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浅谈桥梁的使用年限以及保养的重要性【摘要介绍了桥梁使用年限的定义，分析了耐久性及恒载超载对桥梁使用年限的影响，提出了桥梁加固保养的重要性。
【关键字】：桥梁使用年限耐久超载保养2011年12月12日上午11时8分，三一大道浏阳河大桥成功爆破。
这座全国首座三索面独塔斜拉索桥，年仅17岁便“寿终正寝”。
尘埃落定后，网上对它的议论还在继续。
(《长沙晚报》12月13日)确实，设计使用年限50年，还属于交通部85科技攻关项目，却17岁就“英年早逝”，令人痛惜。
一个说法是，车流量由原来设计的不到3万辆到现在每天通行近8万辆。
超负荷运行造成了大桥的短命。
那么，超负荷运行获取的效益，是否抵得了大桥寿命缩短三分之二的损失？这座桥1994年建成，多年来多次加固无用，最后定为危桥拆除。
纵观改革开放以来，我国的桥梁建设进入了一个飞速发展的时期，桥梁建设的快速发展为我国的国民经济和国防安全作出了重要贡献，受到世人的瞩目。
桥梁不但起着跨越河沟与建筑物的作用，而且本身造价较高，一旦破坏就会造成长时间的阻车，修复也较困难，将给国民经济建设带来不利影响。
因此,重视对桥梁的使用年限与保养,对延长桥梁结构寿命和防止重大事故的发生,具有十分重要的实际意义。
一、桥梁设计使用年限的定义在交通行业标准《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）中明确规定，公路桥梁结构的设计基准期为100年。
使用年限是指结构不经实质性维修而能保持预定的可靠度的使用时间，也即结构成正常设计，正常施工，正常利用和维护下所应达到的使用年限。
一座桥梁的使用年限国外通常称为“目标使用年限”，它体现了对社会公共利益的追求。
但在我国的建筑法内，未能对不同类型建筑物的合理使用寿命(或年限)规定具体的量值。
《结构可靠性总原则》IS2394：1996 中有关设计使用年限的规定为: 临时性结构, 小于5 年；设计工作期较短的结构和结构构件, 小于25 年；一般房屋建筑, 25～75 年；设计工作期较长的结构(如大桥) , 50～150 年。
从国家标准角度看结构安全等级、设计基准期与设计使用年限一、定义1、设计基准期design reference period【《建筑结构统一标准》2.1.6】为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数。
【理解】2010版以前规范认为：设计基准期要确定的设计要素：1、受时间影响的可变作用；2、受时间影响的材料性能。
2、设计使用年限design working life【《建筑结构统一标准》2.1.7】设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限。
【理解】设计使用年限要求结构的可靠性和耐久性的时限。
3、结构安全等级structural safety grade（规范无定义，下面的定义引自“百度百科”，并参考其它文献）建筑结构安全等级（专业中简称为安全等级、结构安全等级），是为了区别在近似概率论极限状态设计方法中，针对重要性不同的建筑物，采用不同的结构可靠度而提出的。
二、出处及其规定和相关规定条文建筑结构设计中用到的“结构安全等级”、“设计基准期”与“设计使用年限”都出自于《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）。
相关条文：1.0.4各类工程结构设计标准和其他相关标准应遵守本标准规定的基本准则，并应制定相应的具体规定。
2.1.5设计使用年限design working life设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限。
2.1.5条文说明：（部分）在2000年第279号国务院令颁布的《建筑工程质量管理条例》中，规定了基础设施工程、房屋建筑的地基基础工程和主体结构工程的最低保修期限为设计文件规定的该工程的“合理使用年限”，与国际标准《结构可靠度总原则》ISO2394:1998中，提出了“设计工作年限”（design working life）的含义相当。
《建筑结构统一标准》（GB 50068-2001）将“合理使用年限”和“设计工作年限”统一称为“设计使用年限”，本标准将这一术语推广到各类工程结构，并规定工程结构在超过设计使用年限后，应进行可靠性评估，根据评估结果，采取相应措施，并重新界定其使用年限。
公路桥涵设计通用规范JTGD60-20151总则1.0.1为规范公路桥涵设计，按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则，制定本规范。
1.0.2本规范适用于新建和改建各等级公路桥涵的设计。
