桥梁全寿命设计理论研究

路桥建设　桥梁全寿命设计理论研究　摘要：桥梁全寿命设计涉及到桥梁的勘测、设计、施工、运营、管理、养护和拆除的全阶段，本文在回顾桥梁全寿命设计思想的基　础上，论述桥梁全寿命设计的意义，为未来中国桥梁设计提供指导。　关键字：桥梁，全寿命，设计　０引言　随着世界经济的高速发展，桥梁在整个社会生活领域发挥着十分重要的　作用。公路桥梁作为交通工程中的生命线，是交通全线畅通的关键；城市桥梁　作为市政工程建设的重要项目，不仅起到缓解交通压力的作用，同时也可以　美化城市环境。中国桥梁建设水平高速发展的几十年，不仅反映了时代的进　步，也体现了新科学、新技术不断的发展。但是在骄人成就背后，也应该正视　一些存在的问题。　总之，现状面临着几个方面问题：已建成的桥梁面临着如何在运营期保　证桥梁的安全、耐久、维护以及经济性问题；待建桥梁面临着如何在整个寿命　周期内确保桥梁具有良好的安全性能、使用性能、耐久性能，以及如何节约总　成本。解决这种局面的一种有效途径就是改变我们以往基于现状的设计，桥　梁全寿命设计方法是一种新型的桥梁设计理念，在桥梁设计初期就考虑桥梁　建成以后运营、维护、部件更换、以及回收再利用，将设计拓展到整个寿命周　期，对桥梁进行全寿命设计。　１桥梁全寿命研究现状　１．１国外研究现状　全寿命理念引入到桥梁领域后，研究内容主要包括三个方面，一是关于　全寿命设计方法的研究，包括设计内容、框架等；二是从经济角度进行的全寿　命周期成本计算，包括环境影响的分析；三是基于全寿命理念的桥梁管理与　可靠性研究，包括管理系统的开发和可靠度研究等内容。　上世纪９Ｏ年代开始，桥梁全寿命的理念在世界范围内得到了推广，但目　前仍然处于起步阶段。日本进行了钢桥的全寿命成本分析以及环境负担影响　分析研究，并针对钢桥进行了成本分析研究及防腐设计的相关研究。芬兰学　者Ａｓｋｏ　ｓａｒｉａ及其研究机构提出了“结构全寿命周期综合设计”的理念，２００１　年发表了《结构全寿命周期综合设计》一书，提出了走可持续发展的建筑设计　道路，较为全面的阐述了全寿命设计的理念及应用方法，但其主要针对的是　建筑物。其他发达国家，如瑞士、法国等都进行了有关全寿命的研究，并逐步　进入各个国家的桥梁设计规范中。　１．２国内研究现状　我国上世纪８Ｏ年代中期在军事领域引入全寿命理念，在上世纪后期在交　通领域开始进行全寿命的探索与研究，目前我国桥梁领域的全寿命研究仍然　处于起步阶段。２０００年颁布的《建设工程质量管理条例》规定了建设工程的　“终身保修”，其本质也是立足于全寿命的思想，使设计方和施工方对桥梁的　全寿命负责，扭转以往竣工验收后责任终结的思想，间接的也使设计方和施　＿Ｔ方考虑结构的耐久性问题。２００４年交通部组织进行了“桥梁工程全寿命设　计理论与方法研究”，并取得了丰富的研究成果。　与欧美发达国家相比，我国在桥梁领域开展全寿命研究的起步较晚，更　多的是借鉴国外的研究成果，全寿命研究还存在许多不足之处。全寿命理念　的桥梁设计方法还缺乏一套公认和可实际操作，适用于我国国情的全寿命设　计体系和框架，目前只是从理念上提倡进行全寿命设计，设计人员缺乏可参　照的相关标准和规范；对全寿命设计中的可持续荷载和可持续环境作用的影　响还缺乏系统研究；寿命周期成本的模型和计算研究，更多的是采用确定性　的分析方法，参数的选取存在着模型性和随机性，概率性的分析方法还有待　进一步研究。　２基于全寿命桥梁设计的意义　在经济持续增长，环境压力不断增大的背景下，进入２１世纪后，我国提出　了走可持续发展，建立资源节约型和环境友好型社会的发展道路。因此既要　重视发展，又要注意资源节约和环境保护，使经济社会发展与环境承载能力　相适应，塑造可持续发展和人与自然和谐的社会。作为能源消耗大，污染突出　的桥梁建设行业更应该对传统的模式进行反思。根据发展规划，到２０２０年。我　过还将建成新的公路１００多万公里，其中高速公路４万多公里，桥梁建设约２０　万座，跨度超过４００ｍ的特大桥将达１００多座，为了逐步向桥梁强国迈进，追求　更高品质的桥梁工程，鉴于欧美发达国家的经验和教训，对桥梁全寿命进行　研究具有重要的现实意义和经济效益，是建设高品质桥梁工程和百年大桥工　程趋势所向。　