，平面四角设半径15cm的倒圆，采用C40混凝土浇筑。为了能够保证墩柱的外观质量，墩柱模板可采用表面平整光滑，拼接严密的定型钢模板，连接时可采用连接螺栓来栓接，为保证接缝的平整，还可设定准确的定位孔并用销钉过渡配合使用。墩柱混凝土浇筑是分层浇筑的，但每层的浇筑都必须保证一次浇筑完成，每层的厚度也都要控制在30cm左右。可以用串筒下料，要注意串筒口与浇筑面间的距离尽量控制在2m内，边浇筑边用振动棒振捣，这样可保证浇筑的混凝土的密实性。
(4)盖梁施工
盖梁支架采用满堂式和碗扣式钢管脚手架，支架底落在承台顶高程处，承台间及两头需开挖并进行地基硬化处理，其中承台基坑范围用山皮石回填，基坑范围外用30cm厚山皮石回填，用10cm厚碎石垫层和20cm厚C20混凝土进行硬化，来达到满足支架地基的承载力。安装盖梁模板，先要沿着横桥方向在碗扣支架顶托上安放10槽钢，并在沿桥纵向槽钢上每隔20cm布置10×10方木，在方木上铺设15mm厚竹胶板，盖梁侧模板用15mm厚竹胶板，模板外侧在竖直方向每隔15cm安放5×10方木，方木外侧安放2道水平钢管围棱，另外还需沿水平方向和竖向每间距0.61m设置准20对拉螺杆，保证模板稳定。盖梁骨架钢筋采用闪光对焊或双面焊接成型，钢筋骨架在平地上制作焊接成型，吊装至盖梁上搭架子进行安装，局部需焊接时底部需垫木板，焊接时不能烧坏底模，双面焊缝长度不小于5d，焊缝要满足要求。本工程盖梁为变高盖梁，结构体积将近200m3，为大体积混凝土结构。盖梁混凝土浇筑拟分3次进行，第1次浇筑3.2m+0.55m高+挡块部分，第2次浇筑1.84m高+挡块部分，第3次浇筑支承垫石。盖梁混凝土用C40商品混凝土，混凝土分层浇筑，每层浇筑厚度控制在30cm左右，边浇筑边用插入式振捣器振捣充分使混凝土密实。为防止混凝土内部因水泥水化热反应导致温度过高产生不良温度裂纹，影响盖梁施工质量，在盖梁内每隔2m设置准=32mm的循环冷却水管，在高度和宽度方向各布置一道。在浇筑承台混凝土前应进行闭水试验，保证管道严密性，管道还应与钢筋绑扎牢固，确保管道在浇筑混凝土时不发生位移。
二桥梁下部结构施工中的质量控制关键点
1模板配置
桥墩的施工中，主要的就是模板的配置问题，它可以直接影响到整个桥墩工程施工的质量，所以，配置模板一般要注意以下几点:首先就是确保模板的材料，数量齐全，保证施工所需;其次，对模板本身来说，它的质量，尺寸要严格按照规范要求执行，质量偏差要控制在有效范围内;然后，用洗刷脱模剂的话，便于拆卸;最后，模板的刚度和强度上要保证，避免在施工中发生变形或者裂缝等现象，影响施工进度。
2钢筋质量控制钢筋
在桥梁施工中占据着重要的纽带作用，是很重要的施工材料，因此在钢筋入库时，都要进行严格的质量检测，检验等。钢筋材料一定要有齐全的相关证书，经技术主管审核后可进入开料的程序，把钢筋按编码分开堆放，做好防潮防雨等措施，避免在使用前生锈而影响后期使用，要严格控制钢筋的质量。
3混凝土质量控制
在混凝土质量控制上，主要就是控制各个实验室的配比单操作了，是把各类原料按照一定比例混合搅拌生成混凝土，这个过程要加强监督，管理，控制原料的用量，成分，以及质量上要合格，才能生成合格的混凝土材料。
4施工管理要加强施工中的管理
对施工队伍而言，要明确各个岗位的负责人，分工明确，落实到位，职责分明。指定完善的规章制度，和建立质量管理小组，健全质量管理体系。
三结语
1桥梁上部结构的施工技术
一是模板：在工程施工中，虽然预制梁的模板仅仅是临时存在，但是却发挥着十分重要的作用，它直接关系到梁体尺寸，还会在较大程度上影响到工程质量和施工效率。二是后张法预应力空心板梁预制工艺：首先要对施工场地进行规划，进行必要的平整，对场地地基科学处理，板梁底模的铺设，需要严格依据设计图纸来进行；下料要严格依据图纸进行，对钢筋科学制作，并且向施工现场运输，结合设计位置，绑扎于底板上；借助于钢模板来整体拼装模板，要牢固的支撑模板侧模，保证有准确的尺寸和顺直度，要用螺栓拉牢上下，避免有变形或者漏浆等问题出现；要对孔道形状进行预留，并且严格控制尺寸，否则就会直接影响到成品质量。利用木模制作内模，也可以自己订购橡胶蕊模，将空气充进去，借助于定位钢筋来安放固定蕊模，在这个环节之前，需要认真检查，避免有漏气问题出现。利用强制式拌和机来现场拌置板梁砼，运输方面采用的是小翻斗车，要严格依据相关的顺序和厚度来浇筑砼，振捣过程中，需要与波纹管和橡胶蕊模避开，否则一旦出现了不正确振捣的行为，就会带来十分严重的后果。完成了板梁砼浇筑之后，收浆抹面工作需要立即进行，定浆之后，二次抹面拉毛工作需要进行。在穿束之前，需要借助于压力水来对孔道内杂物进行冲洗，避免有串孔问题出现于孔道中，然后用风将孔道内残留的水分吹干。要小心的搬运预应力束，避免有损坏、锈蚀等问题出现。要人工穿预应力筋，如果存在着较大的难度，可以将卷扬机应用过来。强度符合相关要求之后，就可以将模板拆除掉，张拉之前，需要确保混凝土强度与设计强度所符合，通常将一端张拉法给应用过来，采用的是千斤顶，在使用之前，需要进行严格的校验。在张拉的过程中，如果伸长量比设计值大，超过了6%，就需要停止张拉，对超出原因进行分析，之后方可以重新张拉。三是预应力空心板梁的安装：借助于吊机来架设小桥的梁板，如果预制梁板没有较大的质量，而吊机的起重能力符合相关要求，河床没有较多的水，可以行驶或者停搁吊机，架设安装方面，可以采用一台吊机即可。四是桥面铺装：要将钢模应用到防撞护栏模板中，分层浇筑防撞护栏；预制人行道，完成预制之后，吊运过来进行安装。对桥梁测量控制网进行设置，每隔五米，都需要用全站仪来对桥梁的中线和边线进行测量，并且将桥面的标高给定下来。在铺装桥面之前，需要对板梁间绞缝混凝土进行现浇；钢筋网的布置，需要严格依据设计图纸来进行；利用空压机来对板梁上的杂物进行清理，并且对板梁进行洒水湿润。用连续钢筋混凝土铺装桥面，在拌合站集中拌和混凝土，向桥面运输之后，需要借助于振捣器来进行振捣。
