桥梁使用寿命规划设计
第 2 章 桥梁的规划与设计
桥梁工程第 2 章 桥梁的规划与设计本章内容✓2.1 桥梁总体规划原则✓2.2 桥梁设计程序✓2.3 桥梁规划设计✓2.4 桥梁设计的方案比选◆桥梁是铁路、公路或城市道路的重要组成部分，特别是大、中桥梁，对国家的政治、经济、国防等都具有非常重要意义，在抗震救灾中起着举足轻重的作用，被视为生命线工程。
因此，桥梁建设应根据所在线路的作用、性质和将来发展的需要，满足安全可靠、适用耐久、经济合理的设计要求，符合美观和有利于环境保护和可持续发展的原则，并考虑因地制宜、就地取材、便于施工等因素进行设计。
◆（1） 安全可靠桥梁的安全可靠既包括桥梁结构自身的安全，即在制造、运输、安装的施工过程和运营过程中都能满足强度、刚度、稳定性的要求，还包括应能保证桥上、桥下的行人和车辆在施工和运营过程中的安全。
①桥梁结构的强度应使整个结构及其各组成构件以及连接构造的材料抗力或承载能力具有足够的安全储备。
②桥梁的刚度要求应使结构在各种荷载作用下的变形不超过规范规定的容许限值，因为过大的变形会导致行车困难，给乘客和行人不舒适、不安全的感觉，严重的甚至会危及桥梁结构的安全。
③桥梁的稳定性要求就是要使结构在荷载和各种外界因素作用下，具有保持原有形状和位置的能力。
④对于河床易变迁的河道，应设计好导流设施，防止桥梁基础底部被过度冲刷。
⑤对于通行大吨位船舶的河道，必要时应设置防撞构筑物等。
⑥对于跨线桥，必要时应在桥梁两侧设置限高栏。
⑦位于地震区内的桥梁，在构造和计算上还应满足抗震要求；⑧对于大跨柔性桥梁，还应考虑风振效应。
⑨为保证桥上和桥下行人、车辆的安全，应在桥上设置防撞栏、分隔带、铁路桥梁护轨（高速铁路桥梁档砟墙或防护墙）等设施，高速铁路桥梁超过3km时，还应结合地面道路条件，在线路两侧交错设置可上下桥的救援疏散通道。
⑩对于交通繁忙的桥梁，应设计好照明设施和明确的交通标志，两端引桥坡度不宜太陡，以避免发生车辆碰撞等引起的车祸。
（2） 适用性桥梁的适用性是指桥梁结构在整个使用期内都应具有足够的承载能力和良好的工作性能。
水利工程中桥梁耐久性设计
以可 靠 性 理论 为 基础 的全 寿 命 管 理 ， 是 指在结 构 的寿命 期 间 ，全 过程 地跟 踪结 构上 的荷载或其他作用（ 如温度 、 支座沉降等） 随时 间变化 的情 况 ，同 时考虑 材料 性能 参数 也是 以时 间为变 量 的随 机 函数 ，根 据相 关可 靠性 理论计算出结构在各个阶段的可靠度指标 ， 从 而判 断 出结构 是否 安全 、 耐久 。 这个 管理过 程 ，对 于桥 梁结 构 的质量 保证 、效 果费 用分 析、 科学 管 理提供 了统 一 的准则 。 具 体涉 及到 桥梁结 构设 计 中 的耐久 性设 计， 可从 以下几 个 方 面着 手： 认识 和 掌握 正确 结 构本 质和 结构构 造措 施对 构 件耐久 性 的影 响 。优 先选用 高 性能 钢材 （Ｐ ：ｉ — ｅｆ — Ｈ Ｓ ｇ Ｐｒ ｒ Ｈ ｈ ｏ ｍ ｎｅＳ ｅ ０高性 能 钢材 具 有 高 屈服 强 度 ， ａｃ ｔ １ ｅ） 高水 平 的断裂 韧性 、 接性 能好 、 腐蚀 。优 焊 耐 先 选 用 高 性 能 混凝 土 ｆＰ ：ｉ — ｅ ｏ— Ｈ ＣＨ ｇ Ｐ ｒｒ ｈ ｆ ｍ ｎｅＣ ｎｒｔ。耐磨的 Ｈ Ｃ可以使桥面有 ａｅ ｏｃｅ ） ｅ Ｐ 更好 的耐久 性； 一般 来说 ， Ｐ Ｈ Ｃ能减 少 结构 的 尺寸， 增加结构 的使用寿命和耐久性。 对重要 题： 的水 中下 部结 构（ 如桩基 、 台 、 柱及 帽梁 ） 承 墩 ， 只能取 得某 一因素 影响 下单 一材 料 的破 建议 用 高性 能混凝 土 取代普 通 混凝 土 ，以满 坏过程 ，但 实际结 构在 运营 过程 中是 多种 因 足 《 路混 凝土 结 构耐 久性 设计 暂 行 规定 》 铁 ｆ 素共同作用的，多个因素的耦合作用不等同 铁建设［０５１７ 的相应技术指标的要求。 ２ ０１５ 号）
