桥梁工程设计中的耐久性探析

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1、桥梁工程设计中的耐久性探析摘要：桥梁是现代交通建设必不可少的一个环节，从当前桥梁运营的现状来看，我国先期设计的很多桥梁存在缺陷，更有一些桥梁在远没有达到设计预期寿命时出现耐久性能严重退化的现象，甚至出现倒塌等毁灭性事故，造成非常严重的经济损失。桥梁的耐久性能不足，已引起社会各界的高度关注。本文分析了桥梁工程耐久性设计问题，并探讨了桥梁工程耐久性设计策略。关键词：桥梁设计；耐久性；问题；策略中图分类号：TU2文献标识码：A一、桥梁工程耐久性设计问题近年来，由于出现了大量的在役桥梁使用性能急速降低其至损坏，桥梁结构耐久性问题重新被认识和重视，但总体来讲，我国在保证结构耐久性方面的实际行动仍然是非

2、常缓慢，以往的桥梁设计中，相当一部分根本未考虑结构耐久性方面的设计。设计人员在总体上缺乏“耐久性概念设计”的思想，没冇从全寿命周期角度去考虑桥梁的耐久性，在具体实施屮也没有执行耐久性设计理念。结构耐久性考虑不足在一定程度上导致了桥梁在施工过程中发生事故、使用过程中性能差、寿命短的不良后果。具体在设计中，设计人员目前大多是按规范要求进行结构计算和构造设计，只控制了抗力指标、变形指标，但对于影响耐久性的问题，却没有关注。在结构选型方面考虑不足，有的桥梁结构整体性欠缺，受力复杂，施工时易产生硬伤，运营阶段易疲劳，导致结构老化不耐久。在材料选用方面，没冇重视混凝土的耐久性，遇到恶劣环境作用时，混凝土

3、易腐蚀，导致结构承载能力降低而不耐久。在构造细节方面考虑不足或未考虑，比如构件截面尺寸过薄、分布钢筋太疏、混凝土保护层太小、防水设计不当、遗漏排水设计等，导致耐久性先天不足。二、桥梁工程耐久性设计策略(-)建立桥梁工程“耐久性概念设计”的思想桥梁工程“耐久性概念设计”是从概念上特别是总体上考虑桥梁的耐久性问题，建立起桥梁工程设计“耐久性”的设计理念，正确地处理好桥梁的总体方案、材料使用、构造细节等问题，并在具体设计中贯彻执行。首先，需要认识到桥梁经过设计、建造并进入使用的过程中，会受到周I韦I坏境的影响(包扌舌车辆负载、自然灾害以及人为因素等)，而且桥梁建设中所采用的材料性能也会不断地退化，

4、最终桥梁各部分结构将会造成不同程度的损毁。只有对桥梁耐久性问题有了正确的认识，才能在设计时融入耐久性意识。其次从桥梁结构规划、设计、建设、运营、管理和养护各个环节来寻求恰当的方法和措施来满足桥梁结构全生命周期内的总体性能最优。最后在实际设计过程屮坚持和始终贯彻耐久性和全生命周期设计理念。(―)在结构选型方面重视耐久性从桥梁结构选型上來讲，应该选择结构整休性好，受力明确、施工工艺成熟、易于养护的桥型结构，避免选择太过复杂的结构型式。例如连续梁桥、连续刚构桥及连续刚构组合体系桥等都是理想的结构型式。从结构构件尺寸来讲，在进行结构设计时，一些设计人员为了减轻结构自重，降低工程造价，往往采用较小的截

5、面尺寸，在相同荷载作用下，截面配筋比较密，给混凝土的浇筑造成困难，使骨料分布不均匀，密实度下降，进而影响混凝土结构的耐久性。所以进行结构设计时，结构构件不宜过于纤细。（三）在混凝土材料方面重视耐久性1、混凝土的耐久性设计桥梁工程应根据桥梁所处环境条件进行合理的混凝土耐久性设计，淡水环境和海水环境下的混凝土耐久性设计就相差很大。设计人员应根据不同环境作用，对混凝土的材料组成和技术性能提出具体的要求，例如，对构成混凝土的水泥组分、骨料、水灰比以及水泥用量、氯离子含量等作出明确的说明。2、针对混凝土结构裂缝防治的设计通常情况下，除了强烈的自然灾害因素外，很多地区混凝土结构的损坏，都是由混凝土出现裂

6、缝而造成的。特别是在口然灾害频发地区，裂缝的出现使得侵蚀的速度大大加快，为混凝土结构的耐久性的不断退化提供了恶性循环的条件。再加上环境因素的侵蚀作用，会使混凝土的渗透性大大增加，混凝土的耐久性很快下降等，严重影响了桥梁混凝土的结构和质量，给桥梁安全带来了较人的威胁。因此，如何防止或有效控制混凝土裂缝的出现，对于提高混凝土结构的耐久性I•分关键，这也是开展桥梁结构安全性设计的一个重要内容。此外，对于混凝土裂缝的有效控制，除了要严格按照设计耍求与规范对工作裂缝进行控制外，还要采取一定的构造措施,对施工或使用过程中出现的非工作裂缝进行合理控制。在《桥规》（JTGD62-2004）中，对于箍筋和水平

7、防裂钢筋在控制裂缝中的作用有所加强和突出，对于箍筋间距的规定与水平防裂钢筋的配筋率冇了一定的提高，这强调和突出了构造措施对于防止或控制裂缝的重耍作用和地位。3、针对钢筋防腐在桥梁结构中的设计当前很多桥梁为现浇普通钢筋混凝土结构，这种桥梁负弯矩区钢筋的锈蚀问题十分常见。因为，通常使用的普通的混凝土结构是一种必然地带裂缝工作的结构，这在负弯矩区就很容易出现负弯矩裂缝，这种裂缝是一种开口向上的“V”形裂缝，桥面上的