从可持续发展角度来说，基于全寿命思想的桥梁设计，就是要在设计初　期就考虑桥梁建成以后的运营、维护、部件的更换、以及回收再利用，将桥梁　的设计拓展到桥梁的整个寿命周期，因此在设计阶段就需要关注桥梁耐久性　和使用性能，延长使用寿命，采用寿命周期成本分析的方法量化环境成本，为　设计人员正确决策提供了理论依据，因此进行桥梁全寿命设计是更好地贯彻　可持续发展方针。　３结论　桥梁全寿命是指在桥梁设计中，针对规划、设计、施工、运营、管养、拆除　或回收再利用的全过程，实现桥梁全寿命周期内总体性能（功能、成本、人文、　环境等）最优的设计。采用全寿命设计方法，不仅能降低桥梁寿命周期总投人，　而且将大大提高社会及公众的满意度，同时对在役桥梁结构的耐久性评估，可　以揭示结构的潜在危险，为业主提供准确的信息以便及时做出维修加固或拆　除的决策，避免重大事故的发生，其研究成果也可以直接用于指导桥梁结构的　设计和维护　参考文献　【１】沈达峰．桥梁寿命周期成本分析初探盯ｊ１苏州城建环保学院学报，１９９７，（４）１　『２洪乃丰．２１钢筋混凝土基础设施的腐蚀与全寿命经济分析Ⅱ１．建筑技术，２００２，　３３（４）１．　『３】Ｈａｎｋ　Ｂｏｎｇｔｅｄｔ，Ｌｉｆｅ　Ｃｙｃｌｅ　Ｃｏｓｔ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｆｏｒ　Ｂｒｉｄｇｅｓ：Ｉｎ　Ｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　Ｂｅ￣ｅｒ　Ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ，２００３　『４１邵旭东，彭建新．基于桥梁全寿命总成本优化的设计研究综述［Ａ】．全国桥梁　学术会议论文集（上册）【Ｃ１．北京：人民交通出版社，２｛）０６．２２２－２２９．　［５】叶文亚，李国平，范立础．混凝土桥梁全寿命性能退化规律的探讨【　．全国桥　梁学术会议论文集（下册）【ｃ】北京：人民交通出版社，２００６．７０１—７０８．　【６１吴海军，陈艾荣寿命周期成本分析方法在桥梁工程中的应用Ⅱ］．公路，　２００４，（１２）：３４—３８．　【７］Ｙａｏ　ｊｏｎｇ　Ｌｅｅ，Ｌｕｈ　Ｍａａｎ　Ｃｈａｎｇ　Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ　Ｄｅｃｉｓｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｌｉｆｅ　Ｃｙｃｌｅ　Ｃｏｓｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ｓｙｓｔｅｍ叽Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００３，（１）：　１—１１．　【８　Ｋｗａｎｇ２Ｍｉ８１ｎＬｅｅ，Ｈｙｏ２ＮａｍＣｈｏ，Ｃｈｅｏｌ２ＪｕｎＣｈａ．Ｌｉｆｅ　ｃｙ＆ｃｏｓｔ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆｓｔｅｅｌ　ｂｒｉｄｇｅｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｓｔｒｅｓｓｅｓⅡ】＿Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，２００６，（２８）：１２５２—１２６５．　［９］Ｍａｒｋ　ＧＳｔｅｗａｒｔ，Ｄｉｍｉｒｔ　ｗａ１．Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｌｉｍｉｔ　Ｓｔａｔｅｓ　ａｎｄ　Ｅｘｐｅｃｔｅｄ　Ｆａｉｌｕｒｅ　Ｃｏｓｔｓ　ｆｏｒ　Ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｎｇ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ＢｒｉｄｇｅｓⅡ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆＢｒｉｄｇｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，　ＡＳＣＥ，２００３，（１　１）：４０５—４１５　作者简介：　沈建康（１９６２一），男，汉族，江苏无锡人，江苏建筑职业技术学院，学士学位，　研究方向为桥梁结构理论。　。３４１‘