桥梁安全耐久性和全寿命设计研究概况
桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析
桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析桥梁作为连接两个陆地的重要交通设施，其安全性和耐久性一直备受关注。
桥梁的设计中的安全性和耐久性问题是设计师们需要认真考虑的重要问题。
本文将对桥梁设计中的安全性和耐久性问题进行深入分析。
第一，安全性是桥梁设计的首要问题。
桥梁的安全性必须得到充分保障，以防止因为设计缺陷或施工问题导致桥梁倒塌或发生严重事故。
在桥梁设计中，设计师需要考虑到各种不同的因素，如风荷载、地震荷载、车流荷载等等。
地震荷载是桥梁设计中必须重点考虑的因素之一。
特别是在地震多发的地区，桥梁的抗震性能是非常重要的。
桥梁设计中需要考虑的问题是耐久性。
桥梁作为长期使用的交通设施，其耐久性直接关系到桥梁的使用寿命和安全性。
在桥梁的设计中，需要考虑材料的选择、防腐蚀措施的采用以及日常养护等问题。
材料的选择直接关系到桥梁的耐久性，需要选择具有较高抗压、抗拉和耐腐蚀性能的材料，以保证桥梁的长期使用安全性。
防腐蚀措施的采用也是非常重要的，需要针对不同的环境条件采取相应的防腐蚀措施。
桥梁的日常养护也是保证桥梁耐久性的重要环节，需要定期对桥梁进行检查和维护，及时发现并解决问题，以保证桥梁的安全性和耐久性。
桥梁设计中的安全性和耐久性问题还需要考虑桥梁的结构布局和施工工艺。
桥梁的结构布局需要合理，以保证桥梁在受力情况下能够有较好的承载能力和变形性能。
在施工工艺方面，需要严格按照设计图纸和规范要求进行施工，确保桥梁的结构和质量达到设计要求。
桥梁设计中的安全性和耐久性问题是设计师需要认真考虑的重要问题。
需要从材料的选择、结构布局、施工工艺等方面全面考虑，以保证桥梁的安全性和耐久性。
只有从这些方面进行全面考虑和把握，才能设计出安全可靠、耐久稳定的桥梁。
基于全寿命周期的桥梁安全和耐久性设计研究
第４５卷，第４期２０２０年８月公路工程ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．４５，Ｎｏ．４Ａｕｇ．，２０２０Ｄｏｉ：１０．１９７８２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７４－０６１０．２０２０．０４．０２０［收稿日期］２０１９－１１－１３［基金项目］湖北省自然科学基金重点项目（杰青类２０１４ＣＦＡ０２６）［作者简介］林政园（１９８３－），男，福建仙游人，高级工程师，主要从事路桥勘察设计、咨询。
［引文格式］林政园，肖光术，冯玉龙，等．基于全寿命周期的桥梁安全和耐久性设计研究［Ｊ］．公路工程，２０２０，４５（４）：１２０－１２２，２１０．ＬＩＮＺＹ，ＸＩＡＯＧＳ，ＦＥＮＧＹＬ，ｅｔａｌ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｓａｆｅｔｙａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｄｅｓｉｇｎｏｆｂｒｉｄｇｅｂａｓｅｄｏｎｌｉｆｅｃｙｃｌｅ［Ｊ］．ＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０２０，４５（４）：１２０－１２２，２１０．基于全寿命周期的桥梁安全和耐久性设计研究林政园１，肖光术１，冯玉龙１，刘 璐２（１ 中国公路工程咨询集团有限公司北京 １０００８９；２ 武汉理工大学交通学院湖北武汉 ４３００００）［摘 要］随着我国基础设施建设的不断推进，桥梁数量不断增加，桥梁的设计也经历了从容许应力法到基于可靠度的极限状态设计法。
根据对以往桥梁的设计、建设和养护经验看，桥梁的工作性能贯穿于其设计寿命的整个时期，因此产生了桥梁全寿命周期设计的理念。
系统介绍了基于全寿命周期的桥梁设计理念，给出了其设计流程，并与传统设计方法进行了对比分析。
从桥梁的安全和耐久性出发给出了桥梁安全和耐久性的时间功能函数，并给出了设计步骤，最后以日喀则地区某市政桥梁设计为例，给出了桥梁全寿命周期设计工程应用实例。