2结语
综上所述，桥梁整体结构的施工具有较大的难度，是一项涉及到较多专业和较多因素的系统性工程，在具体实践中，需要结合具体情况，科学设计施工方案，严格依据相关的规定和要求来进行施工；对于施工过程中出现的问题，及时采取针对性解决措施，保证每一个环节的施工质量，这样桥梁整体工程的质量方可以得到提升。
作者：吴志华 单位：扬州天达建设集团有限公司
就目前的发展来看，我国的桥梁结构设计的倾向如下：比较注重强度而忽视耐久性；重视强度极限而忽视使用极限；重视结构的建设而忽视结构的维护，这样的设计倾向直接导致了桥梁工程事故的不断发生，不利于和谐社会的发展。我国的桥梁设计理论和结构构造体系还有诸多需要完善的地方，在桥梁设计过程中，尤其在桥梁施工和使用期安全性上改进的空间还是比较大的。在结构设计中首先要选择科学合理、经济的方案，其次是结构分析与构件和连接的设计，还要运用规范的安全系数或可靠性指标给结构的安全性以最大的保障。
2我国现代桥梁结构设计的注意事项
2.1对于结构的耐久性问题要重视
在我国的桥梁建设过程中，很多时候都缺少建设前期所需要准备、视察及考证等工作，这是一大问题。周围的环境会在很大程度上影响到桥梁的建设和使用，不仅包括由于车辆超载而出现的疲劳情况，还包括桥梁结构本身的老化和损伤。我国从上世纪九十年代有些研究者就针对桥梁结构的耐久性进行了研究，但多集中在桥梁的材料及统计等方面，而对桥梁结构及设计的研究却是忽视的，还缺少以设计及施工人员为出发点改善桥梁的耐久性。设计人员所关注结构的计算方法比较多，而容易忽视总体构造的设计和一些细节处的把握。结构耐久性的设计应该有别于其他普通的结构设计，就现阶段而言，我国桥梁结构的耐久性研究应转变为定量分析而不是传统的定性分析。诸多研究实践表明一座桥梁是否能够安全使用，结构的耐久性发挥了很大的作用，经济性也包含在其中。
2.2充分重视桥梁的超载问题
超载会造成桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，严重的情况下还可能引发结构破坏事故。桥梁的超载不仅会引发疲劳问题，还可能造成桥梁内部损伤难以及时恢复，进而使得桥梁在正常荷载下的工作状态产生一定的变化，将威胁到桥梁的安全性和耐久性。所以设计人员应加强分析超载所带来的严重后果，最大限度的加强桥梁的稳定性。
2.3重视对疲劳损伤的研究
动荷载是桥梁结构所承受的车辆荷载和风荷载的主要方面，其会在结构内产生循环变化的应力，除了会引起结构的振动外，结构的累积疲劳损伤也是不可忽视的方面。在桥梁建设中所使用的材料实际上均匀性和连续性都不是很理想，诸多微小的缺陷夹杂其中，在循环荷载作用下，它们会不断发展、合并进而形成损伤，最终形成宏观裂纹。一旦宏观裂纹没有得到很好地控制，就会产生材料、结构的脆性断裂。疲劳损伤在初始阶段被察觉的可能性比较小，所产生的严重后果却是毁灭性的。所以应该加强疲劳损伤的研究工作。
2.4积极借鉴国外的经验和成果
我国桥梁设计中存在结构使用性能差、耐久性和安全性差等诸多问题，这和现阶段我国的施工质量和管理水平不高是分不开的，但问题已然存在，并且在短时间无法得到有效解决，设计人员对此问题要有一个清醒的认识，在设计时对上述问题充分考虑到，运用恰当的设计方法、恰当的安全系数使桥梁的使用性能达到要求的标准，这才是设计的关键。尤其是桥梁的耐久性和安全性问题与结构体系、使用材料选择不合理、结构细节处理不当有着千丝万缕的联系。针对我国设计中存在的问题应积极借鉴国外的有益经验，PBD就是其中之一。PBD即为性能设计，涵盖了结构设计的众多方面，如变形、裂缝、振动、耐久性等。PBD研究不仅保证了桥梁结构在使用中的安全性，还具有很多优良的使用性能，这其中包括寿命和耐久性、耐疲劳性、美观等。对此，我国应该积极借鉴其优良方面的性能，并结合我国桥梁设计的实际和使用过程中的具体情况来最终寻找适合我国的设计。
3对我国现代桥梁结构设计的建议
总而言之，我们在对桥梁结构的耐久性、疲劳损伤以及桥梁超载问题进行必要研究的同时，还可以把研究面放得更宽一些，诸如结构系统的可靠度、模糊随机可靠度等，这样做的目的都是为了加强桥梁结构设计的使用性、安全性及耐久性。下面就选择几个方面就行分析，希望为研究人士提供参考。
3.1结构系统的可靠度分析
结构系统可靠度分析其实不是一项容易的研究课题，具有一定的复杂性，近年来不少研究者对其从不同方面进行了研究，并且取得了一定的研究成果。例如利用系统系数，主要针对结构各种破坏水平所对应的极限状态不同，计算系统可靠度并进行结构设计的方法；利用蒙特卡洛法应用重要抽样技术最终将结构系统的可靠度计算出来。另外还有研究者对系统可靠度界限进行深入的研究。总而言之，在进行系统可靠度的研究上难度系数比较大，内容也包罗万象。在研究上还是有一定的上升空间的。
3.2在役结构的可靠性评估与维修决策问题
