橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法的思考

【摘要】橋梁結(jié)構(gòu)的使用年限直接取決于橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，若想增加橋梁的使用年限，則非常有必要對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計進行深入探討。通過研究全球有名的一些橋梁工程，不難發(fā)現(xiàn)，部分橋梁工程之所以能夠使用數(shù)千年，主要在于其內(nèi)部構(gòu)造具有良好的耐久性及穩(wěn)固性。所以，在建造橋梁工程之前，必須先設(shè)計好橋梁工程的結(jié)構(gòu)，這樣方能確保橋梁工程后續(xù)使用的穩(wěn)定性及安全性。因此，對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法進行研究具有極其重要的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】橋梁結(jié)構(gòu)；耐久性；設(shè)計

橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性就是指在使用壽命內(nèi)，在受到外界環(huán)境及其他突發(fā)狀況等共同影響下，經(jīng)過相關(guān)的維護檢修，仍可以確保橋梁結(jié)構(gòu)的適用性、安全性和外觀穩(wěn)固性的一種性能。橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性是評估橋梁結(jié)構(gòu)是否適用、安全的一個重要指標。目前，國內(nèi)的橋梁基礎(chǔ)建設(shè)正處于飛速發(fā)展時期，橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性問題也已經(jīng)成為人們高度關(guān)注的一個焦點。為此，本文對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計方法進行了探討，以期為提升我國橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性提供一些參考依據(jù)。

1、國內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的現(xiàn)狀及原因分析

1.1國內(nèi)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的現(xiàn)狀

在當下社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的新形勢下，橋梁建設(shè)行業(yè)也實現(xiàn)了飛躍式的發(fā)展，人們對橋梁工程的質(zhì)量也提出了越來越高的要求。中國在橋梁建造方面也取得了不錯的成果，國內(nèi)的橋梁建造體系正日益壯大。然而，近年來發(fā)生的橋梁安全事件也越來越多，給國民的生命財產(chǎn)安全帶來了巨大的危害，人們也越來越懷疑橋梁工程的安全性能。

1.2造成橋梁結(jié)構(gòu)耐久性問題的因素

筆者認為，造成橋梁結(jié)構(gòu)耐久性問題的因素主要包括如下幾方面：一是混凝土的耐久性。由于混凝土是橋梁工程建造過程中必不可少的一項材料，倘若混凝土的耐久性不足，則必定會嚴重影響混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、后期維護及施工等工作的開展。目前，國內(nèi)在設(shè)計橋梁工程的過程中，只是一味地強調(diào)橋梁設(shè)計的強度，而未考慮到橋梁的耐久性設(shè)計，尤其是混凝土的耐久性，這樣便極易引起橋梁工程安全事故。譬如，混凝土的質(zhì)量無法達到橋梁建造的標準、鋼筋的防護層不達標等，如果鋼筋的防護層較薄，則必定無法有效的保護鋼筋材料，這樣便極易誘發(fā)橋梁工程安全事故。二是在設(shè)計及使用橋梁結(jié)構(gòu)時，因為維護工作不到位，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴重的腐蝕、材料失修問題，在凍融的循環(huán)作用下，橋梁結(jié)構(gòu)會逐漸松散，甚至倒塌，從而造成橋梁安全事故[1]。在使用橋梁時，因為橋梁結(jié)構(gòu)之間不可避免地會出現(xiàn)一定的碰撞及磨損問題，這樣便會在一定程度上降低橋梁的質(zhì)量、縮減橋梁結(jié)構(gòu)材料的使用年限，從而影響到橋梁工程的安全性及穩(wěn)固性。大量調(diào)查結(jié)果證實，橋梁施工質(zhì)量問題及材料問題是引起橋梁安全事故的主要原因。目前，國內(nèi)也存在著一些質(zhì)量較差的橋梁工程，那些橋梁工程除了橋梁結(jié)構(gòu)存在問題外，橋梁施工質(zhì)量也不達標，橋梁的結(jié)構(gòu)材料也存在質(zhì)量不合格現(xiàn)象，譬如，倘若鋼筋厚度不足，則必定會縮小鋼筋的受力面積，此時，如果鋼筋的延長性較差，則必定導(dǎo)致橋梁表面的受力點過分集中，致使整個橋面出現(xiàn)受力不均勻現(xiàn)象，這樣必定會大大降低橋梁的安全性及穩(wěn)定性[2]。

