对桥梁结构耐久性设计认识

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1、对桥梁结构耐久性设计认识　　摘要：桥梁建设是国家重要的基础建设之一，桥梁工程是关系到社会和经济协调发展的生命线工程。然而，大量的公路桥梁，在使用过程中出现了许多缺陷和问题，其主要原因是由于桥梁结构的耐久性不足造成的。耐久性与结构的使用寿命相关联，是使用期内结构保持正常功能的能力，而这一种正常功能直接影响结构的安全性和结构的适用性，并且更多地体现在适用上。本文针对当前桥梁结构耐久性差的现状详细阐述了提高桥梁结构耐久性的设计措施。关键词：桥梁结构；耐久性；混凝土；防腐；防水中图分类号：K928.78文献标识码：A一、桥梁结构耐久性差易引发的后果8混凝土结构的耐久性是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理

2、作用或任何其它破坏过程的抵抗能力。长期以来，工程界普遍认为混凝土是一种耐久性能良好的建筑材料，在工程设计中对钢筋混凝土结构耐久性问题没有引起足够的重视及更深研究认识，造成了钢筋混凝土结构耐久性研究和设计的相对滞后，并为此付出了沉重的代价。如轰动全国的彩虹桥倒塌事件、四川宜宾市金沙港桥因吊杆断裂导致塌桥事故，给人民生命财产带来了巨大的损失，其主要原因是钢材的耐久性不足引起的安全事故。二、桥梁结构耐久性差的原因（一）设计理论和结构构造体系不够完善不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案，其次是结构分析、构件及

3、连接的设计，并采用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性、施工及使用全过程中经常出现的人为因素等方面去加强和保证结构的安全性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；有的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄，这些都削弱了结构耐久性，从而严重影响结构的安全性。不少桥梁设计虽然满足设计规范的规定的强度要求，但仅使用了短暂时间后就因为耐久性不足而出现影响结构安全的病害。可见结构耐久性不足已成为最现实的一个

4、安全问题，因此设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。（二）施工和管理水平低8在我国由于部分不良施工单位偷工减料导致施工质量不过关，大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时，就出现了影响结构正常使用功能的病害与劣化；特别是一些桥梁结构在只使用了几年、甚至刚建成不久就出现严重的耐久性不足的问题，通常都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，其中材料强度不足和施工工艺不合格等，所造成的后果将是非常严重的。（三）混凝土材料质量控制不严格混凝土材料的组成以及混凝土材料中有害成分的含量是影响混凝土耐久性优劣的一个重要方面。例如，在以前对结

5、构耐久性认识还不是很充分的时期，为了缩短施工周期、加快施工进度，在混凝土中添加大量的氯盐早强剂，结果导致钢筋混凝土结构中钢筋非正常的严重锈蚀。再如，在硫酸盐环境中，不使用抗硫酸盐水泥，而使用普通的硅酸盐混凝土材料且不控制较小的混凝土水灰比，导致硫酸盐很容易地渗入混凝土内部，与硅酸盐水泥成分产生化学反应，反应产物体积膨胀，导致混凝土粉碎性破坏等。这些都是以前对混凝土结构耐久性认识不足局而付出的沉重代价。提高桥梁结构耐久性的措施（一）适当加大钢筋混凝土保护层厚度8混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提。一般情况而言，只有保护层碳化，钢筋表层钝化膜破坏，钢筋才有可能锈蚀。因此，针对不同的腐蚀环境应设计采用不同的

6、保护层厚度，是保护钢筋免于锈蚀，提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。鉴于此，相关规范给出了钢筋混凝土结构最小保护层厚度参考值，但设计时适当加大钢筋混凝土结构保护层厚度对提高混凝土结构耐久性是非常有益的。（二）加强构造配筋，防止混凝土结构非正常开裂混凝土结构的任何损伤与破坏，一般在混凝土结构中首先会出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表，同时裂缝的出现会增加混凝土渗透性，提供了使侵蚀破坏作用逐步升级、混凝土耐久性不断下降的渠道。当混凝土开裂后，侵蚀速度将大大加快，形成导致混凝土结构耐久性的进一步退化的恶性循环。因此，防止混凝土结构非正常开裂，对提高混凝土结构的耐久性是十分重要的。控制混凝

7、土的裂缝开展，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。（三）提高后张法预应力钢筋管道压浆质量后张法预应力钢筋管道压浆质量是影响预应力混凝土梁耐久性的关键因素之一。《桥规JTGD62-2004》规定，预应力钢筋管道压浆用水泥浆的抗压强度不应低于30MPa，其水灰比为80.4～0.5，为减少收缩，还可通过试验确定掺入适量膨