对在役建筑结构的可靠性评估与维修决策正成为建筑结构学的边缘学科，它既包括结构力学、断裂力学、建筑材料科学、工程地质学等比较基础的理论，还离不开施工技术、检验手段、建筑物的维修使用状况等方面的内容。值得注意的一个方面是对于在役结构的可靠性评估的研究，经典的结构可靠性理论也可在此过程中得到更为广泛、更有深度的进步和发展。
3.3模糊随机可靠度的研究
模糊随机可靠度理论研究作为工程结构广义可靠度理论研究的重要内容，在不断健全的模糊数学理论与方法的推动下，会得到不断的完善和发展。
4结束语
关键词：桥梁结构；设计；问题
中图分类号：K928文献标识码： A
引言
桥梁结构设计的基本要求是要保证安全性、适用性以及经济性，不仅要求设计者要具备丰富的理论知识，还要具一定的工程经验，如果有经验上的偏差就会严重影响设计的准确性。桥梁结构设计要坚持因地制宜的基本原则，要充分结合建设单位公布的桥梁设计方案，积极学习国外的先进技术，引进一些新设备、新材料，严格依照施工设计的总则、荷载以及每种材料技术条件要求等施工设计标准，采取适当的设计方法，能最大限度地规避主管因素对桥梁结构设计造成的影响。
一、桥梁工程结构设计的状况
自改革开放之后，我国的经济建设一直在紧锣密鼓地进行着，各项工程建设也是百花齐放、不断涌现，其中，桥梁工程建设也得到了飞速的发展，作为维系、连接与输送城乡交通的主要建筑设施，其工程的安全质量的重要性不言而喻，虽然无论哪个行业的工程建设都在严格把控质量、安全大关，然而依然不断出现严重的安全事故，为了保证其正常的使用年限，必须从桥梁结构设计开始就考虑其耐久性因素，而目前在桥梁结构的设计当中，很多设计人员形成了错误的设计观念，比较偏向于对桥梁强度极限的控制，只是保证其达到良好的强度要求，却忽略了更为重要的耐久性因素，没有对使用极限状态记忆控制把握，重建造轻维护，同时缺乏有效的结构耐久性规定和要求来作为设计依据，那么对桥梁使用年限、耐久性的考虑自然无法真正落实。
二、桥梁结构设计存在的问题
当前结构越来越复杂、跨越距离越来越远、功能越来越多的桥梁正在出现，在提高交通通行能力和确保行车便捷的基础上，正在发挥着改善生活质量、加速经济建设的作用，这就需要桥梁设计者不断提高各方面的能力，以此来满足社会、生活、交通、公路等各方面的需要。随着经济建设的不断变化与发展，人们生活质量在逐渐提高，桥梁设计的难度也在增大，这会产生桥梁设计问题，应该对桥梁设计工作进行全面分析，以达到对相关问题的防范。目前，桥梁设计存在的主要问题有以下几个。
（一）桥梁结构设计问题
结构体系是桥梁设计的关键，也是桥梁的核心部分，是整个桥梁建设中最为重要的部分。结构设计如果存在问题，则会直接影响桥梁相关参数，桥梁可靠性就会下降，结构材料的应用就会出现问题。特别是一些桥梁设计人员会盲目地进行结构体系设计，导致桥梁结构设计存在极大的不合理、不科学等问题，进而影响桥梁的安全与功能。
（二）桥梁设计的耐久性问题
当前一些桥梁设计片面重视结构强度计算，忽视桥梁构造、材料、施工等重要环节，这会导致桥梁耐久性降低、整体性变差、延展性不足，不能以充分的冗余来提高桥梁的耐久性能。常见的问题有桥梁受力线路不清晰、混凝土强度不足、钢筋结构坚度不足、保护层厚度偏小，这些都会影响桥梁的安全与寿命，进而导致桥梁病害的形成。
（三）桥梁设计的疲劳损伤问题
桥梁在运行中会受到车辆荷载、地震和风荷载等动荷载的影响，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。疲劳和超载对于桥梁结构耐久性的影响非常大，因此设计师在桥梁设计方面要充分重视对疲劳损伤的研究。
（四）桥梁结构的抗震性
有些桥梁会应用在经常发生地震的区域，地震会对桥梁产生严重的破坏，因为在桥梁结构设计中已经考虑到了动荷载的作用，所以要在巩固动荷载的基础上，加强桥梁结构的抗震性能，将动荷载和抗震性能合二为一的进行综合考虑。
（五）桥梁的超载
桥梁的结构设计都要达到正常的使用标准，可是在实际的桥梁运行阶段，桥梁荷载并不能都达到在设计的允许范围之内，超载会导致动荷载的应力幅值增加，同时损伤出现的几率也会增加。因为超载所造成的损伤是巨大的，这些损伤是很难修复的，超载甚至会破坏桥梁的结构，导致事故的发生。设计人员要加强对桥梁超载问题的研究力度，保证桥梁结构的耐久性以及安全性。
三、桥梁结构设计的优化
（一）桥梁结构的可靠性
目前设计人员从很多角度对桥梁结构的可靠性进行了研究，也取得了一定成果，另外还研究了系统可靠性界定的方法，总之，桥梁结构的可靠性是一个比较复杂的研究内容，其中蕴含了很多种知识，研究具有一定的难度，需要设计人员深入的进行探索。
（二）人为差错
在桥梁结构中出现的问题，大多数都是因为施工人员或技术人员的专业知识或经验缺乏导致的，很多工程中的事故都是因此而发生，所以人为差错的优化已经成为桥梁结构设计中的工作重点。
（三）桥梁结构耐久性的设计要求
在桥梁的结构设计中，要想保证其结构耐久性的设计目标，就必须把握好设计过程中的细节，依据一定的设计要求来进行设计工作。首先，桥梁的设计方案要进行仔细地对比分析，在满足其耐久性设计原则的基础上，考虑其使用性能、美观程度、经济成本等因素，这样综合考量之后，筛选出最合适的设计方案，从而确保其质量过关，其次，一定要注意混凝土的结构耐久性的规定要求，在设计时注意控制其混凝土最小保护层厚度，使预应力管道与钢筋存在一定的距离，为混凝土的振捣做好基础准备，同时对于所采用的水灰比要仔细分析检查，保证其适用性，以达到增强混凝土自身密实度和抗损坏能力的要求，最后，在设计过程中一定要选用具有防腐作用的钢筋，因为在实际施工过程中，经常会发生钢筋腐蚀的现象，所以对钢筋的构造、材质的选用上，必须做到认真、细致，也可以在混凝土中掺入钢筋阻锈剂，通过此种方法来延缓钢筋腐蚀破坏，不仅在时间上有效控制腐蚀，而且及时有效地延缓了其遭受腐蚀的速度。
