高鸿伟
中建基础设施勘察设计建设集团有限公司北京100037
摘要：全寿命周期理念是将设计的时间参数拓展到桥梁的整个生命周期，统筹考虑设计、施工、运营和养护管理各个环节，寻求恰当的方法和措施，使桥梁的全寿命周期性能达到最优或优化。本文浅析基于全寿命周期的桥梁设计。
关键词：桥梁工程；桥梁设计；全寿命周期
引言
全寿命周期桥梁的建设，即在设计之初就将桥梁后期的使用、维护以及部件更换和再回收利用考虑在内，并且将其成本量化成环境成本，同时也增加了桥梁的耐久性和使用性，将桥梁从设计之初到回收利用整个寿命的成本进行考量，使桥梁建设实现更好的可持续性发展。下面就对桥梁全寿命设计的主要内容展开讨论。
1全寿命周期的含义及特点
全寿命周期主要是指在建筑工程的设计环节对相关产品的全过程，包括设计、决策、生产、使用及维修等流程，进行重点掌握，对于工程建筑而言则是包含建筑工程的设计、规划、施工、使用及竣工验收等环节。通常，全寿命周期要比建筑工程的使用期限长得多。因此，建筑工程的全寿命周期与该建筑的设计方案、施工技术及施工成本等各方面都是密不可分的。除此之外，全寿命周期还包括全寿命费用，具体是指整个建筑过程所投入的资金，费用的高低对建筑设计、施工等有着直接的影响。因此，全寿命周期和全寿命费用两者之间存在着必然联系。在具体建设过程中，要重点考虑建筑工程的实用性能，最大限度减少全寿命周期的建设成本。尤其需要注意的一点是，将全寿命周期与环保节约有效结合，在建设的整个过程中尽量提高其使用寿命，从而最大限度地实现建筑工程的经济利益和环境利益。
2全寿命周期理念下的桥梁设计探讨
桥梁全寿命设计应该考虑的时间跨度是桥梁的整个生命周期，其中包括：规划、设计、施工、使用、养护、拆除（倒塌）。建设者应当寻求合适的方法和措施，以满足桥梁全寿命周期内安全、适用、耐久、经济、美观、可持续等性能的最优。桥梁的设计理论变化：传统的仅凭着经验进行桥梁设计；而后考虑桥梁耐久性进行设计；到现在基于全寿命思想的桥梁设计。这体现了桥梁设计理念的重大转变。桥梁的设计方法也从原来的容许应力法、破坏阶段法、极限状态法发展为基于可靠度的概率极限状态法。基于全寿命的桥梁设计过程全寿命周期的桥梁设计一般分为三个阶段，即：工程可行性研究、初步设计、施工图设计。其中的工程可行性研究主要是对项目建设的技术可行性、必要性、实施可行性等方面的综合性研究。全寿命桥梁设计是对这三个阶段的使用寿命设计、环境生态设计、美学设计、性能设计、检测、养护与维修设计及成本分析这六大过程的设计。
2.1总体设计
总体设计是桥梁设计活动的第一项工作，是桥梁设计工作的决策过程。桥梁工程师在进行桥梁设计时，首先应当根据业主的需求和建设项目的目的，进行总体概念设计构思，整体把握事物的相互联系，对桥梁建设条件、设计准则、使用寿命年限、投融资估算、投资效益等做出原则性的设计界定。在这个阶段，桥梁设计的中心内容是既要把握全寿命设计不同于现行设计的特点，又要弄清全寿命设计的一般规律性，提出桥梁建设的设计理论框架和一般性原则。
2.2结构性能设计
基于全寿命设计理论的桥梁结构性能设计，依靠了桥梁工程师自身觉悟和主动觉醒。在依据总体概念设计原则，结合景观环境设计思路，合理确定桥梁使用寿命的前提下，将时间参数引入到结构细部设计，确保结构的耐久性和性能满足相应的目标值。全寿命的桥梁结构性能设计是将业主需求转化为桥梁的技术性能说明，通过重大技术研究、拟定结构构造尺寸、结构受力分析、构造设计及细部设计，以形成各选方案，确保设计意图和目标能够在建设过程中，以及桥梁使用寿命周期内得以实现。也就是说桥梁结构性能设计是依据总体概念设计原则，考虑景观环境设计，需求，依据桥梁给定的使用年限所进行的一切结构性能设计。
2.3全寿命成本分析设计
