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设计使用年限桥梁使用寿命与设计使用年限差异的原因分析

2022/07/16432 作者:佚名
导读:设计使用年限研究背景 我国桥梁的设计使用年限一般为100年,对于某些有特殊要求的桥梁设计时采用了120年的设计使用年限。对于国外桥梁的设计使用年限,每个国家规范规定有所不同:如日本提出桥梁的设计使用年限约为100年,英国规定桥梁的设计使用年限为120年,美国要求桥梁的设计使用年限不少于75~100年,欧盟在桥梁的设计规范中规定桥梁的设计使用年限为100年。但实际上大部分桥梁的使用寿命没有达到设计使

设计使用年限研究背景

我国桥梁的设计使用年限一般为100年,对于某些有特殊要求的桥梁设计时采用了120年的设计使用年限。对于国外桥梁的设计使用年限,每个国家规范规定有所不同:如日本提出桥梁的设计使用年限约为100年,英国规定桥梁的设计使用年限为120年,美国要求桥梁的设计使用年限不少于75~100年,欧盟在桥梁的设计规范中规定桥梁的设计使用年限为100年。但实际上大部分桥梁的使用寿命没有达到设计使用年限的要求。依据美国20世纪90年代初的统计,近60万座混凝土桥梁中有45%存在缺陷,需要修复或更换;印度约10%的公路桥梁需要替换,另有10%的桥梁有损伤迹象。20世纪90年代末的统计表明,我国只有40%的桥梁使用寿命在25年以上。

通过对桥梁设计使用年限的简介以及与桥梁实际使用寿命的比较可知,大部分桥梁的实际使用寿命未能达到设计使用的要求。为更好促进桥梁的发展,从桥梁的规范、设计、建设、维护等因素出发,分析和研究我国桥梁使用寿命未能达到设计使用年限的原因和对策。

设计使用年限我国桥梁未能达到设计使用年限的原因

表2 桥梁设计规范影响设计使用年限的3座桥梁 中国有5000年灿烂的历史,而中国桥梁的历史也能追溯到3000多年前的周文王时期。在丰富的桥梁建设经验的基础上,我国制定了具有本国特色的桥梁设计规范,并在此基础上设计桥梁的建设方案、组织桥梁施工以及对桥梁的维护进行指导。但桥梁设计规范是在以往的经验、技术、经济基础上建立起来的,要用这个规范来确定桥梁的设计使用年限,时间上存在着差异性,这种差异性主要表现为:①设计荷载标准偏低、承载能力不足。早期建造的桥梁设计荷载大多偏低,随着交通量以及荷载等级的增加,许多既有桥梁已基本无法满足现今的交通需求。②通行能力不足。早期设计的桥面宽度以及桥上、桥下的通行净空尺寸太低,越来越不能满足现代化通车、通航的要求,以致巨轮冲撞桥梁的事故时有发生。③超负荷使用。改革开放以来我国汽车产量以年平均增长率15%的速度增长,而设计时的日通行量是按以往的水平设定的,对后期的发展考虑不足,所以当桥梁长期在超重荷载下运营时,其使用寿命也将随之减小,致使桥梁的使用寿命不能达到设计使用年限的要求。表2列举了3座桥梁来反映我国桥梁设计规范对桥梁设计使用年限的影响。

设计使用年限缩短桥梁使用寿命和设计使用年限差距的建议

自新中国成立以来,我国建筑设计使用年限标准经历了1966年、1974年、1989年、 2000年4次更改,建设部2000年出台的标准规定我国桥梁设计使用年限是100年。随着社会的发展,桥梁设计方案、建设材料、建造技术、建筑器械不断进步,要缩短桥梁使用寿命和设计使用年限的差距,同样可从桥梁的规范、设计、建设、维护等方面考虑。

(1)对于桥梁规范本身来讲,要及时修订、更改。特别是随着我国综合实力的增长,对以往桥梁设计规范中不适合的地方要及时地修订、更改,而按早期桥梁设计规范建造好的桥梁,维修时应重新评估桥梁的剩余使用寿命。基于上述原因提出了以下2点建议:①用动态的设计规范准则规范桥梁设计;②研究桥梁合理的设计使用年限。

(2)从桥梁设计角度来看,应该多考虑桥梁的正常使用状态,承载力满足的同时对桥梁的耐久性、适用性、安全性提出计算和构造设计的要求。具体的措施有以下几个方面:①重视桥梁的耐久性;②防止桥梁疲劳破坏;③注重桥梁抗震设计概念、修订抗震设防水准,做好桥梁的隔震、减震。

(3)面对桥梁建设施工中出现的问题,应该从以下几点考虑提高桥梁的使用寿命:①尊重科学规律,对在建设施工中需要考虑自然灾害影响的,需进行地质和气象灾害对桥梁使用寿命影响的可行性研究;②遵守法律法规,增强对桥梁建设中的管理人员、施工人员的教育和监督;③加大建设后桥梁质量评审的力度。

(4)就桥梁的自身影响而言,重要的是在建设施工时把好质量关,按设计要求和建筑规范建造桥梁。而对于桥梁的维护,它既是后期桥梁正常使用的主要保障,也是有效延长桥梁使用寿命的一种方法。桥梁的维护应做到以下几点:①基于桥梁的使用寿命,在经济上进行预算从而制定出可行性的修复和维护计划;②对维护后的桥梁进行检测,判定其稳定性和剩余使用寿命。

除了以上的建议和措施外,对于桥梁在正常使用中也应采取一定的措施,预防桥梁发生破坏。如:①对负重车辆的过往进行限时、限行;②对即将到来的对桥梁有影响的自然灾害应提前做好应急方案;③在桥梁正常使用中出现事故时,要采用必要的措施防止因桥梁的破坏使事件的影响扩大化等。此外对于具有历史价值和特殊意义的桥梁,还需制定相应的法律法规对桥梁加以保护。 2100433B

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