桥梁全寿命周期设计要点分析
桥梁全寿命周期设计要点分析作者：吴元恩来源：《人民交通》2018年第11期摘要：全寿命周期桥梁设计是针对于传统桥梁设计来讲的，是将桥梁的设计寿命延伸到桥梁所有构件的使用寿命以上，所以开展桥梁全寿命周期的设计研究有利于推进社会经济的发展，增长桥梁的整体使用寿命，最大限度上满足人类出行的需求，因此桥梁全寿命周期设计必将是桥梁设计理论发展趋势。
本文旨在对桥梁全寿命周期的设计过程中的要素逐一分析，可为实际工程提供有力的理论支撑。
【关键词】桥梁工程；全寿命周期；设计要点桥梁的全寿命设计是将“全寿命性能设计”的概念引入到桥梁工程的设计、施工以及后期的维护管理当中，从而可使桥梁在寿命周期之内的服务效果和远景投资制约得到强有力且全面的保障，同时也将桥梁的使用功能与性能状况快速提高到一个新高度，也将桥梁寿命周期内的性价比达到最高，符合桥梁建设和国家方针政策的以人为本和节约资源的发展理念，所以全寿命设计有着长远的工程价值与发展潜力。
全寿命桥梁这一设计创新将无疑是新时代桥梁可持续发展的一个重要里程碑。
从经济要素出发，以桥梁的服务质量为限制条件，桥梁使用寿命周期内的最小为目标作为全寿命桥梁的设计新思想。
它是以最大的寿命使用，最小的成本投入，且达到最佳的使用质量这一个总体设计目标。
该方法的完成不仅可以降低桥梁寿命周期总投资，而且最大程度上提高社会的满意度。
从桥梁寿命之内的各个性能指标上来说，全寿命设计研究建立出一种定量的理论分析方法，工程师通过计算的判定结构的使用寿命，从而达到人为设计结构的寿命、控制桥梁结构的老化速度、预测桥梁在使用寿命中各阶段的性能。
而且可对已建成桥梁结构的寿命进行评估，一方面可以预测桥梁存在的潜在危险，为甲方提供出较为精准的信息以便可作出及时的应对措施，可避免重大伤亡或经济损失；另一方面，其研究成果可直接应用在桥梁设计和维护等方面[1]。
1.桥梁全寿命设计的要素桥梁的全寿命设计是桥梁建设中至关重要的一个环节，设计过程中需要设计人員全面综合考虑业主和交通的需求，并将这些目标实现在桥梁的结构体系当中，通过对设计方案的不断地创新优化，选择出可以保证桥梁在设计寿命周期内具有的良好路用性能。
浅谈桥梁的使用寿命问题
浅谈桥梁的使用寿命问题【摘要】随着全球各行各业日新月异的飞速发展，也推动了桥梁事业的快速发展。
本文通过对城市桥梁结构与设计理念的分析，研究了桥梁的使用寿命、设计性能、桥梁的寿命周期和提高耐久性的设计理论，并对桥梁的设计、使用及维护提出了一些建议。
【关键词】城市桥梁结构与设计理念；耐久性；桥梁的使用寿命城市桥梁设计宜采用百年一遇的洪水频率，对特别重要的桥梁可提高到三百年一遇。
地震区城市桥梁结构的设计和布置应符合现行的《公路工程抗震设计规范》有关规定。
影响桥梁系统使用寿命的问题主要与桥梁的前期设计、建造过程及使用期间的管理和维护有关系。
前期的设计、施工方法和质量直接影响到桥梁施工完成后的质量，会涉及到桥梁的安全性能和使用寿命，必须给予足够的重视并加以改进。
设计、建设、养护分离，不重视桥梁使用期间桥梁的检查、管理和维护工作，建设过程中单纯抓进度，忽略主体结构的耐久性等等，都造成了近些年我国修建的许多桥梁相继出现了质量不达标、腐蚀严重、达不到设计使用年限、甚至断索的一系列问题。