（四）桥梁结构的抗震设计
由于桥梁的可以起到联络交通的作用，所以在许多山区等地都需要搭建桥梁，但像我国的云贵山区等地又是地震的多发处，所以在这里地区的桥梁结构设计就需设计者充分考虑地势问题，通常采用先简支后连续或墩梁固结的连续－刚构混合体系，这是为了保证行车舒适，结构耐久适用。除此之外即使在非地震区域的桥梁结构设计也应当将地震损坏因素列为考虑范围内，因为地震灾害具有的不确定性，这时为了应对突如其来的灾难，设计人员就需要对于桥梁结构的接缝处，地基墩台和桥面的整体强度，加固连接件等等关键部位进行仔细的核算与周全的考虑，而且需要提前预算到地震后可控状态下桥梁的完整程度，对于桥梁抗震结构的设计就需要不吝惜原料，全面考虑，精细核算，这样才能保证桥梁结构的优质性。
（五）强化桥梁结构设计的抗载荷能力
在桥梁抗高负荷承载的情况下，就需要设计者对于桥梁目前和未来所要面临的载荷能力能高瞻远瞩，应用合理的结构来应对这一情况，而且可以再桥梁设计中的关键部位添加相应的减震装置，如粘滞阻尼器，可以通过气弹性部件可以有效的减少桥梁震动时产生的能量，以减少对桥梁主体的损害;铅芯橡胶支座，可以有效减少支座的硬性撞击，通过有着良好力学性能的铅芯和橡胶的配合，就可以达到这样的效果。总之，在抗重载荷情况下，桥梁的结构设计需要提前预估和计算出将要面对的负载情况，并且利用缓冲部件来直接降低重载荷所引起的桥梁压力过大。
结束语
桥梁设计过程中如果对相关要点和因素不严格控制，极容易引发安全与结构问题的积累，进而影响桥梁施工和使用等后续工作，形成各种病害而影响桥梁。作为桥梁设计人员，应该对设计工作进行强化，借鉴国内外先进的经验与措施，将先进的设计理念、科学的桥梁结构体系更好地应用到桥梁设计之中，在不断创新的同时，达到推进桥梁设计质量与水平双提高的目标。
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关键词：桥梁上部结构；病害分析；加固方法
1 引言
近年来，随着经济的发展，引起的公路桥梁问题也大大增加，同时长期在自然环境(大气腐蚀、温度、湿度变化等)和使用环境(荷载作用频率的增加、材料与结构的疲劳等)的作用下，许多桥梁已渐渐不能适应现代交通的要求，直接威胁着人民生命财产的安全。因此，对桥梁结构的维修、加固和修复等方面的研究和工程应用，已经引起了广泛的关注[1,2]。
我院通过理论研究和大量的旧桥加固实例，技术人员已经总结出许多行之有效的加固改造方法。如能对其加以正确应用，不但可以提高旧桥的承载能力、刚度和耐久性，相对于重建新桥还可以节约大量的建设资金。因此，旧桥加固的关键就是根据其不同的缺陷与病害，明确加固目的和预期达到的加固效果，才能有针对性的选取合适的加固方法。
2 桥梁上部结构常见病害及加固方法
2.1 预应力混凝土简支板桥
简支板桥是小跨径桥梁常用的结构形式，钢筋混凝土板桥的跨径常为5—13m，有空心板和实心板，施工方法有预制装配和整体现浇。预应力板桥的跨径常为10～20m，一般为空心板，预制装配的较多。
（1）常见病害
1)装配式简支板可能在桥面铰接缝处出现纵向裂缝，这主要是由于铰接缝施工质量差，造成各板块的整体性连接差。
2)产生支座脱空现象，由于每块板的两端各有两个支座，每跨桥都有较多支座，如果施工时支座垫石标高有误差，或预制安装时板有翘曲，或墩台有不均匀沉降都会导致部分支座脱空。
3)板底出现纵向裂缝，预应力混凝土装配式简支板桥大多采用先张法施工，如果由于施工原因造成底板过薄，使得预应力筋周围混凝土局部应力过大，或者由于混凝土中的氯盐添加剂或者混凝土碳化造成钢筋锈蚀，均可能产生板底纵向裂缝。
4)若桥梁采用单块板宽大于l m的空心板，即相当于小箱梁，腹板厚度不大时，有可能出现剪切斜裂缝。
（2）可选的加固方法
1)对板底产生的纵、横向裂缝，当缝宽超过规范的限值时，均可采用粘贴钢板法或粘贴碳纤维复合材料加固法，但该方法对解决跨中下挠的效果不好。
2)预应力加固法，在板底锚固多根平行的预应力细钢丝，张拉后覆盖特制混凝土，或者设转向托架后折线形钢束张拉，预应力钢索穿过两端板中斜孔锚固于铺装层下。
3)改变结构体系法，如简支板桥变连续板桥，小跨径板桥可在跨中或跨中附近增设桥墩或斜撑，但应注意在中支点负弯矩区，应结合桥面改造，增设足够的受拉钢筋，以上两种方法对解决跨中下挠效果较好。
4)锚喷混凝土加固法，在板底锚固钢筋网后，喷射混凝土覆盖，其实质是增加板底配筋。
5)对桥面铰缝处的纵向裂缝，只有通过桥面改造来解决，如增加桥面横向钢筋位置，加厚铺装层等。
6)对板桥支座脱空现象，可采用更换、加钢垫板、楔筋等方法解决。
2.2 预应力混凝土连续板桥
预应力混凝土连续板桥一般采用实心板截面或空心板截面，大多采用现浇施工，预应力混凝土连续板桥一般采用后张法，有等高度和变高度截面形式。城市桥梁中的跨线桥、人行桥用的多一些。
（1） 常见病害
1)板桥各跨中附近板底由下而上的多条竖向裂缝，横向有可能贯通，竖向弯曲裂缝，表明抗弯能力不足。
2)墩顶处桥面开裂，桥下渗水，一般会横向贯通，裂缝可能有一条到多条，可能由活荷载引起，也可能由墩台不均匀沉降引起，说明负弯矩较大，支点截面抗弯能力不足。
