浅析桥梁全寿命设计理论

最 好 提 交 桥 梁 管 理 ３
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
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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
又节 省能 源 考 虑结 构及 部件拆 除时工 程材 料 的 再 利 用 与 回 收 设 计 。 在 设 计 中 必 须 考 虑 结 构 物 的 部 件 、 组 合 甚 至 是 技 术 体 系 应 具 备 回 收 的 可 能 性 。 从 回 收 再 利 用 的 真 正 意 义 上 看 ，钢材实现材料循环更容 易。 ４ 在 具 体 的桥 梁 设 计 中如 何 贯 彻 桥 梁 全 ．
险分析等 。 （ ）回收再 利用设计 。当结构面临拆除 ２ 时 ，是具 有一 定的残 余价值 的 。考 虑拆 除物 的再利用 与回 收设计 ，是 将残余 价值发 挥 出
来 ， 也 是 具 有 非 常 大 的 环 保 意 义 的 ， 既 环 保
能 设 计 、 建 设 期 的 成 本 等 ，而 是 考 虑 桥 梁 全 桥 梁 系 统 的 相 关 问题 主 要 与 桥 梁 的 设 寿 命 周 期 内 所 可 能 发 生 的 一 切 及 其 变 化 进 行 计 、修 建 和 运 营 期 的 管 理 养 护 有 关 系 。 建 设 设 计 和 优 化 ， 包 括 寿 命 周 期 内 的 性 能 设 计 和 期 的 设 计 、 施 工 质 量 和 管 理 水 平 关 系 到 桥 梁 优 化 、 寿 命 周 期 成 本 分 析 和 评 价 、 寿 命 周 期 竣工 时的质量 ，延及 至运 营期 的桥梁 使用 性 内 桥梁 性 能 退 化 和 维 持 一 一管 理 养 护 工 作 能 ， 是先 天 的 因 素 ， 必 须重 视 并给 予 改进 。 等。 依照传 统 的桥梁 设计 理念 ，国 内的桥梁 ３２基于性能的设计理论研究 ． 结 构 设 计 过程 中 ，有 这 样 的倾 向 ： 桥 梁 全 寿 命 设 计 理 论 是 基 于 业 主 、 使 用 者和社 会 等的需求 而进行 的 ，并将这 些需求 （ ）设 计 中 重 视 建 设 期 的 安 全 和 强 度 ， １ 忽视结 构的耐 久性 、可养护 性 和可换 性 。 目 转 化 为 桥 梁 寿 命 周 期 的 功 能 需 求 ，再 将 寿 命 周 期 内 的 这 些 功 能 需 求 转 化 为 桥 梁 系 统 的 性 能 要 求 。 主 要 研 究 结 构 在 使 用 过 程 中 表 现 出 来 的 服 务 性 能 ，分 析 使 性 能 受 到 弱 化 的 原 因
［】 ａ ｊ ， Ａ Ｉ ｔ ｒ ｒ ｔ ｄ ｅ ｙ １ ２Ｓ ｒ ａ ． ｎ ｅ ｇ ａ ｅ ｌ ｆ ｃ ｃ ｅ ｉ
养 护 、 修 复 、 拆 除 处 理 过 程 中 发 生 的 相 关 成 ｄ ｓ ｇ ｆ Ｓ ｃ ｕ ｅ Ｒ ． ２ ｅ ｉ ｎ ｏ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ【］ ２ ０ ｒ ０
２ ．传 统 设 计 理 念 概 述 程 ， 同 时 又 通 过 人 为 的 管 理 、 养 护 和 维 护 等
３ ４ 基 于 可 持续 发 展 的 设 计理 论 研 究 ． 桥 梁 在 寿 命 周 期 内 自 然 资 源 和 能 源 的
消耗最 小化 ：减少 桥梁 寿命周 期 内的污染排 放 ；保 护 生态 （ 自然） 环境 ；建筑 的质 量 、功 能、性能与环保性统一 。 （ ）环 境保 护 设 计 。降低 环境 成 本 的 １ 手 段主 要是进 行工 程环 境影 响分析 与评价 、 环 境保 护设计 等 。 目前 ，我 国已有的 行业标 准 《 路 建 设 项 目环 境 影 响 评 价 规 范 （ Ｔ 公 ＪＧ
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桥梁 全寿 命设计 理论 不是简 单 的追求桥 报 ， ２ ０ ， （ ０ ０ ３）： ５ － ８ ５ ５
体措施与要求 。