2、橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方法探討

2.1完善材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型

在對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性進行設(shè)計時，設(shè)計人員應(yīng)選取性能較強的鋼筋材料來開展建筑施工，同時必須保證的設(shè)計的橋梁結(jié)構(gòu)具備較強的抗腐蝕性能、焊接性能及斷裂韌性。其中，橋梁結(jié)構(gòu)的抗腐蝕性能設(shè)計可通過在鋼筋及鋼絞線上涂抹環(huán)氧涂層來實現(xiàn)。在設(shè)計水下環(huán)境下的橋墩結(jié)構(gòu)及挑選相關(guān)的施工材料時，必須確保所設(shè)計的橋梁結(jié)構(gòu)具備足夠強的抗?jié)B性能。譬如，在挑選橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計材料時，最好選用標號在42.5以上的硅酸鹽水泥，同時，必須保證其水灰比不超過0.45，水泥含量不可低于370000g/m3。比如，在挑選鋪裝橋梁工程橋面結(jié)構(gòu)的施工材料時，設(shè)計人員最好環(huán)氧瀝青混凝土，因為環(huán)氧瀝青混凝土的性能較強，可以為結(jié)構(gòu)作用的密實性及耐磨性提供可靠的保障。在設(shè)計混合料比例時，設(shè)計人員必須保證所設(shè)計的混凝土結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)裂縫，可通過減少水泥中堿的含量來保證混凝土集料的密實性。另外，因為混凝土結(jié)構(gòu)中的氯離子會腐蝕鋼筋，所以，必須保證水泥中的氯鹽含量不超過1%，同時，可通過振搗施工來提升混凝土材料的耐久性。

2.2提升混凝土保護層厚度

混凝土保護層是維持混凝土與鋼筋之間的結(jié)構(gòu)粘結(jié)力的基礎(chǔ)，混凝土保護層的設(shè)計可以避免混凝土內(nèi)部滲入有害物質(zhì)對鋼筋造成腐蝕。據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，氯離子是造成鋼筋腐蝕的主要原因，而且混凝土保護層越薄，其滲入鋼筋表面的時間越短，碳化現(xiàn)象產(chǎn)生的二氧化碳的擴散速度也越快。所以，在設(shè)計橋梁結(jié)構(gòu)耐久性時，必須提升混凝土保護層的厚度，這樣方能有效的減少鋼筋表面的腐蝕時間，從而達到提升橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的目的。

2.3重視防水層設(shè)計的適用性

針對因設(shè)計不當而造成的橋面鋪裝早期破壞或橋梁結(jié)構(gòu)伸縮縫病害，設(shè)計人員應(yīng)將具備較強抗拉性能、抗剪性能和抗?jié)B性能的防水層設(shè)計對應(yīng)的結(jié)構(gòu)部位，以促使結(jié)構(gòu)混凝土鋪裝層與防水涂層實現(xiàn)融合。一般情況下，鋪裝層與下方水泥混凝土橋面之間的粘合力不可超過結(jié)構(gòu)混凝土鋪裝層與伸縮縫結(jié)構(gòu)防水層之間的粘合力，這樣可以避免其他因素對橋梁鋪裝結(jié)構(gòu)和伸縮縫結(jié)構(gòu)造成干擾[3]。另外，在橋面鋪裝層的頂面也必須設(shè)計防水層，尤其是連續(xù)梁的負彎矩段，同時，為了防止水分從伸縮縫位置流入梁內(nèi)部，應(yīng)將排水管設(shè)置于伸縮縫位置。

結(jié)語：

總之，橋梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計是保證橋梁工程穩(wěn)固性及安全性的基礎(chǔ)，筆者認為，在對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性進行設(shè)計的過程中，除了必須完善材料和結(jié)構(gòu)構(gòu)件選型外，還必須提升混凝土保護層厚度，同時還必須重視防水層設(shè)計的適用性，這樣方能有效的提升橋梁工程的耐久性、延長橋梁工程的使用壽命，為國民的生命財產(chǎn)安全提供可靠的保障，進而促進我國橋梁建設(shè)事業(yè)的更快、更好發(fā)展。

參考文獻：

[1]梁遠濱，黃青華.橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計理論和方法探討[J].交通世界（工程技術(shù)），2015（11）.

[2]文懷龍.道路橋梁的安全與耐久性設(shè)計研究[J].綠色環(huán)保建材，2017（07）.

[3]邱堂堂.橋梁設(shè)計中存在的安全耐久性問題分析[J].交通世界，2017（24）.

作者簡介：

王艷，（1981—），女，漢族，江西省南昌市，本科，目前職稱：中級工程師 研究方向：土木工程。