［关键词］全寿命周期；桥梁安全；耐久性［中图分类号］Ｕ４４２ ５ ［文献标志码］Ａ ［文章编号］１６７４—０６１０（２０２０）０４—０１２０—０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳａｆｅｔｙａｎｄＤｕｒａｂｉｌｉｔｙＤｅｓｉｇｎｏｆＢｒｉｄｇｅＢａｓｅｄｏｎＬｉｆｅＣｙｃｌｅＬＩＮＺｈｅｎｇｙｕａｎ１，ＸＩＡＯＧｕａｎｇｓｈｕ１，ＦＥＮＧＹｕｌｏｎｇ１，ＬＩＵＬｕ２（１ ＣｈｉｎａＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８９，Ｃｈｉｎａ；２ ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ ４３００００，Ｃｈｉｎａ） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ＷｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｎｕｍｂｅｒｏｆｂｒｉｄｇｅｓｉｎＣｈｉｎａ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｂｒｉｄｇｅｓｈａｓｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄｆｒｏｍｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｅａｓｙａｌｌｏｗａｂｌｅｓｔｒｅｓｓｔｏｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｌｉｍｉｔｓｔａｔｅｄｅｓｉｇｎｂａｓｅｄｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐａｓｔｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｏｆｂｒｉｄｇｅｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ，ｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｒｕｎｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｗｈｏｌｅｐｅｒｉｏｄｏｆｉｔｓｄｅｓｉｇｎｌｉｆｅ，ｓｏｔｈｅｃｏｎｃｅｐｔｏｆｂｒｉｄｇｅｌｉｆｅｃｙｃｌｅｄｅｓｉｇｎｉｓｐｒｏｄｕｃｅｄ Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｙｓｔｅｍａｔｉｃａｌｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｂｒｉｄｇｅｄｅｓｉｇｎｃｏｎｃｅｐｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗｈｏｌｅｌｉｆｅｃｙｃｌｅ，ｇｉｖｅｓｉｔｓｄｅｓｉｇｎｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｍａｋｅｓａｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｗｉｔｈｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄ Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅｔｉｍｅｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｄｕｒａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｉｓｇｉｖｅｎ，ａｎｄｔｈｅｄｅｓｉｇｎｓｔｅｐｓａｒｅｇｉｖｅｎ Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔａｋｉｎｇｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆａｍｕｎｉｃｉｐａｌｂｒｉｄｇｅｉｎＸｉｇａｚｅａｒｅａａｓａｎｅｘａｍｐｌｅ，ａｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｘａｍｐｌｅｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｌｉｆｅｃｙｃｌｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｂｒｉｄｇｅｉｓｇｉｖｅｎ［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｌｉｆｅｃｙｃｌｅ；ｂｒｉｄｇｅｓａｆｅｔｙ；ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ０ 引言随着我国基础设施的不断完善，桥梁的数量也在不断增加。
桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析
桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析随着社会的不断发展，大型桥梁越来越多地出现在我们的生活中。
由于桥梁作为交通和物流的重要设施，其安全性和耐久性显得尤为重要。
实现桥梁的安全和持久需要考虑多个因素，如设计准则、建材、建造技术、环境压力等。
在本文中，我们将对桥梁安全性和耐久性问题进行分析。
一、安全性问题桥梁的安全性是指桥梁在使用过程中，可以满足设计结构的强度和稳定性要求，不会发生破坏或崩塌等事故，以保障用户的生命和财产安全。
为保障桥梁的安全性，我们需要重点考虑以下因素：1.设计准则在桥梁的设计过程中，需要充分考虑设计准则的要求，包括桥梁的承载能力、抗震能力、弯曲刚度、疲劳寿命等。
同时，还需要考虑桥梁在使用过程中的应力、变形和温度等因素，以确保桥梁的安全和稳定。
2.建材选择桥梁的建造必须选用高强度、高耐久的建材，以增加桥梁的承载能力和稳定性。
在建材的选择上，需要考虑物理特性、机械特性、耐腐蚀特性、工艺性等多个因素，以保障桥梁建造质量。
3.施工工艺桥梁的施工必须遵循正确、科学的施工工艺。
在施工中，需要密切关注施工现场的安全问题，确保施工作业人员和行人的安全。
同时，还需要注意现场环境的压力和变化，尤其是在高海拔、狭窄、风大、雪大等特殊环境下施工时更要重视安全问题。
二、耐久性问题桥梁的耐久性是指桥梁在使用过程中，可以经受住自然环境和人工因素的作用，不失效，不腐蚀，不失去性能，保持长期稳定使用。
为保证桥梁的耐久性，我们需要考虑以下因素：1.材料腐蚀桥梁在长期使用中会经受到复杂的环境压力，如高温、高湿、雨雪、酸雨等，这些因素可能导致桥梁材料的腐蚀和老化。
因此，在选材时需要考虑材料的抗腐蚀、耐老化等特性，以降低桥梁的腐蚀度。
2.氧化桥梁在长期使用过程中会经受到大气氧化等因素的影响，可能导致材料的氧化、老化等问题。
因此，在选材时，需要选择具有良好氧化特性的材料，同时在施工过程中应合理设计桥梁的观察檐来增加桥梁的遮阳性能，降低自身长期暴露于自然环境的可能。
桥梁工程设计中的安全性和耐久性分析
桥梁工程设计中的安全性和耐久性分析提纲：1.桥梁工程设计中的安全性分析2.桥梁工程设计中的耐久性分析3.桥梁工程设计中的结构分析4.桥梁工程设计中的材料分析5.桥梁工程设计中的监测分析一、桥梁工程设计中的安全性分析随着交通运输业的发展，桥梁工程在我国的基础设施建设中起着至关重要的作用。
在桥梁工程设计中，安全性是最重要的考虑因素之一。
建筑专家们需要考虑诸如环境因素、天气因素、材料性能等各种因素，以确保桥梁的安全性。
因此，为了确保在设计阶段的安全性，以下是建筑专家针对桥梁工程设计中的安全性分析的几个方面的详细分析。
首先，建筑专家需要对桥梁的结构进行全面的分析和评估。
要评估一座桥梁的结构安全性，必须先看其基础设计是否满足工程要求。
其次，交通负载也是影响桥梁安全性的重要因素。
如果桥梁通道非常狭窄，或者桥面承载能力不足，那么这些因素可能会导致桥梁的负载超过其能力范围，从而导致安全问题。
另外，建筑专家还需要注意桥梁的环境因素，例如冰雪、风压等。
如果未正确考虑这些因素，那么桥梁的安全可能会受到威胁，而且这些威胁在一些情况下可能会引起灾难性的后果。
最后，建筑专家应该实施监测计划和定期的安全审核，以确保桥梁的安全性和良好的维护。
实施监测计划的主要目的是确保各个部分的功能正常，材料的状况可靠，以及桥梁是否有裂缝等问题。
二、桥梁工程设计中的耐久性分析桥梁的设计应该考虑到其在使用期间的各个阶段的可能时间段，包括其在所有季节内的性能、环境和使用负载不同的情况。
建筑专家们需要考虑材料在逐渐老化以及结构受到风险的情况下，桥梁结构的耐久性变化情况，以保证其长久使用。
而桥梁的风险因素包括：自然因素、建筑施工和场地环境等。
受自然因素影响很大，例如干旱和强风等环境条件可能会使桥梁腐蚀或结构松动。
自然因素还包括桥梁使用条件、通风、污染、沉降和温度变化等。
在建筑施工过程中会涉及到许多因素，例如失误、材料性能和设计问题，这也是影响桥梁结构耐久性的重要因素之一。