3)各跨中附近板底出现纵向裂缝，可能是混凝土保护层太薄，预应力筋周围混凝土局部应力过大，或是混凝土中的添加剂等原因使钢筋生锈，导致沿钢筋产生裂缝。
4)跨中下挠，可能是由于施加的预应力不足，或是跨中钢筋混凝土板底竖向裂缝过多、过宽导致刚度降低，挠度增大。
（2）可选加固方法
1)对板底裂缝，当缝宽超过规范要求时，可采用粘贴钢板或粘贴碳纤维复合材料加固法。
2)对墩顶处桥面开裂，可采用在负弯矩区的混凝土铺装层内增设受拉普通钢筋或局部预应力筋，提高支点截面抗弯能力。
3)预应力加固法，在板底设转向托架，按折线形布束张拉，此法对各种原因受力产生的病害均有利。
4)改变结构体系法，如在跨中或跨中附近增设斜支撑，解决跨中下挠过大，或预应力不足，但应增强支撑面负弯矩区的受拉钢筋。
2.3 预应力混凝土简支梁桥
预应力混凝土简支梁是所有运营中桥梁数量最多的梁桥，其断面形式常有T形、I字形、箱形和各种形式的组合。预应力混凝土简支梁跨径一般在16～50m，少量有更大的跨径。施工方式大多采用预制装配，少量采用现浇施工。由于呈肋板形截面，自重轻、抗弯能力及跨径比板桥大，病害种类也较多。
（1）常见病害
预应力混凝土B类构件允许出现裂缝，A类构件正常使用条件下不允许出现裂缝，常发生的病害有：①跨中附近梁底由下而上的竖向弯曲裂缝，数量随跨径增大而增多，恒载裂缝宽度有可能超过规范限制值，有的还伴有跨中下挠过大。②两支撑段附近腹板上的斜向裂缝系主拉应力过大或腹板抗剪不足等引起的剪切病害。③梁腹板上的竖向裂缝，多位于薄腹板的中部，中间宽两头细，多为混凝土养护差、或温度变化、或腹板上的水平筋太少等原因所致的收缩裂缝，主要影响结构的耐久性。④桥面上沿翼缘板接缝处的纵向裂缝，较多发生在预制装配T梁桥翼缘采用铰接或横向联系受损较大的装配式简支梁桥中。此种病害会造成恶性循环，加重单片梁的其他病害程度。⑤张拉锚具的锚下纵向裂缝，长度一般不超过梁高，主要为锚下局部应力集中产生的劈裂拉力所致。⑥沿预应力钢束的纵向裂缝，主要为预应力钢束保护层过薄，钢束处局部应力过大产生劈裂或混凝土保护层碳化后预应力筋生锈所致。⑦跨中下挠过大，超过规范容许值，跨中截面不一定开裂。主要为施加预应力不足或预应力损失过大所致。
（2）可选加固方法
1)对梁底弯曲裂缝和沿预应力筋的纵向裂缝，可采用粘贴钢板、粘贴纤维复合材料的方法加固，也可采用增大截面法加固。增加铺装层厚度，加大截面受压区面积对提高抗弯强度和刚度有利，但增加高度有限，同时也增加自重，如果增加梁底截面高度，实际上增加配筋。
2)对于腹板上的斜裂缝，可在与裂缝反向并近似于水平线成450，即大致正交于斜裂缝的方向粘贴钢板或纤维复合材料；对梁高度矮，钢板或纤维锚固长度不足时，可粘贴成u形箍和加压条的形式。
3)对于腹板上的收缩裂缝和锚固区的裂缝，视缝宽大小采用环氧封闭或灌缝处理。
4)对桥面纵向裂缝，可结合铺装层改造增加厚度和横向配筋，或者增加、加大横隔板。
5)对病害较多、较重的某一单片梁，条件许可时，可割开横向联系更换增大刚度后的新梁，同时减少其他梁的荷载分布。多数情况下边梁病害较重。
3 结语
由于现役桥梁中引起病害的原因多种多样，我们应根据实际桥梁的病害原因，并结合加固前后检测结果，采用最优的加固方法，使加固后的承载能力满足设计要求，并加强桥梁的后期养护与管理，保证桥梁的长期安全、正常运营。
参考文献
关键词：高铁连续梁桥施工；控制问题；探讨
Abstract: high-speed rail bridge construction is a relationship between the beneficial to the people's livelihood projects, during the construction process, safety must be full control of construction, to put one's heart and soul into serving the people, people's satisfaction with the project construction. At present, the high-speed railway in our country most of the use of continuous bridge hyperstatic structure, the bridge structure stiffness, little deformation, driving comfort, less expansion joint, stress the key section of high-speed rail continuous beam construction control including control, linear control, temperature control, work structural stability control and safety control work, this paper mainly discusses the high-speed rail construction control of continuous beam bridge and control method.