更有甚者，有的新桥还未投入使用便出现了严重事故。
不管在中国还是在全世界，桥梁使用寿命的问题都应该引起大家足够的重视。
城市桥梁设计和施工中出现的问题导致了桥梁的耐久性不合格，这个情况又给后期的维护、管理和修缮都造成了沉重的负担，与此同时，桥梁使用期间维护、管理和修缮水平的好坏又直接关系到交通安全和桥梁的耐久性，这是相辅相成的?中国现在使用的一些桥梁存在着管理和维护方法不当或者人手不足力度不够的问题，一些桥梁的问题主要是由于养护维修方法不恰当或跟不上桥梁退化附带出来的一系列问题。
在传统设计理念里，设计工作的中心任务集中在了施工过程中所耗费的成本和主体结构在短期时间内性能的优化上，或者是桥梁的美观性被盲目扩大化，但是却对建筑结构的耐久性和使用寿命不够重视，再加上设计中并未涉及到设计使用年限内的正确管理、使用维护、部件更换等建成以后的一系列问题。
浅析桥梁工程全寿命设计方法
能 的年 限ห้องสมุดไป่ตู้。
２桥 梁 全寿命 周 期 。 ） 桥梁从 规划 设计 到丧 失使用 功 能 的全 过 程 ， 括 ： 包 规划 、 计 、 设 、 营 、 护 、 设 建 运 养 管理 、 报废 以及 必要 时拆 除等阶 段 。
持 良好 性 能 ， 满足 使 用功 能 的要 求 。
推 荐方 案 。初步 设 计文 件是 材 料机 具订 购 、 安排 科研 项 目、 征地 拆 迁 准 备 、 制 施 工 图设 计 文 件 、 制 投 编 控 资 等 的依据 。
４ ３ 施工 图设 计 阶段 ．
根 据 初 步 设计 文 件 及其 批 复 意 见 ，进 行施 工 图 阶段 的全 寿 命设 计 。深 化建 设 条件 及 环 境 条件 的调
需求 。为确保 桥梁 设计 寿命周 期 内的 良好性 能 ， 寿 全 命设 计应 包括 以下 内容 ：
实施阶段 。 其他大多数发达国家， ２ 世纪 ９ 年代 从 ０ ０
初才 开始研 究， 目前 仍处 于起 步阶段 。他们 从经 济管 理 入手 ， 发桥 梁 全寿 命成 本 分析 计算 软件 ， 研 进行 桥
内桥梁 的人 文 、 生态 、 境 、 术 、 能和 经济 效益 等 环 技 功
综 合 最 优 ， 结 构 、 料 、 久性 、 学 、 保 、 工 、 对 材 耐 美 环 施 管养 以及全 寿命成 本等 进行 综合 设计 的方法 。
３桥梁工程全寿命设计 的主要 内容
全 寿命 设计 是桥 梁 工程 建设 中最 为 重要 的一 个 环节， 它将 业 主 、 用者 和社 会 需求 转 化 为桥梁 结 构 使 体 系 的性 能要 求 ，建 立 并优 化 结构 方案 以实现 这 些
桥梁及桥梁构件的设计使用寿命确定分析
桥梁及桥梁构件的设计使用寿命确定分析■罗志刚，冯绍海 ■九江市城市规划市政设计院，江西 九江 ３３２０００摘 要：文章针对桥梁及桥梁构件设计使用寿命的确定进行了分析，并进行了实例分析，希望能够为桥梁设计人员提供一定的参考。
关键词：桥梁及桥梁构件 设计使用寿命 确定目前，世界各国对于桥梁的设计使用寿命的规定存在差异，我国对于桥梁的设计使用寿命规定为１００年，特殊要求下可以使用１２０年设计使用年限；欧盟桥梁的设计使用寿命为１００年；美国要求桥梁的设计使用寿命控制在７５－１００年；日本桥梁的设计使用寿命为１００年。
但是，根据相关的统计表明，大部分的桥梁在使用的过程中受到各种因素的影响，在桥梁以及桥梁构件的设计过程中并没有考虑这些因素，导致桥梁及桥梁构件的实际使用寿命和设计使用寿命存在差异。