桥梁工程全寿命设计理论与方法研究
桥梁工程全寿命设计理论与方法研究报告简本1 概述1.1 桥梁全寿命设计研究背景及意义传统的桥梁设计中未明确桥梁整体及主要构件的设计寿命，桥梁设计寿命的确定也缺乏技术支撑和具体的设计方法；桥梁对周围生态环境的影响、桥梁景观与周围环境和谐统一等因素考虑较少等。
因此，传统的桥梁设计理念越来越不符合桥梁工程科学发展的要求，导致了现有桥梁存在使用性能差、使用寿命短、全寿命经济性指标差等问题，已经严重影响了桥梁正常服务功能的发挥，并且给养护、维修等后期运营管理带来巨大的经济和社会负担。
为了可持续发展，需要把传统设计方法拓展到桥梁的整个使用寿命期，考虑桥梁建设的全过程，从规划、设计、施工和使用期管理，一直到拆除和材料的回收再利用，进行桥梁全寿命设计。
2004年本研究项目的批准和启动，标志着我国向桥梁全寿命设计的全面研究和应用迈出了扎实的一步。
本项目首先从我国现有桥梁状况调查分析入手，全面展开了以下十个专题的研究，在大量工作的基础上分别获得了预期的成果，提出了《桥梁全寿命设计指南》，成为我国实现桥梁全寿命设计的良好开端，为以后开展进一步的桥梁全寿命设计研究奠定了坚实的基础。
（1）国内外桥梁全寿命设计方法研究现状调研（2）桥梁典型病害调查及桥梁正常使用寿命确定（3）桥梁全寿命周期成本计算模型研究（4）桥梁各设计阶段全寿命设计方法研究（5）全寿命桥梁风险评估与保险策略研究（6）桥梁混凝土构件全寿命设计研究（7）桥梁钢结构构件及缆索系统全寿命设计研究（8）桥梁附属设施全寿命设计研究（9）桥梁全寿命设计示例（10）桥梁全寿命设计指南1.2 我国现有桥梁调查分析项目组对全国沿海和内地16个省、市、自治区、1968年到2008年我国不同时期建成的、不同桥型、有代表性的38座桥梁（包括悬索桥、斜拉桥、悬吊斜拉组合桥、拱桥、混凝土连续刚构桥、混凝土连续梁桥等我国不同时期修建的各种桥型）进行了调查，调研的内容包括设计资料、施工信息、环境信息、使用条件、管养资料、桥梁的主要病害及治理措施等。
桥梁工程的安全性与耐久性研究
桥梁工程的安全性与耐久性研究摘要：我们国家在最近的一些年来经常会发生一些非常不良的桥梁事故，从而使得桥梁工程的安全性以及耐久性逐渐得到了人们的认识和关注。
事实上，我们国家的相关法律以及桥梁建设规范当中都已经对桥梁设计的安全性、经济性、美观性以及耐久性和安全性做出了具体的要求，但在实际的施行过程当中却并没有真正的落到实处，也正是因为这样才使得桥梁事故频繁发生。
本文正是针对于这样一种实际的状况，首先简要说明和分析了桥梁工程耐久性和安全性差的具体原因，最后针对性的提出了提高桥梁安全性与耐久性的具体方法。
关键词：桥梁工程，安全性，耐久性一桥梁工程安全性和耐久性差的具体原因1.1 施工和保养水平低由于在近些年来发生了较多起桥梁坍塌或者是破坏事故，因此国内外对于桥梁的安全性和耐久性以及给予了较高的关注。
到目前为止，认同度较高的一种看法就是认为这样一些桥梁工程事故的发生往往就是因为在施工的时候没有按照相关方面的标准来进行所导致的，具体来说，一方面就是野蛮施工，另一方面就是在施工的过程当中存在着管理腐败的状况，使得各个方面应当落实的问题都没有予以良好的落实，最终导致了事故的发生。
在这其中最为显著和突出的就是一些短期内就发生了桥梁坍塌的，这其中很多都是因为在进行建设的过程当中偷工减料而使得施工工艺严重不合格，为桥梁本身带来无穷的后患；有的桥梁则是在建成后不久就出现明显的耐久性差的问题，这无疑都和施工水平的不足有着密不可分的关系，虽然说某些不足和缺陷在施工的过程当中并不会完全暴露出来，但这样一些隐患对于桥梁结构耐久性和安全性的威胁反而更加严重。
1.2 结构体系和设计理论不完善桥梁的设计在整个桥梁工程当中起到的是蓝图作用，尤其是对一些桥梁试用期内的安全设计以及桥梁施工的设计都是需要较多方面的进一步改进的。
这样一些缺陷或者是不足往往存在与桥梁建设的方方面面，有的是因为设计结构的整体性比较差；有的则是因为结构的表现不够明确从而使得桥梁在局部位置上的受力过大，极大程度的威胁到了桥梁的整体安全性；还有一些钢筋混凝土结构的，如果其钢筋以及构件的选择不能够很好的契合与桥梁设计的原本意图，也有可能在一定程度上影响到桥梁整体的安全性。
桥梁安全耐久性和全寿命设计研究概况课件
但自70年代以来，国内外都发现一些预应力混凝土桥梁发生损伤的情况，不但影响桥梁结构的正常使用，还危及使用者和结构的安全。混凝土桥梁的病害由于其数量大，涉及地域广，对交通的安全畅通影响严重，修复费用巨大，成为世界各国共同关注的问题。美国联邦公路局(FHWA)所支持的一项研究项目曾对美国既有桥梁(共有约470 000座)的缺陷情况进行了调查，缺陷比例近1/3。
