2014 年结构工程师专业知识重点指导:桥梁设计改进方

向

　　应该更加重视结构的耐久性问题

　　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。在大跨桥梁领
域，国内从上世纪

80 年代以来，修建了大量的斜拉桥;虽然迄今为止出现倒塌

或严重损害的例子很少，但已经有多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提
前换索，既影响了使用又增大了经济损失。

　　需要指出的是，很多这类问题与没有进行合理的耐久性设计有关，这也促
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，除了施工和材料方
面的原因，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。

　　国内从上世纪

90 年代开始重视了对结构耐久性的研究，也取得了不少成果。

这些研究大多是从材料和统计分析的角度进行的，对如何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却很少有人
研究。而且，长期以来，人们一直偏重于结构计算方法的研究，却忽视了对总体
构造和细节处理方面的关注。结构的耐久性设计与常规的结构设计有着本质的区
别，目前需要努力将耐久性的研究从定性分析向定量分析发展。

　　国外的桥梁设计有鉴于耐久性不足导致的严重损失，近年来十分重视提高
结构物的耐久性并将其作为重要的设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造
细节，强调使结构易于检查、维修，以保证桥梁的安全使用、尽可能地减少维修
费用，取得了较好的综合经济效益。实际上，国内外的研究和实践都表明，结构
耐久性对于桥梁的安全运营和经济性起着决定性作用。

　　

2)重视对疲劳损伤的研究

　　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

%考\试大%，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。如果宏观裂纹不得到有效控制，极有可能会引起材料、结构的脆性
断裂。早期疲劳损伤往往不易被检测到，但其带来的后果往往是灾难性的。