Keywords: high-speed rail continuous beam bridge construction; problem; discussion
中图分类号：TU755 文献标识码：A文章编号：
1、引言
近些年来，我国的高速铁路得到了迅速的发展，给人们的交通出行带来了极大的方便，但是，高速铁路的建设要求很高，在施工中也存在一些困难，尤其是桥梁的设计和施工，给设计人员和施工人员带来了巨大的挑战。由于悬臂结构和T型刚构的桥梁需要设置较多，容易出现“搓板”现象，因此，我国高速铁路大多使用超静定结构的连续式桥梁，这种结构的桥梁刚度大、变形小，行车平顺，伸缩缝设置较少，优势明显。本文主要针对超静定结构的连续式桥梁来探讨桥梁的施工控制方式。
2、高铁连续桥梁现场施工控制内容
高铁连续梁现场施工控制的内容包括线性的控制工作、关键截面应力的控制工作、温度控制工作、结构稳定性控制工作以及施工安全控制工作。
2.1 线性控制
线性控制是高铁连续桥梁现场施工控制工作中最为重要的内容，其具体的内容包括几何外形控制工作以及挠度变形控制工作。在桥梁施工的过程中需要严格的控制好梁体的竖向挠度变形以及桥梁的几何外形。
2.2 关键截面应力控制
为了控制好关键截面的应力，必须要在桥梁关键截面处设置好应力的观测点，对应力变化进行实时的检测，如果发现应力出现偏差，就要做好调整工作，提高桥梁结构受力的稳定性。
2.3 温度的控制
温度的控制是桥梁施工控制工作中的主要内容之一，合理的温度控制能够检测出现场气温的变化以及桥梁内部混凝土的温度变化，能够有效的防止开裂情况的出现。
2.4 稳定性的控制
高铁桥梁中有大量的高桥墩、大块度以及薄壁的箱型结构，这种结构的大量使用会降低桥梁的整体刚度，影响桥梁的稳定性，因此，必须要重视好桥梁结构稳定性的控制工作。
2.5 安全的控制
高铁桥梁施工时一项关系国计民生的大工程，在施工的过程之中，必须要全程控制好施工的安全性，做到全心全意的为人民服务，建设好人民满意的工程。
3、高铁连续桥梁现场施工控制方式
对于高铁连续桥梁的施工控制工作，需要严格的根据施工进度和施工方案来完成，从现场梁体的整个施工开始时期到最后的合拢期，控制人员都必须对整个现场梁体内部的温度和应力进行及时的观测，再根据观测数据的变化来修改理论模型，计算出下一节桥梁的预拱度，并建立好模标高来对整个施工过程进行指导。
3.1 高铁连续桥梁的施工控制方式
待整个桥梁下部结构的施工完成之后，由于实际的现场环境有一定的限制性，因此，施工单位以及设计单位必须对设计方式进行反复模拟分析，对设计方案进行优化。此外，为了更好的控制施工过程的应力，必须要对桥梁结构应力变化进行实时的检查，以便保证整个梁体结构受力的稳定性。同时，在埋设传感器时，需要考察现场钢筋网的实际情况，在测点处沿纵桥方向设置好传感器，以便对连续桥梁结构的应变值和应力进行实时的测量，此外，还要注意到导线沿腹板钢筋处的温度和应力变化情况。
3.2 高铁连续桥梁施工过程中温度与裂缝的控制措施
对于高铁连续桥梁的施工，必须要注意到温度应力的产生，如果混凝土温度应力较大，就可能导致混凝土施工完成后出现开裂的情况。对混凝土温度应力产生影响的因素十分复杂，水泥品种、施工现场环境、混凝土浇筑温度、混凝土收缩等问题均会对温度应力产生影响，因此，在浇筑混凝土的过程中，必须要对其内部温度进行实时的监控，在混凝土浇筑完成后，要做好后续的养护工作，在养护时要注意降温，防止由于温度应力的影响导致浇筑完成的混凝土出现开裂。此外，要注意到，如果浇筑作业在冬季或者晚上气温较低的情况下施工，混凝土很容易出现不均匀的温度变化，进而出现裂缝，因此，在浇筑完成后，要在混凝土表面进行保温处理，在其表面加盖干草、棉絮等，防止由于温差的因素而发生裂缝。
3.3 高铁连续桥梁配筋的设置
据国内外的研究调查结果表明，当混凝土由于内外温差的影响出现收缩时，并不会导致钢筋出现收缩，但是在钢筋与混凝土之间也必然会出现收缩的应力，由于混凝土材料具有非均匀性的特征，在混凝土出现收缩时，内部的各个质点也会出现非均匀性受力情况，也会出现一些集中的应力点，在受力的增加下，就会发生局部变形，如果发生变形，那么就会出现地方裂缝。为了防止该种裂缝的产生，必须在应力集中点的位置合理的配置钢筋，减少混凝土的受力，提高混凝土的抗拉性能。
参考文献：
[1]周雄.沪杭高铁连续梁桥施工控制若干问题研究[期刊论文],武汉理工大学,2011,05(01)
[2]汪琴,何亚伯.基于自适应的大跨径连续梁桥施工控制[期刊论文],建设工程安全理论与应用——首届中国中西部地区土木建筑学术年会论文集,2011,08(06)
本预应力混凝土连续梁桥共分为三跨（30m+50m+30m）主跨50m，边跨对称30m；主梁采用单箱单室预应力混凝土箱梁，跨中梁高为1.5m，支座处梁高为2.8m，截面高度按二次抛物线形式变化；桥面净宽为7+2×1.5m；设计荷载为公路-Ⅰ级。
在设计中，运用了桥梁设计软件Midas建立桥梁模型，并对桥梁恒载、活载及徐变内力进行分析计算，得出预应力钢束的预估值。最后对主梁的应力、变形等进行验算。经分析比较及验算表明该设计计算方法正确，内力分布合理，符合设计任务的要求
关键词 桥梁设计; 预应力混凝土; 箱梁; 变截面连续梁 ;Midas桥梁模型
Abstract: The design is based on the requirements of the design task and "Highway Bridge Regulation". The design of the bridge is carried out in the eight-character principle of "safety, pratically, economically and aeshetic" by comparing and choosing the best one. The first program is continous prestressed concrete grider bridge, the second one the beam combination of arch bridge,and the third one is the suspension bridge.Accdoding to the above principles and construction factors, the prestressed conous bridge is chosen to the ultimate.