桥梁全寿命周期成本分析就是针对目前在役桥梁性能日益退化加重，寿命周期维护成本过高而提出的一种全新的理念。基于全寿命设计理论的桥梁全寿命成本分析，就是桥梁设计在对可靠性、维修性等设计内容做出规定的同时，将寿命周期费用也作为一项重要设计要素来加以考虑，通过综合考虑有关设计、性能和费用等信息的反馈信息，以获得性能和费用的平衡，提高寿命周期费用的经济性。在设计过程中研究和分析桥梁全寿命周期内的各种行为，考虑整个寿命周期内的影响因素，除了要求设计合理、施工得当、养护管理及时以外，还应从根本上进行成本效益分析。
2.4环境生态设计
基于全寿命的桥梁设计着重强调的环境生态设计，主要是为了更科学地开展各项建设、维护、改造与修复等整个生命周期内的各项工作，可以全面适应可持续发展需求，也确保桥梁结构设计方法更科学。桥梁整个生命周期可能会给生态环境带来哪些影响，主要取决于设计阶段的各项工作能否做到科学有效，在设计阶段就体现出的可能给生态效益带来不利影响的桥梁，即使后期给予高水平的优化处理都难以做到有效消除。所以，环境生态意识必须要融入到桥梁设计的各个阶段，不断提升桥梁结构的环境效益。
2.5检测、养护与维修
作为桥梁稳定、安全运营的重要管理技术手段，桥梁检测、养护与维修等各项工作需要科学落实，在基于全寿命桥梁设计中应作全面考虑。要正确认识到，对于不同的桥梁，各个阶段所采用的检测、养护以及维修技术也有着不同要求，在具体实施中需要不断优化，进行针对性设计，以确保在桥梁状况下滑初期即可得到及时、有效的维修与养护，从而有效防止各种桥梁病害的进一步发展，科学控制维修、改造成本，为桥梁的安全、稳定运营提供有力保障，尽可能减少维护成本的投入。
2.6各设计环节间的关系
上述各环节都是基于全寿命周期桥梁设计需要着重考虑的内容，且存在相互影响的关系。比如，使用寿命影响着桥梁设计的方方面面，尤其是对于养护、检测与使用性能需求方面能否得到充分满足有着直接影响；而性能设计工作的科学有效落实，也需要对安全、耐久以及使用性能等方面的具体指标进行综合考虑，在此基础上设计科学的方案。只有这样，桥梁在整个运营周期内才可以发挥出良好性能，不断增强安全性、稳定性。此外，桥梁全寿命周期内相关性能的有效发挥也直接影响着建设、维护工作水平的高低。所以，基于全寿命周期的桥梁设计的各个工作环节之间存在着密切联系，需要工作人员进行更科学、全面的分析和探索。
结语
全寿命周期桥梁的设计提高了桥梁的使用寿命，也就大大减少了桥梁的建设投入资金，优化了资金的使用效率。另外，为了确保全寿命周期桥梁的使用性及安全性，全寿命周期桥梁虽然在设计阶段投入了大量的精力和财力，但是却能够在前期就能解决掉后期施工及使用、维修过程中可能出现的问题，降低了桥梁后期的资金投入，本着对环境及可持续发展问题的研究，在桥梁后期的拆除及全寿命周期费用上都做了足够的研究与调查。虽然，现阶段全寿命周期桥梁的设计还不够完善，但是随着时间的推移及技术的革新，一定能够使全寿命周期桥梁得到更广泛的应用，使其能够更好的服务于社会。
参考文献：
[1]权晓栋，张露康.关于提高桥梁寿命的设计理念探析[J].中国新技术新产品，2017（19）.
[2]郑力.基于全寿命思想的桥梁设计研究[J].北方交通，2015（2）.
[3]赵佳，郭兴华.桥梁设计寿命研究进展简介[J].城市建设理论研究（电子版），2016（24）.
[4]常昭丽.浅谈建设项目全寿命周期成本控制[J].硅谷，2018（4）：86-87.
[5]王蔚.浅谈寿命周期成本分析在道路建设项目中的应用[J].黑龙江科技信息，2018（27）：260.
[6]仁勇，崔新媛.工程项目全生命周期成本分析的应用研究[J].建设监理，2017（6）：41-43.