因此，针对桥梁及桥梁构件的设计使用寿命确定的研究应成为现代桥梁行业以及社会各界广泛关注的热点。
１ 桥梁以及桥梁构件的设计使用寿命的确定分析英国建筑耐久性标准中，根据工程参与各方关注的不同，对工程使用寿命进行了分类，即设计使用寿命、预期使用寿命以及要求使用寿命。
长期以来，我国工程领域习惯将要求使用寿命等同于设计使用寿命，即使用者或者业主对桥梁以及桥梁结构的使用寿命。
桥梁是由众多构件共同组成的一个整体结构，不同构件的材料以及使用功能等不同，并且其维护管理工作也存在一定的差异，导致不同构件的使用寿命也存在很大差别，仅仅对桥梁的整体设计使用寿命进行确定，并不能代表所有构件的设计使用寿命。
因此，桥梁设计人员在确定桥梁构件设计使用寿命时，应该对各个构件的设计使用寿命进行优化，以实现试用期的维护与社会成本和初建成本相平衡，这样能够实现桥梁寿命周期的经济效益最大化。
因此，桥梁以及桥梁构件设计使用寿命的概念表示为：桥梁设计人员根据桥梁以及桥梁构件耐久性设计具有足够保证率或者安全裕度的目标使用年限。
（１）计算桥梁及桥梁构件设计使用寿命的方法分析。
桥梁设计中的生命周期成本分析
桥梁设计中的生命周期成本分析引言：桥梁作为基础设施的重要组成部分，承担着联通城市、加强经济交流和促进社会发展的重要任务。
然而，在桥梁的设计过程中，除了考虑结构强度、稳定性等基本要求外，也需要对其生命周期成本进行合理评估和分析。
本文将从工程专家的角度，探讨桥梁设计中的生命周期成本分析，并对其应用进行探索与总结。
一、生命周期成本概述生命周期成本是指从桥梁建造、运营、维护到退役的全过程中所产生的费用，包括建设期成本、运营期成本和退役期成本三个方面。
1. 建设期成本建设期成本是指桥梁从设计到建造完成的费用，包括设计费用、材料设备采购费用、施工费用、工程监理费用等。
合理控制建设期成本，既能保证桥梁质量，又能有效减少财力投入。
2. 运营期成本运营期成本是指桥梁在正常使用期间所产生的费用，包括维护费用、修复费用、巡查费用、能源消耗费用等。
在桥梁正常运营过程中，不同的使用环境和桥梁特性会对运营期成本产生不同影响，因此需要根据具体情况进行合理估算和管理。
3. 退役期成本退役期成本是指桥梁结束使用后所产生的费用，包括拆除费用、废弃物处理费用等。
根据桥梁的使用寿命和退役计划，对退役期成本进行合理评估可以为桥梁的可持续发展提供重要参考。
二、桥梁设计中的生命周期成本分析方法1. 成本效益分析成本效益分析是一种通过对投资产出的评估，以及建设和运营成本的比较，从而制定合理决策的分析方法。
在桥梁设计中，可以通过比较不同方案的生命周期成本，选择最佳设计方案，实现预算控制和优化资源配置。
2. 评估模型建立建立科学合理的评估模型是进行生命周期成本分析的重要工作。
可以基于已有的数据和经验，建立计算模型，考虑不同因素对成本的影响，并在设计过程中进行不断更新和完善。
这样的评估模型可以提供可靠的支持，帮助决策者在不同设计方案中选择最优解。
3. 效益估算和风险分析在进行生命周期成本分析时，需要对桥梁工程的效益进行合理估算和风险分析。
效益估算主要包括对桥梁使用效益的评估，例如交通效益、经济效益等。
浅析桥梁全寿命设计理论