The continous prestressed concrete girder bridge is divided into three inters, (30m+50m+30m), with the main span of 50m, and 30m-symmetry one. Prestressed concrete box grider is used as the main beam; the beam depth in the mid-span is 1.5m, while at the support bearing it is 2.8m.The sectional depth is changed in the form of parabolic.The net width of the deck is 7+2x1.5m,and the design load is for the highway-I.
In the design, the bridge design software MIDAS is used to get the calculation model. By analyzing and computing the dead load, live load and internal force, the estimated value of the prestressed strand is got. Finally, checking calculation is carried out to the stress and deformation of the main beam. The results of the analysis and checking calculation show that the design calculation method is correct , and the internal force distribution is reasonable to the design task.
Key words: bridge design; prestressed concrete; box-girder; non-uniform continuous beam; MIDAS bridge model
目 录设计原始资料…………………………………………………………………………….1
第一章 方案比选 ………………………………………………………………………2
第二章 上部结构形式及尺寸拟定 …………………………………………………5
一．主跨径的拟定 …………………………………………………………………… 5
二．顺桥向梁的尺寸拟定 …………………………………………………………… 5
三．横桥向的尺寸拟定 ……………………………………………………………… 5
四．桥面铺装 ………………………………………………………………………… 6
五．本桥主要材料 …………………………………………………………………… 6
第三章 桥面板的计算 …………………………………………………………………8
一．桥面板的设计弯矩 ……………………………………………………………… 8
二．悬臂板的内力计算……………………………………………………………… 11
三．桥面板的配筋…………………………………………………………………… 12
第四章 主梁内力计算…………………………………………………………………14
一．全桥节段的划分………………………………………………………………… 14
二．恒载活载内力计算……………………………………………………………… 17
第五章 主梁配筋计算…………………………………………………………………32
一．预应力筋的估算原理…………………………………………………………… 32
二．预应力筋的估算………………………………………………………………… 34
三．预应力筋布置…………………………………………………………………… 38
四．非预应力钢筋截面积估算及布置……………………………………………… 45
第六章 截面承载能力极限状态计算………………………………………………47
一．正截面承载力计算……………………………………………………………… 47
二．斜截面承载力计算……………………………………………………………… 47
第七章 钢束预应力损失计算……………………………………………………… 50
第八章 应力验算………………………………………………………………………… 56
一．短暂状况的正应力验算………………………………………………………… 56
二．持久状况的正应力验算………………………………………………………… 57
第九章 抗裂性验算……………………………………………………………………… 59
一．正截面抗裂性…………………………………………………………………… 59
二．斜截面抗裂性…………………………………………………………………… 61
第十章 主梁变形计算…………………………………………………………………… 62
参考文献 ………………………………………………………………………………… 63
英文翻译 ………………………………………………………………………………… 64
致谢 ……………………………………………………………………………………… 90
致 谢 首先感谢何建老师在此次毕业设计中认真辅导了我设计的每一个环节，何建老师对待学生认真负责、和蔼耐心的态度和对待工作一丝不苟的作风给我留下了深刻的印象，为我今后的学习工作树立了榜样。此外还有学多老师给予了耐心的指导和点拔，令我受益匪浅。在此对各位老师的敬业表示真挚的感谢。
通过这次毕业设计，我比较系统的串连了我大学本科四年所学的知识，深感我们这门专业系统的博大精深，觉得自己存在的差距还很大。但是，在这炎炎夏日工作的几十天，我的收获也是很大的。在毕业设计的反复修改，一遍一遍的看书，和同学一次又一次的讨论，一次又一次的请教老师的过程中，通过集中的毕业设计和专业系统的培养，我提高了自己综合运用所学的基础理论，基本知识和基本技能，分析解决问题的能力。在老师的指导下，通过独立系统的完成一个工程项目的设计，比较具体的了解了一个工程设计的全过程，巩固已学课程的基础上，培养了自己考虑问题，分析问题，解决问题的能力，同时接触到和掌握一些新的专业知识和技能。这次毕业设计为自己提供了一次很好的实践机会，为我将来的学习工作做了很好的铺垫，是我人生中很重要的一次经历。
最后，感谢学院的领导和老师在百忙之中为我们细心指导设计，我衷心的感谢各位老师！
南华大学船山学院本科生毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 宝石路5号桥 设计（论文）题目来源 设计（论文）题目类型 起止时间 2008.12.1~2008.12.12 一、设计（论文）依据及研究意义：
桥梁的形式可考虑连续梁桥、梁拱组合桥和斜拉桥。对此三种桥型作比较，从安全、适用、经济、美观等方面比选，最终确定桥梁形式。
二、设计（论文）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）
本桥的设计是根据设计任务书的要求和《公路桥规》的规定，本着“安全、实用、经济、美观”的八字原则，提出了三种不同的桥型方案进行比较和选择。方案一为预应力混凝土连续梁桥，方案二为梁拱组合体系桥，方案三为悬索桥。经由以上原则以及设计施工等诸多方面考虑后，确定预应力混凝土连续梁桥为最终设计方案。
三、设计（论文）的研究重点及难点
计算量大，工程量大，绘制上部结构的一般构造图、钢筋构造图及施工示意图很复杂
四、进行设计（论文）所需条件：
