浅析影响桥梁结构耐久性设计.docVIP

浅析影响桥梁结构耐久性设计 　　【摘要】针对桥梁运营中经常出现的影响结构安全和耐久性的问题，从设计角度提出了相应的改善措施，为桥梁细部设计提供了有益的参考。 本文将从当前桥梁工程建设的细部设计出发，分析影响桥梁结构耐久性的主要因素及其存在的问题，进而提出提高桥梁结构耐久性的有效对策，希望能给桥梁细部设计工作者带来一定的启发与帮助。 　　【关键词】桥梁结构；耐久性；细部设计 　　1 引言 　　随着交通建设事业的蓬勃发展，桥梁服役年限日渐增长，桥梁结构中会不可避免地出现表面和内部缺陷，这些缺陷往往具有很大的危险性，如果管养和维护不好，桥梁的寿命将会大大缩短， 甚至会发生突然的破坏，造成人民生命财产损失。桥梁建筑已不单纯作为交通线上重要的工程实体，而且常作为一种空间艺术结构物存在于社会之中，这就对桥梁结构的设计提出了更高的要求。因此，为保证桥梁工程建设的质量，减少安全事故的发生率，必须加强对桥梁结构耐久性的细部设计。 　　2 影响桥梁结构耐久性细部设计的主要因素 　　2.1 不重视环境侵蚀对桥梁耐久性的影响 　　以桥梁的混凝土结构为例，对其耐久性产生影响的主要包括腐蚀、碳化、裂缝以及钢筋的锈蚀等问题。因为在结构设计过程中， 没有从施工环境，诸如工程结构周边的土壤、化学介质等侵蚀因素等对桥梁耐久性予以考虑。尤其是随着现代环境由于污染情况日益严重，其对桥梁结构的侵蚀性影响更加严重。同时，在设计过程中没有考虑对混凝土结构中存在的碱骨料反应、碳化、徐变以及材料性能差异等方面的影响，使得桥梁的混凝土结构在应用过程中出现了裂缝、破损等问题，影响到了桥梁的应用耐久性。[1] 　　2.2 结构域构造细节不合理 　　在桥梁总体设计方案中，如采用预应力结构或钢筋混凝土结构，简支或连续，T 型梁或箱梁以及跨径比例、断面尺寸的拟定等众多结构域构造问题，不但影响经济性，对桥梁耐久性能也有很大影响，若选取的结构不合理，可能导致桥梁结构耐久性不足， 为营运后桥梁出现病害埋下了病根。另外，部分设计过程中缺乏足够的保护层厚度、砼强度等级过低、桥梁构件的截面过薄以及钢筋直径过小等问题，这些因素都影响到了桥梁结构的持续性以及耐久性的影响。 　　2.3 施工工艺考虑不足 　　在设计工作，没有考虑到桥梁结构施工质量及施工工艺的可执行性，导致施工结果不能满足设计工艺需求。在施工过程中， 存在着过于追求施工进度而导致结构不能达到验收标准的问题， 给桥梁工程留下了安全隐患。特别是一些桥梁在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题，这也与施工质量低下有重要关系，对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌，多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等，所造成的后果是非常严重的。 　　3 提高桥梁结构耐久性细部设计的有效对策 　　3.1 强化耐久性细部设计理念 　　桥梁施工风险源大致可分为两大类：自然风险和人为风险。自然风险有地震及地震引起的海啸、滑坡、山崩、泥石流、洪水等水文地质灾害。台风、龙卷风和飓风、暴风雪、严寒、酷热等气象灾害，人为原因有设计的错误、施工管理的错误和问题、施工操作的错误等。2004 年颁布的桥梁规范5 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范6 中明确规定了结构混凝土在最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土强度等级、最大氯离子含量和最大含碱量等方面的要求， 这是对于桥梁结构耐久性最基本的要求， 设计时应遵照执行。{2} 一方面，承包商需要合理选用设计单位， 以保证设计单位的设计质量；另一方面设计单位需要意识到细部设计理念的重要性，不断强化本单位设计人员的设计理念，树立耐久性设计思想并贯穿于整个设计过程的始终。 　　3.2 合理选择桥梁结构体系和材料设备 　　一般来说，在桥梁结构的设计过程中，提高桥梁结构耐久性的具体方案主要包括有以下几种： 　　①提高保护层的厚度。混凝土桥梁结构内通常布置着大量的钢筋，一旦保护层破坏或者厚度不合理，将导致水分、空气及其他物质进入腐蚀其钢筋，导致结构的耐久性下降。所以，桥梁结构的保护层越厚，钢筋就越有可能避免长时间的侵蚀，钢筋锈蚀的速度就越低，从而桥梁结构的使用就越耐久。 　　②选择高性能的材料。如高屈服、高强度、高水平钢材的断裂韧性、焊接性能好， 耐腐蚀等，使用环氧涂层钢绞线和钢筋， 防止钢绞线和钢筋腐蚀，优选高性能的混凝土，在桥面铺装中使用环氧沥青混凝土，可以增加强度、耐磨性及密实度，从而使桥面有更好的耐久性。对于水中下部的桥墩， 建议使用抗渗性能好的混凝土，混凝土配合比设计中，严格控制混凝土的有害裂缝。混凝土中氯离子含量对钢筋腐蚀的影响极大，一般情况下，钢筋混凝土中氯盐掺量应少于水泥重量的1%，掺氯盐的混凝土必须振捣密实， 且不宜采用蒸汽