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耐久性是指结构在长期使用过程中能够保持其质量稳定的性能,耐久性与结构的使用寿命相关联,是使用期内结构保持正常功能的能力,而这一种正常功能直接影响结构的安全性和结构的适应性,并且更多地体现在适用上。
环江16米桥检车租赁分析桥梁结构耐久性差的主要原因:
1、在桥梁设计阶段未重视耐久性设计。目前桥梁设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行,前者是控制结构在丧失服务能力临界状态时的承载能力、设计的基本原则是要求荷载效应不利组合的设计值,必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载安全系数、材料安全系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的安全储备,是一个半概率的极限状态设计法。可以认为是对安全性要求的保证,后者控制结构在正常使用状态时应力、裂缝和变形小于一定的限值,对应于适用性的要求。现在,国内的结构设计过程中,有这样的倾向,设计中考虑强度多而考虑耐久性少,重视强度极限状态而不重视使用极限状态,而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现,重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上,目前的桥梁设计中,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。这些横向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果,也与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背,也不符合结构动态和综合经济性的要求。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,但已经很多座桥梁因为拉索的耐久性问题而不得不提前搜索,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的缺陷。
2、施工上只是强调短期质量保证。在施工上,承包商和监理单位往往只是强调当时的质量状况,主要以强度作为控制指标,耐久性仅仅取决于相关人员的技术水平和责任心,然而质量得到保证并不等于在运营状态下结构能够发挥良好的工作性能。承包商不对耐久性负责,承包商在工程完成后只要符合规范就可以了,不可能对之后的耐久性负责。另外,不恰当的加快施工进度的行为也是造成耐久性差的主要因素,混凝土强度质量尤其需要足够的施工养护期予以保证。媒体上加大宣传的所谓就几个月就建成一座大桥、某某大桥提前几个月完工等,很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。
3、桥梁工程使用阶段的正常监测与维护制度不健全。结构耐久性和使用寿命,与使用阶段的监测、维护和修理不能分割,尤其是对处于露天和恶劣环境下的桥梁工程。要保证结构安全性和耐久性,确保正常的运营状态,必须对建成后处于使用状态的工程进行定期监测和维护。这与人的定期体检类似。我国的规范似乎更注重于设计与施工等技术问题,而对如何使用与维护缺乏制度上的支撑。有些工程倒塌事故,就因为桥面结构与主拱之间的钓竿在连接处发生锈蚀,如果有定期的结构监测,这样的事故很有可能避免。
4、车辆超载现象和通行量远远超出设计的现象比较严重。汽车超载主要有三种情况,其一是早期修建的老桥超龄负载运营,其二是桥梁通行的车流量超过原设计,另一种是车辆违规超载。前两种产生的原因主要是设计荷载的变化和交通量的增加,后者是车辆使用者违法超载营运,后两种超载现象在我国公路运输中较为普遍。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。