1.0.3公路桥涵结构的设计基准期为100年。
1.0.4公路桥涵主体结构和可更换部件的设计使用年限不应低于表1.0.4的规定。
1.0.5特大、大、中、小桥及涵洞按单孔跨径或多孔跨径总长分类规定见表1.0.5。
注：1.单孔跨径系指标准跨径。
2.梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两端桥台内起拱线间的距离；其他形式桥梁为桥面系行车道长度。
3.管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。
4.标准跨径：梁式桥、板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间距为准；拱式桥和涵洞以净跨径为准。
1.0.6公路桥涵应进行抗风、抗震、抗撞等减灾防灾设计。
1.0.7公路桥涵设计应满足环境保护和资源节约的有关要求。
1.0.8公路桥涵设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。
2术语和符号2.1术语2.1.1设计基准期designreferenceperiod为确定可变作用等的取值而选用的时间参数。
2.1.2设计使用年限designworking/servicelife在正常设计、正常施工、正常使用和正常养护条件下，桥涵结构或结构构件不需进行大修或更换，即可按其预定目的使用的年限。
2.1.3极限状态limitstates整个结构或结构的一部分超过某—特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。
2.1.4承载能力极限状态ultimatelimitstates对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形的状态。
2.1.5正常使用极限状态serviceabilitylimitstates对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。
公路桥涵设计通用规范JTGD60-20151总则1.0.1为规范公路桥涵设计，按照安全、耐久、适用、环保、经济和美观的原则，制定本规范。
1.0.2本规范适用于新建和改建各等级公路桥涵的设计。
1.0.3公路桥涵结构的设计基准期为100年。
1.0.4公路桥涵主体结构和可更换部件的设计使用年限不应低于表1.0.4的规定。
1.0.5特大、大、中、小桥及涵洞按单孔跨径或多孔跨径总长分类规定见表1.0.5。
注：1.单孔跨径系指标准跨径。
2.梁式桥、板式桥的多孔跨径总长为多孔标准跨径的总长；拱式桥为两端桥台内起拱线间的距离；其他形式桥梁为桥面系行车道长度。
3.管涵及箱涵不论管径或跨径大小、孔数多少，均称为涵洞。
4.标准跨径：梁式桥、板式桥以两桥墩中线间距离或桥墩中线与台背前缘间距为准；拱式桥和涵洞以净跨径为准。
1.0.6公路桥涵应进行抗风、抗震、抗撞等减灾防灾设计。
1.0.7公路桥涵设计应满足环境保护和资源节约的有关要求。
1.0.8公路桥涵设计除应符合本规范的规定外，尚应符合国家和行业现行有关标准的规定。
2术语和符号2.1术语2.1.1设计基准期designreferenceperiod为确定可变作用等的取值而选用的时间参数。
2.1.2设计使用年限designworking/servicelife在正常设计、正常施工、正常使用和正常养护条件下，桥涵结构或结构构件不需进行大修或更换，即可按其预定目的使用的年限。
2.1.3极限状态limitstates整个结构或结构的一部分超过某—特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。
2.1.4承载能力极限状态ultimatelimitstates对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形的状态。
2.1.5正常使用极限状态serviceabilitylimitstates对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。
设计使用年限和设计基准期不同时，结构设计的几个问题2010年12月15日星期三 17:261.首先要明确设计使用年限和设计基准期的概念。
设计使用年限(design working life)：设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限；设计基准期(design reference period)：为确定可变作用等的取值而选用的时间参数。
一般的建筑结构设计使用年限和设计基准期均为50年。
但是特殊的建筑设计使用年限可能不一样。
2.明确什么样的建筑设计使用年限不是50年。