下，桥梁 具有哪种程度 的耐 久性 ）。 要 求 外 ， 尚应 有 良 好 的使 用 性 能 （ 括 寿 命 包 （ ）重 视 强 度 极 限 状 态 而 不 重 视 使 用 极 和 耐 久 性 、抗 腐 蚀 、 耐 疲 劳 件 、 美 观 等 ） ， ２ 限状 态 。 耐 久 性 问题 只 是 其 考 虑 的 一 个 方 面 。 ［］ ３ （ ）造价估 算和经济性 的评估仅考虑 建 ３ ３ ３ 基 于 寿 命 周 期 成 本优 化 的 设 计 理 论 ． 设期 的成 本 ，而未 能考虑 建设工 期 、运营 阶 研 究 段 管 理 、 养 护 维 修 、 构 件 更 换 等 方 面 的 长 期 基 于 寿 命 周 期 成 本 优 化 的 设 计 理 论 ， 是
Ｂ ３ ２ ０ ） 》 主 要 对 以 下 几 个 方 面 进 行 评 ０— ０６ 价 ： 社 会 环 境 ， 生 态 环 境 ， 水 土 保 持 ， 声 环 境 ， 景 观 ， 水 环 境 ， 空 气 环 境 ， 事 故 污 染 风
手段将 其维 持或提 高 到一定程 度 的过程 ，不 断 反 复 ，最 终 达 到 桥 梁 寿 命 的 终 结 。 因此 ， 桥 梁 全 寿 命 设 计 理 论 研 究 再 局 限 于短 期 性
和其发 生 的机 理 、规律 。其 目的主 要是为 了 使结构 在运营 过程 中除 了保证 最低 的安全性
具有可操作性的条文和措施 。 （ ）更 新 设 计 理 念 ，重 视 桥 梁 的 使 用 寿 １ 命和 使用性 能 以及性 能之 间的权衡 ，现 阶段 主 要 是 耐 久 性 和 部 件 的 可 检 性 、可 修 复 性 和 可 更 换 性 的 设 计 ： 利 用 寿 命 周 期 成 本 评 价 法 评价方案的经济性 。 （ ） 提 出施 工 工 艺 和 施 工 质 量 控 制 的 具 ２
此 ，在 可持续 发展 的背景 下 ，我们 必须在传 统 的 设 计 理 念 的 基 础 上 ， 提 出 … 套 新 的 、适 用 的桥 梁 设 计理 论 ， 即桥 梁 全 寿 命 设计 理 论 。 桥 梁 全 寿 命 设 计 是 从 桥 梁 结 构 规 划 、 设 计 、建 设、运 营、 管理和 养护 等全寿 命周期 关键词 ：耐久 性；桥 梁全 寿命设 计 ；全 内 的 各 个 环 节 中 寻 求 恰 当 的 方 法 和 措 施 来 实 现 桥 梁 在 寿 命 周 期 内 总 体 性 能 的 最 优 （ 用 使 寿命周期 性 能 、经 济 性 、 人 文 、 环 境 与 生 态 等 ）的 一 １ ．在役桥梁存在 的耐久性 问题 近 ２ 余 年 ，我 国修 建 的许 多代 表现代 技 种 设 计 理 念 和 方 法 。 桥 梁 全 寿 命 设 计 也 可 称 Ｏ 术 的大跨度 的悬 索桥 、斜拉桥 、预 应力 混凝 为 “ 梁 寿 命 周 期 设 计 ” 。 ［ ］ 桥 ２ 土连续 梁桥 、刚架 桥 ，至 今 也相继 出现 了许 ３ ｔ 基于 桥梁全寿 命周期 的设计 理论研 ． 多 退 化 、腐 蚀 、 甚 至 断 索 的 问题 。 ［］ 且 ， １并 究 在 传 统 的 设 计 理 念 里 ， 设 计 工 作 的 重 不论在 我 国还 是在 世界 范围 内，桥 梁耐久 性 问题都 十分严 峻 。桥梁 耐久性 不足给 后期 的 点 主 要 集 中 于 施 工 阶 段 的 施 工 成 本 和 结 构 短 维 护 和 管 理 造 成 了 严 重 的 负 担 ， 而 运 营 期 管 期 性 能 的 设 计 和 优 化 。 桥 梁 的 寿 命 周 期 是 一 理养护 水平 的好坏 也直接 关系 到公路 交通 安 个 桥 梁 的 性 能 、服 务 水 平 等 在 不 断 恶 化 的 过 全和耐 久 ，在 役桥 梁存在 着很严 重 的管理 维 护不 当或维护 力度 不够 的问题 ，有些 桥梁 的 技术缺 陷主要 是 由于养护 维修 不恰 当或养 护 维 修跟 不 上而 引起 的桥 梁退 化 。
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浅析桥梁全寿命设计 理论
耿爽 （ 西职业技术学 院 陕 西安 ）
护 同样 也 是桥梁使 用性 能好坏 的关键 。设 计 中应 平衡 设计 、维护 、性 能、成本 之 间的关 系 ，使桥梁 在设计 使 用年 限内能够满 足各 方
面的需要。
而 不 重 视 桥 梁 整 个 寿 命 周 期 内 的 总 成 本 。 因