例如，美国在1903年建世界上第一座现代化长跨度悬索桥Williamsburg桥，由于当时技术原因和造价，没有对钢丝进行镀锌处理，而代之以亚麻油和石墨来涂覆钢丝，建成后仅7年就发现钢丝锈蚀断裂。1922年将缆索补缠镀锌钢丝，但是到了1934年，发现主缆内有水从锚锭处流出；10年后，从塔顶向缆索内注入400加仑的亚麻油，1968年又注入鱼油和矿物酒清。但是所有这些措施都没有能够阻止锈蚀的发展。1992年，被迫进行为期3年的主缆维护工作，耗资7300万美元。近年来先后有多座桥梁的拉索(或吊杆)因为耐久性不足而更换（见表1.2）[吴海军，2003]。
各类桥梁面临的耐久性问题
各类桥梁面临的耐久性问题
表1.1 美国不同材料桥梁结构缺陷分布情况
各类桥梁面临的耐久性问题
我国交通部2003年年底的统计数字显示，全国共有公路桥梁310 773座，计12 466 143延米，按《公路桥梁养护技术规范》归类为危险等级的桥梁为10 443座，计378 439延米[14]。此外，根据目前工程实践反馈的信息，我国桥梁耐久性差的情况十分严峻。桥梁耐久性不足给后期的维护和管理造成了沉重的负担。
各类桥梁面临的耐久性问题
表1.2 部分缆索承重桥梁拉索或吊杆更换记录
各类桥梁面临的耐久性问题
表1.2（续） 部分缆索承重桥梁拉索或吊杆更换记录
论市政桥梁设计中的安全性及耐久性
论市政桥梁设计中的安全性及耐久性市政工程中的桥梁设计一直是一个极为重要的课题。
每年都有大量的桥梁被修建或修缮，为人们的生活和经济交通带来了极大的方便。
然而，桥梁的安全性和耐久性也是桥梁设计中需要高度关注的问题。
本文将从安全性和耐久性两个方面来探讨市政桥梁设计中应该如何保证桥梁的安全性和耐久性。
一、安全性在市政桥梁设计中，保障桥梁的安全性是设计者的首要任务。
桥梁的安全性指的是桥梁在使用过程中不会出现危险事故，使人员和车辆等无法通行。
其中，桥梁在抗震方面也是一个重要的设计指标。
1. 预防事故的发生要保证桥梁的安全性，就必须从设计初期就考虑到各种可能发生的情况，例如：重大自然灾害、车辆失控撞桥、桥面因寿命老化发生龟裂等。
在此基础上，对设计方案进行充分的、科学的论证，加强安全性设计，确保设计方案的合理性和可靠性，并在设计方案规划过程中注重预防措施的制定。
同时，还需要根据桥梁的地理环境、通行情况和设计要求等，选择可靠的桥梁结构和材料。
2. 抗震设计地震是自然灾害中最具破坏力的一种，而且难以预测和控制。
所以，在市政桥梁设计中，抗震设计显得尤为重要。
抗震设计主要是通过控制桥梁结构的刚度、制定科学的抗震策略，达到抗震性设计的指标要求。
具体来说，应根据桥梁的规模、地理位置、地质条件和设防要求等，选定合适的抗震等级和设计地震动参数，保证桥梁在地震中不发生破坏，确保通行安全。
3. 工程质量的保障桥梁建造过程中，严格遵守相应的设计规范和工程质量标准，检测信息的真实有效，确保桥梁的每个细节都能够遵循严格的质量管理流程。
在安全性的前提下，保证优质的工程成品、减少维护与修缮成本、集中处理施工过程的质量管理问题等，保障桥梁的安全使用。
二、耐久性市政桥梁建设的成本较为昂贵，一座桥梁的寿命长短直接关乎到建设方合理的潜在回报率。
因此，提高桥梁的耐久性已经成为市政桥梁设计的重要问题之一。
1. 材料的选择桥梁材料的耐久性直接影响桥梁的使用寿命。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
土木工程学院桥梁工程系 赵人达 博士 教授 博导
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
1
引言
近年来，世界各国、特别是主要处于 基础设施维护阶段的欧美等发达国家普 遍发现，桥梁耐久性差、服务寿命短、 全寿命经济性指标差等问题(与人们最初 的设计和规划预期有很大差异)，已经严 重影响了其正常服务功能的发挥，并且 给养护、维修等后期运营管理工作带来 难以承受的巨大经济和社会负担。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
9
引言
表0.1 4种耐久性定义的比较
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
10
引言
吴海军认为结构耐久性可以从两个层次界定[1]：