安全等级为一级的建筑和标志性建筑设计使用年限为100年，桥梁也是。
临时建筑的设计使用年限少于50年。
这个是根据《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）和《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068-2001 ）确定的。
由此引出一个系数r0：结构重要性系数。
安全等级为一级的建筑结构，r0不小于1.1；临时建筑为0.9。
3.设计使用年限和设计基准期不同时，对可变荷载应考虑另外一个系数rL：结构设计使用年限调整系数。
这个可以参考《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）第8.2.4条的条文说明，解释很详细清楚。
rL仅针对可变荷载，对永久荷载和偶然荷载不适用。
但是《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）认为此系数仅针对不包含地震作用的荷载效应基本组合的可变荷载。
笔者认为并不合理。
笔者认为对于包含有可变荷载的所以荷载效应组合均应考虑rL，甚至地震作用下，重力荷载代表值里的活荷载一项也应考虑rL。
《工程结构可靠性设计统一标准》（GB50153-2008）中，对设计使用年限为100年的结构，rL取1.1。
4.当建筑结构需要进行抗震设计时，还需要考虑第三个系数rRE，此时r0已经不适用了。
r0和rRE很相似，但水火不相容，其区别在于，r0调整建筑结构的作用效应，rRE调整结构的抗力；r0对不同重要性的结构构件取值不一样，rRE则根据构件的材料类型和受力情况不同而取值不同。
2.32009年7月1日起实施修订的《工程结构可靠性设计统一标准》（GB 50153-2008）,提出3.3.2条，房屋建筑结构、铁路桥涵结构、公路桥涵结构和港口工程结构的设计使用年限应符合附录A的规定。
其中规定公路桥涵结构的设计使用年限，应按表3公路桥涵结构的设计使用年限采用。
注：对有殊要求结构的设计使用年限，可在上述规定基础上经技术经济论证后予以调整。
2.4“混凝土结构设计规范”（GB 50010-2010）自2011年7月1日实施，其中专门有节“3.5耐久性规定”，混凝土结构的耐久性应根据表3.5.2 混凝土结构环境类别和表3.5.3结构混凝土材料的耐久性基本要求进行设计。
2.5为保证混凝土结构的耐久性达到规定的设计使用年限，确保工程的合理使用寿命要求，2008年11月12日发布“混凝土耐久性设计规范”（GB/T 50476-2008）,自2009年5月1日起实施。
其适用的工程对象除房屋建筑和一般构筑物外，还包括城市市政基础设施工程，如桥梁、涵洞、隧道、地铁、轻轨、管道等。
对于公路桥涵混凝土结构，可比照本规范的有关规定进行耐久性设计。
2.6“公路水泥混凝土路面设计规范”（JTG D40-2011）规定高速公路、一级公路设计基准期为30年，二级公路、三级公路的设计基准期为15年、四级公路为10年。
按此设计基准期设计的工程，与其相对应的设计使用年限相一致时，是符合要求的，如不一致，应另行按设计使用年限对应的设计基准期进行设计。
当水泥混凝土路面的设计基准期（设计使用年限）确定后，同样应有个耐久性设计的基本要求，目前来看，尚是个薄弱环节，因此有人认为设计基准期就是设计使用年限，就完事，这是不符合规范要求的。
2.7“公路沥青路面设计规范”（JTG D50-2006）规定各级公路的沥青路面设计年限，高速公路、一级公路为15年，二级公路为12年，三级公路为8年，四级公路为6年。
当设计年限确定后，根据公路等级、使用要求、交通等级相适应的面层类型，其进行路面设计的设计基准期也应与其相适应，以此来进行设计。
⼆、建筑结构概率极限状态设计⽅法根据《统⼀标准》所确定的原则，应⽤我国现⾏规范进⾏结构设计时，采⽤的是以概率理论为基础的极限状态设计⽅法。
(⼀)设计基准期、设计使⽤年限、安全等级1．设计基准期设计基准期是为确定可变作⽤及与时间有关的材料性能等取值⽽选⽤的时间参数，它不等同于建筑结构的设计使⽤年限。
《统⼀标准》所考虑的荷载统计参数，都是按设计基准期为50年确定的，如设计时需采⽤其他设计基准期，则必须另⾏确定在设计基准期内荷载的概率分布及相应的统计参数。
2．设计使⽤年限设计使⽤年限是设计规定的⼀个时期，在这⼀规定时期内，结构或结构构件不需进⾏⼤修，即可按预期⽬的使⽤，完成预定的功能，即房屋建筑在正常设计、正常施⼯、正常使⽤和维护下所应达到的使⽤年限，如达不到这个年限则意味着在设计、施⼯、使⽤与维护的某⼀环节上出现了⾮正常情况。
这⾥指的“正常维护”包括必要的检测、防护及维修。
设计使⽤年限是房屋建筑的地基基础⼯程和主体结构⼯程“合理使⽤年限”的具体化。
根据《统⼀标准》的规定，结构的设计使⽤年限应按表11-1采⽤，如建设单位提出更⾼要求，也可按建设单位的要求确定。
