桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计研究

桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计研究

王郑

中机中联工程有限公司，重庆市400039

摘要：近年来人们生活水平的提高，对建筑施工质量的要求也在提高。安全性和耐久性是桥梁设计中的重要内容。桥梁作为重要的交通设施，其质量关乎人们的出行安全性和便利性，提高桥梁的安全性及耐久性可有效降低发生交通事故的概率。为了保证桥梁设计的安全性和耐久性，相关设计人员需要提高专业素养，积累理论知识与实践经验，确保设计方案的科学性、合理性和可行性。本文就桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计展开探讨。

关键词：桥梁工程；安全性；耐久性；设计要点

引言

桥梁作为我国交通道路的重要组成部分，特别是部分跨江跨海的大桥，对于交通的影响有着至关重要的作用。但事实上大部分的混凝土桥梁，还没有达到一开始所预定的使用年限，便出现了各种因环境因素导致的耐久性退化情况，使得混凝土桥梁的使用寿命大幅缩短。再考虑到相对于其他混凝土建筑而言，桥梁所处的环境更加复杂，所以腐蚀情况也表现的更为突出，需要专门针对混凝土桥梁的耐久性被环境因素及其防护涂料的影响而展开分析。

1影响桥梁安全性及耐久性的因素

（1）理念有待更新。影响桥梁安全性和耐久性的因素主要在于设计理念的更新。近年来，随着工程领域各种技术的不断发展，桥梁施工技术有了很大的进步，但一些先进的桥梁施工技术还没有得到广泛的应用。例如，在一些偏远地区，桥梁的设计和施工还存在许多局限性。由于概念和技术的限制，一些设计师在设计过程中盲目增加主体结构，对配筋量和材料标注过于保守，不仅会造成成本叠加，还会因为过重而影响桥梁的安全性和耐久性。（2）方案笼统。桥梁的设计必须遵循因地制宜的原则。但随着桥梁工程的增多，一些建筑设计人员忽视了调查研究，选择类似条件的设计方案进行批量设计。这种采用通用方案的设计和施工方法会在桥的材料和结构选择上产生误差，最终影响桥的安全性和耐久性，并使桥在后期运营中耗费大量的人力、财力、物力进行施工维护和保养。

2道路桥梁设计工作开展情况

传统的道路桥梁设计更多是对桥梁的雏形进行设计，并且对其结构和受力进行分析，再根据自身经验和工程需要进行设计。在工程建设时，要科学管理施工材料和布局形式，要对建筑主体的结构进行全面的分析，制定科学合理的施工方案。在对主体结构进行力学性能分析时，如果发现质量合格，则可以直接选取相应的方案进行建设。这种传统的设计方式，无法对特殊条件下的道路桥梁进行综合评定，无法提高其结构的质量。当下，道路桥梁的建设规模正在不断扩大，结构形式也变得更加复杂。以往的设计方式已经无法满足实际的建设要求，在实际应用时常常出现质量问题，因此急需对现有的设计方法进行改革，需要引进模块化设计思维，对每个模块都进行分析。结构化设计理念主要是对混凝土结构以及防水工程等项目，进行概要设计和详细设计，能够实现用结构图准确表达桥梁建设的实际情况，并且对后期的建设提供有力的指导。

3耐久性优化设计方法

3.1结构设计

桥梁项目正式使用后，其结构耐久性的主要干扰条件有：车辆运行的荷载作用、雨水冲刷等。因此，耐久性设计期间，应加强桥梁结构调整，以此减少桥梁性能受到环境因素的影响。桥梁设计结构期间，可有效联合梁体、铺装两个结构强化桥梁整体的耐久性，使其具有较强的抗损伤性能，以此避免雨水渗透导致的材料腐蚀问题，延长桥梁结构的可用时间。在铺装间隔位置，合理添加钢筋网，防止用料出现开裂问题。在主结构设计期间，添加排气孔，以此提升桥梁结构内部降温能力。

3.2防水设计

在道路桥梁的设计过程中，防水性是需要设计者充分考虑的，采用结构化方式，能够最大程度避免出现积水的现象，从而避免桥梁内部由于被水侵蚀而受到损坏，延长了其使用寿命。因此，设计人员必须在结构化设计方案中规划出道路桥梁工程的防水施工的具体工程。为了能够确保良好的防水效果，应该尽量采用好的防水材料，保证其排水功能的正常，避免出现渗漏、裂缝等问题。以我国南方地区为例，由于经常遇上连续的降雨，导致施工环境较为潮湿，因此，相关施工人员要铺设防水层或是隔水保护层等，根据不同的环境采取不同的防水设计方案，运用不同的结构化设计方法，保证道路桥梁具备良好的防水性。

3.3了解结构震害，优化抗震设计

桥梁的上部结构、桥梁墩柱、附属工程等是容易产生震害的结构。上部结构的震害表现为移位震害与结构震害。墩柱是重要的承重构件，当由于地震而出现结构破坏后，会严重影响墩柱结构的承载力和强度，威胁通行安全。桥梁的主梁与下部墩柱以及桥台连接处是结构受力比较脆弱的地方，在地震影响极易产生破坏。因此，要提升桥梁的安全性与耐久性，还要优化抗震设计，提升桥梁结构的强度与延性，削弱震害对桥梁结构的影响。进行桥梁上部结构的抗震优化设计，可以将钢板加焊在梁底部，也可以在限制梁部位移时，采用纵横约束装置。梁端至墩台帽或盖梁边缘距离需符合相关规范的移位限制要求。如果桥梁跨度较大，可以采用连续梁减少伸缩缝。

3.4可靠度方面

道路桥梁的可靠度指的是项目建设的稳定性、实用性和耐用性等特点。这就意味着相关设计人员要清楚道路桥梁在可靠性方面可能存在的问题，用结构化的设计方式去增强其可靠性。因此，相关技术人员要根据实际情况选择合适的建设方法，保证道路桥梁可靠性。在工程完成初期，如果发现其存在问题时，需要及时进行处理，避免对后期的使用产生影响。另外，管理人员必须依照工程的设计方案来开展工作，有任何问题需要及时与设计人员沟通，从而更好地开展工程管理。

3.5抗疲劳设计

桥梁由多个结构组成，上部组成长时间承受车辆运行的荷载的作用，会将部分荷载传递给下部结构，改变桥梁结构整体应力分布，此种应力分布的动态变化会降低桥梁结构整体性能，甚至会削弱桥梁结构的耐久性，导致结构疲劳损伤问题。在桥梁结构出现性能损伤后，逐步演变成结构裂缝，甚至会转化成脆性破坏问题。为有效控制结构损伤问题，应对案例桥梁进行抗疲劳设计。（1）选材时以优质用料为主，侧重选择具有抗腐蚀能力的用料。（2）以结构安全、性能耐久为起点，全面落实桥梁结构设计，以此防控桥梁结构出现损伤问题。桩基、墩柱各位置均存在一定腐蚀风险，此类结构与地表水接触，会受到水中镁离子、氯离子的侵蚀。在耐久性设计时，需增强用料设计，调整保护层厚度，以此达到抗腐蚀效果。（3）开展抗荷载设计，合理布置支座点位，以此展现支座功能，防止支座受到撞击。在桥梁表层添加监测设备，全面监测桥梁结构问题，提早排查风险，增强桥梁耐久性。

结语

综上所述，想要改善传统设计中带来的各种问题，需要及时采取结构化设计策略，对所有细节进行精化，提高设计工作的质量和效率。此外，还要保证结构设计的经济化、合理化以及可行化，确保桥梁工程的使用寿命，为人民安全出行提供应有的保障。

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