l)在最普遍的意义上，为了认识其本质，结构 的耐久性就是指其维持初始性能(包括安全性、适用 性及美观)的能力；
24
各类桥梁面临的耐久性问题
大跨度桥梁结构中经常使用缆索承重 体系来跨越江河，主要的桥型包括各种 吊杆(系杆)拱桥、斜拉桥和悬索桥等。 缆索(拉索或吊杆)一般布置在梁体外部， 且处于高应力状态，对锈蚀等外界侵害 比较敏感；加之当时使用的缆索防护体 系不易检查，因此，缆索和吊杆的防护 与耐久性极为重要，它直接关系到桥梁 的使用寿命和使用性能，是缆索承重桥 梁的生命线。
5
引言
2) 国外对于耐久性的一个较好的定 义是由Holland于 1993年给出的， 耐久性是指在正常维护条件下，经 过一段时间，材料和结构的承载能 力和使用性能没有大的变化的能力。 亦即：耐久性是指构件和材料抵抗 衰退和腐蚀的能力[M.J.Ryall，2002]。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
8
引言
几种定义：侧重点不同，本质相近。
有学者认为：既应该明确耐久性研究的主要对 象，也应该明确耐久性与承载力及安全性的区别。
原因在于：l)影响结构“安全、使用功能和外 观”的因素很多，如果都将其看作耐久性的研究对 象，将使得研究范围过于宽泛，缺乏可操作性；2) 目前，不少研究和文献在一定程度上混淆了结构耐 久性与承载力之间的区别，这两个概念、两种性能 对于结构都至关重要，但耐久性主要表示结构保持 其特定性能的能力，承载力是其中的一种性能。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
20
各类桥梁面临的耐久性问题
美国联邦公路署在1989年提交美国国会 的一份报告《国家公路和桥梁现状》中提到： “现积压有待修补的混凝土桥梁的维修费用 为1 550亿美元”【洪乃丰，2002】。美国土木工程 学会在2001年指出，美国在随后的5年需要花 费1.3万亿美元来解决当时基础设施中存在的 缺陷。就桥梁而言，29%的桥梁被界定为具 有功能性缺陷，将需要在随后的10年中每年 耗费106亿美元来解决这一问题[贡金鑫，1999]。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
12
引言
运用该提法可以方便地进行耐久性 的比较和评价，当明确了使用条件(外界 环境及其他因素)和总体成本，可以通过 计算其实际使用寿命来评估一个具体结 构的耐久性能否满足使用寿命的要求； 当明确了使用条件和使用寿命后，则可 以通过计算总体成本来评估不同耐久性 设计方案的优劣。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
2
引言
我国正处于桥梁等基础设施建设的 高峰时期，大量的桥梁面临着如何保证 其使用寿命及使用期间的安全、耐久及 维护管理的经济性问题。许多服役桥梁 也暴露出病害和缺陷，因此，关于桥梁 安全耐久性和全寿命设计研究有十分重 要的现实意义和深远的历史意义。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
15
各类桥梁面临的耐久性问题
1.1混凝土桥梁的耐久性问题
混凝土桥梁(主要指梁式桥)的使用历经整个20世 纪，但大规模发展应用开始于第二次世界大战之后。 而发现混凝土结构的耐久性问题则在战后的六、七 十年代，一些发达国家的混凝土桥梁在使用了约三、 四十年后，纷纷进入老化期，引发对原有混凝土桥 梁的评估。人们始料不及的是：混凝土材料在环境 及使用条件下，出现了一系列影响结构耐久性的物 理、化学变化，如结构混凝土的碳化、保护层剥落、 裂缝的发展、钢筋锈蚀、渗透冻融破坏等等。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
4
引言
l) 国内一般认为，结构耐久性是指 结构在设计要求的目标使用期内， 不需要花费大量资金加固处理而保 持其安全、使用功能和外观要求的 能力[金伟良等：《混凝土结构耐久性》，2002.09]。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
等)，即耐久性包括耐久的安全性与耐久的适 用性。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
7
引言