3．安全等级根据结构破坏可能产⽣的后果(危及⼈的⽣命、造成经济损失、产⽣社会影响等)的严重性，《统⼀标准》将建筑物划分为三个安全等级，建筑结构设计时，应采⽤不同的安全等级。
⼤量的⼀般建筑物列⼊中间等级，重要的建筑物提⾼⼀级，次要的建筑物降低⼀级。
设计部门可根据⼯程实际情况和设计传统习惯选⽤。
⼤多数建筑物的安全等级均属⼆级。
同⼀建筑物内的各种结构构件宜与整个结构采⽤相同的安全等级，但允许对部分结构构件根据其重要程度和综合经济效果进⾏适当调整。
如提⾼某⼀结构构件的安全等级所需额外费⽤很少，⼜能减轻整个结构的破坏，从⽽⼤⼤减少⼈员伤亡和财物损失，则可将该结构构件的安全等级⽐整个结构的安全等级提⾼⼀级；相反，如某⼀结构构件的破坏并不影响整个结构或其他结构构件，则可将其安全等级降低⼀级。
桥梁结构设计基准期与设计使用年限辨析
摘要：设计基准期和设计使用年限是两个与时间有关的概念，是桥梁结构设计的两个重要参数。
本文通过对相关规范的对比，指出了部分规范在这两个概念上存在的模糊认识，分析了设计基准期和设计使用年限的区别与联系，供相关人员参考。
关键字：铁路，公路，桥梁，标准，规范
abstract: the design and the design of the benchmark use fixed number of year is two and time related concept, is the bridge structure design of the two important parameters. this article through to the contrast of the related standard, and points out that some of the standard, in the two concepts are fuzzy understanding, analysis and design of the design benchmark use fixed number of year of difference and contact, a reference for related.
key word: railway, highway, bridges, standards, norms
活载作用和使用寿命是桥梁结构设计所关心的两个重要指标。
桥梁上活载作用的取值和设计基准期密切相关，桥梁的使用寿命与设计使用年限密切相关。
在日常的桥梁工程教学中，发现目前现行的部分国家规范中对设计基准期和设计使用年限这两个概念存在模
糊认识，有的甚至混为一谈，给使用者带来一定的困惑，也影响到
规范的权威性。
本文首先对与这两个概念相关的国家规范标准相互关系进行排序，再对国家的相关规范进行对比分析，后对这两个概念进行澄清。
1. 规范体系
通过对现行铁路和公路现行标准和规范分析，目前，与设计基准期与设计使用年限相关的标准和规范与设计基准期与设计使用年
限相关的标准和规范主要有9个：《工程结构可靠性设计统一标准》gb 50153-2008[1]，《铁路工程结构可靠度设计统一标准》
gb50216-1994[2]，《铁路桥涵设计基本规范》tb10002.1-2005[3]，《铁路桥梁钢结构设计规范》tb10002.2-2005[4]，《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》tb 10002.3-2005[5]，《公路工程结构可靠度设计统一标准》gb/t 50283-1999[6]，《公路桥涵设计通用规范》jtg d60-2004[7]，《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》jtg d62-2004[8]，《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》jtg/t b07-01-2006[9]。
从其逻辑关系看，《工程统一标准》（gb 50153-2008）是铁路和公路工程结构设计的“基础标准”。
《铁路统一标准》（gb50216-1994）是其它铁路规范制定的基础。
《公路统一标准》（gbt 50283-1999）是其它公路规范制定的基础。
2. 概念辨析
经过对各规范分析，其设计基准期、设计使用年限概念的定义及
参数有以下区别与联系：
1）、受发布时间先后限制，铁路和公路规范发布时间均早于新版《工程统一标准》（gb 50153-2008），未能及时按最新标准修订，其概念定义及参数不如gb 50153-2008完善。
2）、“设计基准期”是为确定可变作用等的取值而选用的时间参数，是用于作用取值的；“设计使用年限”是设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限，是对结构本身的年限规定。
