关于桥梁结构耐久性设计讨论

关于桥梁结构耐久性设计讨论

陈兴朋

广西华信工程设计股份有限公司广西省贵港市537100

摘要：当今时代，我国经济高速发展，人们生活水平日渐提高，各行各业发展如火如荼。为了满足时代的需要，城市桥梁建设不断发展，这极大地促进了中国经济的发展，大大改善了城市交通，但同时桥梁项目建设存在许多安全风险。因此，在实施桥梁项目时，必须尽早规划以确保项目的安全性和可持续性。

关键词：桥梁结构；耐久性；设计

引言

桥梁建设作为我国的基础建设项目，已经成为国家综合实力的重要体现之一。近年来，我国公路桥梁数量猛增，由于其在经济发展中起着至关重要的作用，人们对其结构耐久性设计越来越加以重视。在桥梁设计中，各家设计院都非常重视结构分析，采用静态分析、动态分析、整体分析、局部分析，多种分析手段相互校核补充，设计质量大大提高。但与此同时，在设计中也出现了很多细部设计的盲区。由于国内耐久性设计还没有得到足够的重视，对于桥梁的细部设计不够重视不够细致，从而导致相当一部分桥梁并不是因为整体结构安全不足出现问题，而是因为细部设计不到位而引起了局部构件损坏，进而大大降低了整体结构的安全性和耐久性。细节决定成败，桥梁是公路的安全重点，桥梁细部设计的安全性不容忽视。

1桥梁安全耐久设计分析

1.1桥梁安全耐久设计要求

在桥梁建设事业高速发展的形势之下，我国对于桥梁耐久性问题的重视程度与日俱增，并且已经逐步的上升规范约束的层级，在最新颁发的JTGD60—2015《公路桥涵设计通用规范》之中，对于JTGD60—2004之中，桥梁耐久性设计要求欠缺的问题，也增加了诸多规范条文，其中明确指出“公路桥梁应按照设计适用年限和环境条件进行耐久性设计”，另外，设计原则更改为“安全、耐久、适用、环保、经济、美观”，这些分别是基本要求、功能要求和其他要求，由此可见，耐久性设计的作用尤为关键。

1.2桥梁耐久性设计内容

影响桥梁耐久性的因素，主要可以归结为使用材料的特性之上，比如钢材以及混凝土材料等等；桥梁建设施工所处的环境因素；桥梁设计施工因素；桥梁使用条件和防护因素。文章从结构设计层面来进行分析，在规范标准和全寿命周期理念的基础之上，着重分析桥梁耐久性，设计主要为：首先要将设计条件之下，可能会出现的侵蚀类型确定出来，将具体时间、哪种耐久性能指标构建确定出来，并且还得要将侵蚀类型的耐久性能极限情况一一描述出来。其次，在将指标确定之后，来选定是一个模型评估侵蚀作用之下，可能会发生的情况及严重程度。另外，充分为考虑不同构建的易感性、侵蚀强度、侵蚀类型，进而将桥梁各个构件的防护水平与对策明确出来。最后，在以上分析的基础之上来进行设计方案的编制工作，并且针对方案的科学合理性实施一定的分析，在最大限度之上来保障桥梁设计的安全可靠性。

2项目概况

以某桥梁工程为例，拟在K162+678．00位置，建设8～30m装配式预应力混凝土箱型连续梁桥，交角为70°。桥梁建设区域的水文计算结果如下:(1)桥位位置汇水面积计算结果为3464km2;(2)桥孔净长度Lj=227．2m。此桥梁的上部结构设计，选择了8～30m装配式后张预应力混凝土箱梁;下部结构设计选择的是柱式桥台和柱式桥墩以及钻孔灌注桩基础。按照使用年限100年进行设计，设计桥梁的安全等级是二级，对于小桥和涵洞荷载等级按照公路－Ⅱ进行设计;大桥和中桥按照1/100供水频率进行设计;对于小桥和涵洞按照1/50洪水频率进行设计;桥梁和涵洞全部和路基保持同宽。

3桥梁结构耐久性设计方法

此桥梁工程建设要求基准期为100年，建设环境等级是Ⅱ类环境。在进行桥梁设计和建设时，为了保证桥梁能够在预期作用以及预定的维护条件下，可以在100年保持桥梁设计性能，需要严格按照相关规范做好耐久性的设计。现结合具体设计，进行如下分析:

3.1上部结构

依据区域内部的气候条件，基于最大降雨量以及蒸发量，进行纵向排水坡以及横向排水坡的布置。对于横向排水设施中泄水管的位置和数量选择，按照径流大面大小来计算确定，将泄水管道的间距把控在4～5m内。上部结构中的边板悬臂，要布置滴水槽，同时要保证排水管道的出口布置合理，不可以贴近混凝土结构构件的表面。对于预应力筋，其锚固端必须要采取相应的防锈措施，保证封端的混凝土性能，其要有不错的抗裂性。为了避免桥面刚性防水层受到活荷载的影响，比如车辆等，在顶板的负弯矩区产生V形裂缝，渗水后出现钢筋锈蚀的情况，在进行桥面的设计时，选择柔性防水层。对于预应力混凝土的上部构件，根据A类或者全预应力构件进行设计，要综合分析各项因素的综合影响，比如预应力局部效应以及弯道径向力效应等，保证结构的总应力水平达到A类或者全预应力状态，确保桥梁承重结构不会产生开裂的情况。除此之外，在进行大中桥梁箱型结构的设计时，除了要满足力学计算要求，还需要从施工以及耐久性要求等方面出发，不可以过于强调材料的节约，过度追求轻型化，要以保证桥梁的性能为基础，同时要减少各类病害的发生。

3.2下部结构

对于下部结构的耐久性设计，要结合具体要求和实际情况，合理提高桥梁结构使用的混凝土标号，做好最大水灰比和最大氯离子等的把控。在进行桥梁的耐久性设计时，若遇到盐渍土路段，对于土壤和水对混凝土以及钢筋，有着一定腐蚀性的桥涵构造物，在进行设计时，其下部结构材料选择抗硫酸盐水泥。结合环境类别，合理建设基础混凝土的保护层，做好防腐措施。

3.3细部结构设计

在设计中，由于对桥梁的施工工艺不够重视，很多施工重点未被提及、或强调的不到位。其实很多细部设计正是通过施工工艺说明来体现的，在设计中一定要重点强调，以便引起业主、监理和施工单位足够的重视，最终才能认真落实到施工当中。在混凝土材料方面，对于耐久性影响较大的主要有混凝土的最低强度等级、水灰比、最小水泥用量、最大氯离子含量、最大碱含量等，需要在桥梁说明中根据环境作用等级做出量化的要求，便于施工操作。在施工工艺方面，重点要对混凝土的养护最短工期、混凝土的振捣方式、混凝土保护层厚度控制等提出要求和做出限制，以保证混凝土的浇筑质量。另外，桥梁设计也要建立便于施工、使施工通过努力达到设计要求的新理念，不可一味求大、求新、求异，远远超越了实际施工能力和经验，反而使施工质量明显下降。

结语

综上所述，导致公路桥梁结构耐久性差的原因有多种，在结构设计、工程施工等各个环节均可能发生。通过前面各部分的介绍，我们对于常规设计中一些容易被忽视而又影响结构安全的细部设计有了一定的认识。只要能够有足够的重视，采取一些必要的措施，完全可以把这些细节问题通过代价并不高的方式加以解决。对于桥梁设计，我们有必要从传统的强度设计逐渐过渡发展到强度和耐久性双控的设计理念上来，真正落实科学发展观和可持续发展的总体建设理念。

参考文献

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