《结构设计原理》土木工程专业毕业设计指南—桥梁工程分册
《预应力混凝土连续梁桥设计》 《桥梁工程》 《基础工程》 《桥涵水文》 《桥梁计算示例集》《桥梁上部结构计算示例（二）》
五、指导教师意见：
【关键词】公路桥梁；设计；安全；方法
中图分类号：F540.3 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
近些年来，我国公路工程的建设规模不断发展壮大，各种公路工程施工任务逐渐增多，而公路桥梁工程的建设也随之占据越来越多的分量。桥梁工程的质量好坏评判标准是：是否具有其应有的结构强度、刚度、稳定性和耐久性。而公路桥梁在建设和运用过程中，除了受环境、有害化学物质的破坏以外，还要承受过往车辆、风、疲劳、超载或人为等因素的影响，同时桥梁本身采用的材料也在不断发生退化现象，其内部结构也产生不同程度的损坏和劣化。因此桥梁的设计是决定桥梁的安全性和耐久性的重要因素。
二、桥梁设计安全的构成
对注重结构工程安全性的桥梁设计者来说，安全性和耐久性是设计质量永恒不变的追求。所谓安全性是指结构防止破坏倒塌的能力，主要体现在结构构件承载能力和结构的整体牢固性。耐久性是指结构抵抗由外界环境、有害化学物质侵蚀的能力。
1、桥梁结构的安全性
桥梁结构的安全性主要体现在结构的整体牢固性和构建的承载能力两个方面。桥梁结构的整体牢固性是指结构不应出现与其原因不相称的破坏后果，即在桥梁结构出现局部破坏的情况下，避免发生大范围连续破坏倒塌的能力。结构安全性良好的桥梁，依靠结构具有的优良的延性和必要的冗余度，在对付地震、爆炸等灾害或因人为差错导致的灾难方面，能够发挥较大作用，有效减轻灾害损失。桥梁结构构件承载能力是指桥梁结构具有的承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用的能力。负荷超载，是对桥梁结构构件承载能力的最大威胁，主要体现在以下两方面：
(一)长时间的超负荷或超载，会使桥梁应力幅度加大、损伤加剧，甚至会导致结构破坏事故。
(二)由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性。
2、、桥梁结构的整体牢固性
桥梁结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力，或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度，用来对付地震、爆炸等灾害或因人为差错导致的灾难后果，可以减轻灾害损失。
3、桥梁结构的耐久性
在桥梁结构的设计与施工规范中，人们往往把重点放在各种荷载作用下的结构强度要求，而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少，实际上这样做存在很大的弊端。因为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及人为因素等外来作用，加之桥梁所采用材料的自身性能不断退化，各种因素的综合作用最终导致结构部分不同程度的损伤和劣化，从而影响了桥梁各结构的耐久性。因此切实改善桥梁耐久性是十分必要的，必须要对其给予高度的重视。
三、影响桥梁安全性、耐久性的原因
1、设计理论和结构构造体系不够完善
桥梁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，并采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。但是，在实际工作中，在桥梁设计领域特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题上我们还有许多可以改进的地方，主要体现在以下两方面：
(一)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，而忽视对结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性的关注。
(二)在桥梁设计、施工到使用的全部过程中经常出现的人为错误，比较普遍的有：对结构整体性和延性不足；计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄等，这些都削弱了结构耐久性，严重影响了结构的安全性。
2、施工和管理水平未达标
通过对国内外多座出现安全性和耐久性问题，最终发生恶性事故的桥梁进行认真研究，可以发现导致事故的最主要原因是野蛮施工和管理腐败，施工和管理水平未达到规范和设计要求，从而对桥梁安全造成致命的损害。施工方面的问题体现在材料强度不足和施工工艺不合格；而管理方面存在偷工减料、以次充好等问题，性质更为严重，产生的危害也更大。
四、提高公路桥梁安全性和耐久性的设计方法
1、满足结构混凝土耐久性的基本要求，重视桥梁的耐久性方案设计
提高混凝土自身的耐久性是解决桥梁结构耐久性的前提和基础。除此之外，要从结构和设计的角度及如何以设计和施工人员易于接受和操作的方式来改善桥梁耐久性。
2、加大钢筋的混凝土保护层厚度，加强构造配筋，防止和控制混凝土裂缝
加大钢筋的混凝土保护层厚度，是保护钢筋免于锈蚀，提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。
3、加强桥面铺装层的防水设计
桥面铺装层应采用密实性较好的C30以上等级的混凝土，混凝土铺装层内应设置钢筋网，防止混凝土开裂。采用复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料，都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设置防水层，特别是连续梁(或悬臂梁)的负弯矩段更应十分重视防水层设计。此外．还需加强泄水管设计，应特别注意泄水管周边的构造细节处，加强伸缩缝处的排水设计，防止水分从伸缩缝处渗入梁内。
4、充分重视桥梁的超载问题
桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题。超载会使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧，甚至会出现一些超载引发的结构破坏事故。另一方面，由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化，从而可能危害桥梁的安全性和耐久性。
结论
许多设计人员往往只满足于规范要求，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。有的结构整体管理与财富性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄；这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题，不能忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性进行设计。应积极借鉴国外成功的经验和做法，目前国内的设计除考虑了建造成本，注重设计建成时具有的工作能力和性能外，也应重视营运期的维护成本与使用寿命相对应的成本效益，并且加强从桥梁设计理念、结构体系和构造的角度做好耐久性的设计
【参开文献】
[1] 于向前.李宝银.彭璐璐关于桥梁设计中安全性与耐久性的探讨[期刊论文]-中国新技术新产品2010(19)
[2] 邱树才 桥梁安全性、耐久性差的主要原因及改进措施[期刊论文]-中国新技术新产品2009(11)
[3] 白琳.刘兴饶.肖琳公路桥梁设计安全的探讨[期刊论文]-北方交通2010(3)