综合成 本费用 ， 以及由此 带来 的间接 费用 和 在满足 桥梁性 能需 求的前 提下 ， 以寿 命周 期 养 护 计 划 或 建 议 。 运 营 中 应 按 规 定 或 计 划 实 其 它 费用 等 ， 因此 这 种 评估 是 比较 片 面 的 。 成 本 总 值 最 小 为 目标 的 设 计 理 念 。桥 梁 全 寿 施 。 （ ）建 、养 分离，不重视运 营期桥梁 的 命 周期 成本与 桥梁 传统成 本分 析法 的成本计 ４ 检 测 、管理 、养护 工作 。鉴于传 统 的桥梁设 算 存在 不 同之 处 。传统 的成本 仅考虑 桥梁初 参考文献 计 理 念 的 缺 陷 ， 综 合 分 析 国 内外 已有 的 全 寿 始 建 设 成 本 ； 而 全 寿 命 成 本 则 是 桥 梁 在 其 寿 ［ ］ 高 ， 等． 国 内典 型 桥 梁 调 查报 １刘 北 ０６ 命 设 计 研 究 成 果 的 基 础 上 ， 提 出 一种 适 应 我 命 周 期 内 的确 定 性 的 和 不 确 定 性 的 全 部 费 用 告 ． 京 ： 中 交 公路 规 划 设 计 院 ，２ ０
基
文◎
摘 要 ：本 文通 过对在 役桥 梁存 在 的耐久 性 问题和传 统设 计理念 存在 的 不足 的分 析 ， 研 究 了桥 梁全寿命 设计 理论 的 内涵， 即基 于 桥 梁全寿命 周期 、性 能、寿命 周期 成本优 化 和 可持 续 发 展 的设 计 理 论 ， 并 对 贯 彻 桥 梁 全 寿 命 设 计 理 论 提 出 了几 点 建 议 。
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 ， 既 没 有 明 确 提 出 使 用 年限 的要求 ，也没有 进行 专 门的耐久 性设计 （ 从材 料 、 结 构 措施 及 设 计 程 序 上 上 保 证 耐久性 ，并 明确声 明在何 种维护 和使 用条件
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桥梁使用寿命规划与设计浅探
摘要：做好桥梁使用寿命的规划和设计，是确定出桥梁设计使用寿命的长短和采用什么样的方法和措施来实现其设计的使用寿命，也是基于全寿命桥梁首要及至关重要的设计过程。
从而确保桥梁在其设计使用寿命内，在预期的使用环境中，可以维持其安全性能、使用性能以及可以接受的外观，令人满意的使用，并且使整个生命周期内的总成本和总环境影响最小。
关键词：桥梁使用寿命规划与设计研究对策
1、桥梁使用寿命简述
1.1桥梁使用寿命概念界定
长久以来，国内工程界习惯地将桥梁设计使用寿命等同于业主或使用者对桥梁及结构使用寿命的目标要求。
实际上二者是不相同，桥梁使用寿命的长短与生命周期总成本有直接的关系。
1.2 影响桥梁使用寿命因素
1.2.1内在因素
主要为保护层厚度、水灰比和密实度、水泥品种、标号和用量、钢筋类型、预应力筋品种、灌浆质量、结构或构件的构造等，影响桥梁结构的碳化速度、结构或构件的裂缝形式等。
1.2.2 外在因素
主要为桥梁及其构件的表面损伤或连接损伤、疲劳作用、变形等；自然和人为的环境因素，如除冰盐、有害化学物质侵蚀等，主要对混凝土、钢筋和预应力筋腐蚀破坏。
1.3桥梁使用寿命终结准则
当桥梁结构某种技术指标进入不合格状态；或通行能力已不适应新的需要，用途发生改变；或继续维修己不如拆换更为经济及结构运营对环境影响及环境成本超过容许值的期限。
造成桥梁混凝土剥落、钢筋或预应力筋锈蚀等现象，符合不安全、不适用和不经济三种寿命终结准则之一或其组合时，视为桥梁使用寿命终结，需废弃、拆除或重建和改建。
2、桥梁使用寿命的规划与设计
2.1. 桥梁使用寿命的总体要求
充分考虑业主和用户的期望需求，通过对桥梁拟建区域规划、交通运输系统和业主投资的规划，桥梁用途和使用环境及未来交通发展和使用环境变化的分析，从经济角度考虑相应的功能收益，确定桥梁设计使用寿命的目标，一般为50一100年，重要的也能使用120年。