两者都是时间参数，但没有必然联系。
3）、对“设计基准期”的定义基本是一致的， gb 50153-2008中的定义相对宽泛，铁路、公路规范中的定义针对性强，更具体。
4）、对“设计基准期”的取值，gb 50153-2008中对铁路桥梁的规定（100年）和铁路规范的规定（100年或50年）存在不一致；而公路规范对设计基准期参数的规定也存在类似问题（《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》设计基准期取值100年、50年，其余规范均为100年）。
5）、对“设计使用年限”的使用严谨性不够，gb 50153-2008中明确给出了定义，而铁路规范、公路规范均无相关定义。
6）、对“设计使用年限”的取值， gb 50153-2008中规定的比较明确和具体，铁路规范只给出了设计使用年限的参数，没有定义；公路规范中既没有定义也没有参数。
比较看来，对于“设计基准期”，各个规范的基本意义是相同的；
尽管铁路、公路规范对于“设计使用年限”没有明确定义，但从gb 50153-2008和铁路规范的条文解释分析，理解为“设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限”也是合适的。
仅从上面各规范定义及参数的分析，不论各规范对“设计基准期”和“设计使用年限”有无明确定义，表面看来似乎理解这两个概念并无模糊之处。
但如果对规范做进一步的了解，就会发现存在如下困惑：
1）、tb 10002.3-2005认为“设计基准期”与“设计使用年限”是等同的。
其第1.0.7条文说明：“1996年……第一次提出本规范的设计基准期规定为100年”，“本规范规定：’铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构按100年正常使用要求进行设计’，正是正确体现这层意思”。
2）、jtg/tb07-01-2006对“设计基准期”和“设计使用年限”的使用令人费解。
该规范在第3.0.2中分别给出两个“设计基准期”的值（100年、50年）与gb 50153-2008和jtg d60-2004规定的100年存在明显的矛盾。
查阅其相应条文说明：“设计使用年限是具有规定保证率的预定使用年限。
为和《公路桥涵设计通用规范》保持一致，本规范中用’设计基准期’代替’设计使用年限’”。
经分析，发现出现上述问题的主要原因如下：
1）、对于jtg/tb07-01-2006，主要为两个概念的参数均为100年
所迷惑，混淆了两个概念的区别。
其实，从前述可知，设计基准期是用统计方法来确定可变作用值大小的，它与结构本身关系不大。
而“设计使用年限”则完全不同，没有桥梁结构，“设计使用年限”则无从谈起。
2）、对于jtg/tb07-01-2006，则完全混淆了“设计基准期”和“设计使用年限”的概念，把两者等同起来，用“设计基准期”代替“设计使用年限”。
很显然这是错误的，必须加以订正，以免影响规范的权威性。
3. 结语
通过对相关规范的对比，指出了部分规范在设计基准期和设计使用年限这两个概念上存在的模糊认识，分析了其区别与联系，得到如下初步结论。
1）、受发布时间先后限制，铁路和公路规范未能及时按最新标准《工程统一标准》（gb 50153-2008）修订，其概念定义及参数有待按最新国家标准完善。
2）、“设计基准期”是为确定可变作用等的取值而选用的时间参数；“设计使用年限”是设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限，是对结构本身的年限规定。
两者都是时间参数，但没有必然联系。
3）、铁路和公路的部分规范对设计基准期和设计使用年限存在的模糊认识，必须加以更正。
参考文献
[1]. gb 50153-2008.《工程结构可靠性设计统一标准》[s]
[2]. gb50216-1994.《铁路工程结构可靠度设计统一标准》[s]
[3]. tb10002.1-2005.《铁路桥涵设计基本规范》[s]
[4]. tb10002.2-2005.《铁路桥梁钢结构设计规范》[s]
[5]. tb 10002.3-2005.《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》[s]
[6]. gb/t 50283-1999.《公路工程结构可靠度设计统一标准》[s]
[7]. jtg d60-2004. 《公路桥涵设计通用规范》[s]
[8]. jtg d62-2004《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》[s]
[9]. jtg/t b07-01-2006.《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》[s]。