4)欧洲Duracrete【2001】定义耐久性为： 混凝土结构应以这样的方式设计、建造 及运作(运营)，在可以预期的环境影响 下，结构在一个明确的(或隐含的)时间 段内，在不需要超出预期的维护和维修 费用的情况下，能够保持其安全性、适 用性及可接受的外观。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
16
各类桥梁面临的耐久性问题
在各类桥梁中，混凝土桥梁的数量 占绝对多数，1989年欧洲混凝土桥梁占 桥梁总数的70%，我国混凝土桥梁占 90%以上【周履，1998】。近年来，国内外关 于混凝土桥梁病害和破坏事故的报道屡 见不鲜。此外，尽管在各类桥梁中预应 力混凝土桥梁的缺陷率最低，而使用寿 命的期望值最高【周履，2000】。
6
引言
3) 我国建设部的《混凝土结构的耐久性及耐 久性设计指南》中定义结构耐久性为：结构 在规定期限内，在各种作用下维持其应用功 能的能力。这里的作用主要指大气、化学侵 蚀等导致材料性能退化的环境作用；功能则 主要指与结构承载力极限状态有关的安全性 (如足够的强度与稳定性)以及与结构使用极限状态 有关的适用性(如有限的变形、裂缝宽度以及美观要求
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
13
引言
此外，还必须认识到正如英国标准 [BS7543，1992] 中指出的那样：“耐久性预测不可能是一门精确的 科学，建筑物的寿命预测只能是个估计”。该观点 至少在当前阶段仍然是符合实际的。但是，考虑到 现阶段在结构设计中所强调的只是结构在荷载作用 下的承载能力，它基本上不考虑材料性能在长期使 用过程中的劣化(除疲劳荷载作用外)，不直接考虑 因耐久性不足导致的性能失效的可能；所以，关于 耐久性及使用寿命的计算尽管是近似的估算，但对 于设计者、业主或使用者来说仍然有其必要性。
2021 Prof. SWJTU
23
各类桥梁面临的耐久性问题
1.2 缆索承重桥梁的耐久性问题 缆索(拉索或吊杆)一般布置在
梁体外部，且处于高应力状态，对 锈蚀等外界侵害比较敏感，主要表 现在悬索桥钢索的锈蚀和斜拉桥拉 索的损坏。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
18
各类桥梁面临的耐久性问题
表1.1 美国不同材料桥梁结构缺陷分布情况
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
19
各类桥梁面临的耐久性问题
我国交通部2003年年底的统计数字 显示，全国共有公路桥梁310 773座，计 12 466 143延米，按《公路桥梁养护技术 规范》归类为危险等级的桥梁为10 443 座，计378 439延米[14]。此外，根据目前 工程实践反馈的信息，我国桥梁耐久性 差的情况十分严峻。桥梁耐久性不足给 后期的维护和管理造成了沉重的负担。
2)从专业研究及便于量化的角度，结构的耐久 性可更具体地定义为：结构在外界环境及其他因素 (设计预期的正常荷载，对于突发性灾害事件不应多 考虑)共同作用下，在同样(或等效)的建设和运营维 护总成本(寿命周期总成本)下，在设计使用寿命期 内，保持预期的安全性、适用性的能力。即耐久性 的内涵应包括耐久的长寿命及经济地耐久。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
11
引言
该提法的特点：l)耐久性的核心是 结构的寿命问题；2)避免了较模糊的因 素，例如关于正常维护条件以及正常维 护费用的定义；3)耐久性的优劣不可避 免地要涉及到经济性的问题，只有以考 虑了建设成本、维护管理成本的桥梁全 寿命经济性最优作为控制条件才可以对 耐久性做出全面、公正的评价。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
14
各类桥梁面临的耐久性问题
1 各类桥梁面临的耐久性问题
经过近几十年的快速发展，我国桥 梁的数量已十分庞大。其中，有不少桥 梁暴露出病害，更有一些桥梁在远没有 达到预期使用寿命时，就出现耐久性能 严重退化的现象，甚至出现倒塌等毁灭 性事故。使用寿命及耐久性能的提高将 是21世纪桥梁技术进步的重要标志。
2021/3/3
Renda ZHAO, PhD. Prof. SWJTU
3
引言
0.1 关于耐久性的定义[1]
耐久性的定义直接关系到对耐久性 研究范围及对象的界定，是需要首先明 确的问题。由于耐久性的影响因素众多， 加之人们对结构耐久性的认识多种多样， 因此，很难给它一个公认准确的定义。 在众多的定义中，以下几种说法较有代 表性：