2.2 桥梁使用寿命设计参考因素
在确定桥梁的设计使用寿命时，必须考虑的影响因素有：分析桥梁用途和确定使用环境结构将受到的荷载、作用和气候条件；选择满足设计要求的材料和结构类型、旧桥相关数据的引用；平衡在经济性与长寿命之间构件实际使用寿命；考虑桥梁设计寿命功能过时的风险及投资巨大、对社会、经济发展意义重要的桥梁较高的设计寿命。
2.3、桥梁使用寿命设计策略
基于全寿命的桥梁设计思想，确保桥梁的安全使用和防止桥梁结构过早退化，实现桥梁在其设计使用寿命内安全、耐久。
在设计桥梁使用寿命时，要根据桥梁的使用环境，综合考虑业主、用户和社会需求后，合理确定桥梁的设计使用寿命要求，选择适当的结构型式、构件和材料以及必要的防护措施，获得使用寿命内令人满意的使用。
2.4桥梁使用寿命设计方法
实现桥梁设计的使用寿命，通常实施其组合来进行桥梁设计:，需要进行使用性能设计以满足桥梁的功能和使用性能要求，进行常规力学设计以满足结构的承载能力等安全性能的要求，进行耐久性设计以满足结构的耐久要求，并在使用过程中通过养护、维修以及构件和部件的更换来确保设计使用寿命得以实现。
2.5桥梁使用寿命设计内容
2.5.1桥梁使用寿命的初步设计
初步设计阶段对于桥梁的设计寿命非常重要，根据业主初始投资数量，决策材料和结构的方案，以满足目标需要。
2.5.1.1桥梁构件的设计，
桥梁各主要构件分为永久构件、需要一般维护构件、需要少量维修或可更换构件和易损构件等，根据性能设计(包括常规力学设计和耐久性设计)方面的考虑，选择满足使用寿命要求的适当的桥梁结构型式、材料、构件。
预测结构及其构件整个生命周期内在使用环境中养护、维修和更换的需要，设计构件可以检测和维护，以
满足需要的长期使用，尤其是伸缩缝和支座。
2.5.1.2..桥梁养护维修设计，
必须对单个桥梁构件使用寿命的耐久性分析，考虑在整个使用寿命过程中进行可以预测的养护和维修的长期安排。
2.5.1.
3.桥梁性能的设计
进行耐久性分析，考虑单个桥梁构件的使用寿命，从而确定桥梁构件的材料组成以及所需的防护措施。
桥梁的性能设计主要为安全性能设计、使用性能设计和耐久性设计，也可以考虑其它影响其使用寿命的专项分析，例如某些构件的疲劳分析或钢构件(水下桥墩，钢支座等)腐蚀的研究，其中防护系统必须预先设定，或者必须采取增加厚度的方法来考虑随时间变化的腐蚀损失。
2.5.1.4.分析桥梁失效模式和寿命终结准则，
考虑材料特性和缺陷，减少不好的细部构造及对结构设计寿命的影响，分析确定构件预期失效模式，以及相应的寿命终结准则。
建立桥梁“设计使用寿命明细表”，帮助设计人员明确把握桥梁结构及其构件的使用寿命情况及其在生命周期内所做的处理情况，
2.5.1.5.桥梁使用寿命设计方案比选和优化
根据适当的性能特点和预期寿命选择材料和结构体系。
在给定所有的养护、维修和部分更换的信息后，可以计算使用成本，并对选择的不同方案进行比较。
在初始建设成本和养护成本间进行权衡，进行生命周期成本分析进行混凝土连续梁桥的设计优化，选择一个在桥梁整个生命周期中总成本最小的方案。
2.5.2桥梁使用寿命的详细设计
必须清楚桥梁将会受到的作用，使用初步设计阶段确定的信息和目标，对选定的最佳方案进行详细设计。
强调细部构造对桥梁使用性能和寿命的影响。
3、结束语：
因此，做好桥梁使用寿命的规划与设计，应充分考虑影响桥梁使用寿命的因素，在科学合理规划与设计下，围绕桥梁的使用性能、安全性能和耐久性设计出实用、经济、安全、美观、可持续性的桥梁。