基于耐久性混凝土橋梁結構設計研究

范迎輝

摘要：混凝土橋梁結構耐久性不僅是衡量橋梁使用壽命的重要指標，同時對橋梁運行質量也具有非常大的影響。然而，在設計過程中，不少設計人員并未認識到橋梁結構耐久性設計的重要性，從而導致橋梁結構耐久性不足，這種現(xiàn)象不僅會制約我國橋梁工程的健康、穩(wěn)定和長久發(fā)展，也會對城市交通運輸和人們出行質量造成不良影響?；诖耍托枰O計人員全面做好基于耐久性的混凝土橋梁結構設計。本文主要分析基于耐久性混凝土橋梁結構設計研究

關鍵詞：耐久性;混凝土;橋梁結構;設計

分類號：U442.5

引言

在橋梁結構設計過程中，混凝土結構本身因其高強度和耐久性而受到設計師的青睞。然而，許多設計人員忽視了混凝土結構耐久性的科學設計，導致混凝土結構在施工過程中的耐久性大大降低，對整個橋梁工程造成了不利影響。因此，研究和分析基于耐久性混凝土的橋梁結構設計要點具有重要的現(xiàn)實意義。

一、影響混凝土橋梁結構設計耐久性的因素分析

1、橋梁結構設計不合理

在混凝土橋梁結構設計過程中，不少設計人員片面地認為提升橋梁結構強度便能促進橋梁工程滿足現(xiàn)階段的工程建設標準和交通需求，這種錯誤的認知會導致其忽視混凝土結構本身的耐久性設計，從而不能根據(jù)工程建設地的實際情況合理進行橋梁結構設計。這種現(xiàn)象不僅會降低混凝土橋梁結構的耐久性，同時也會降低其承重標準，導致混凝土橋梁在實際運行過程中出現(xiàn)較多的安全隱患。

2、混凝土橋梁結構所處的環(huán)境

對不同等級的橋梁結構進行耐久性設計時，應充分考慮混凝土結構的使用壽命和混凝土橋梁結構所處的環(huán)境。在一定的環(huán)境下，橋梁結構使用的材料會受到時間的影響。因此，在橋梁結構的設計過程中，整個設計過程都應該考慮混凝土結構的環(huán)境。相反，忽視環(huán)境因素可能會降低橋梁的使用壽命。只有在惡劣環(huán)境下采用耐久性混凝土橋梁結構設計技術，才能使橋梁具有更長的使用壽命。因此，混凝土橋梁結構的耐久性設計應充分考慮環(huán)境因素。

3、混凝土橋梁結構的材料制備

在橋梁建設過程中，耐久性混凝土橋梁結構的設計受到國內外設計師的青睞。目前，大多數(shù)耐久性混凝土橋梁結構設計方案主要針對建筑材料提出的耐久性方法。通常采用材料來保證混凝土橋梁結構設計的耐久性，以滿足耐久性的要求。在橋梁材料制備過程中，主要使用優(yōu)質混凝土和惰性材料。由于混凝土橋梁結構設計中材料的準備需要環(huán)境和時間作為保證，設計手段應涵蓋混凝土橋梁結構的材料準備。

二、耐久性混凝土橋梁結構設計的對策

1、改善混凝土結構材料的設計

混凝土材料的耐久性是影響橋梁耐久性的主要因素，如水泥的種類和用量、水灰比等。這會對混凝土的pH值產生很大的影響。因此，在設計橋梁時，應根據(jù)經(jīng)驗有效設計上述因素，以保證混凝土的耐久性。此外，混凝土中的堿溶液會與活性成分發(fā)生化學反應，產生膨脹物質或吸水膨脹物質，導致混凝土結構產生裂縫。但這種損傷屬于完整性，目前還沒有修復方法。因此，在設計混凝土配合比時，應選擇低堿水泥，控制水灰比和用水量，以提高混凝土結構的抗?jié)B性。鋼筋在橋梁施工中應用廣泛，氯離子對鋼筋有一定的腐蝕作用。因此，在選擇混凝土原材料時，不應使用含氯水泥，以避免鋼筋腐蝕。此外，通過對鋼筋表面進行涂層，可以防止水、氧氣和腐蝕性介質滲透到結構的保護層中，涂層應粘附在鋼筋上，從多方面保證橋梁混凝土結構的梁的耐久性。

2、強化混凝土橋梁結構的耐久性設計

長期以來，我國橋梁建設過程中沒有使用壽命的標準。在近年實施的《建筑結構設計規(guī)范》中，對橋梁和建筑結構的使用壽命有明確的規(guī)定?；炷翗蛄航Y構耐久性設計實施政策的加強有助于建筑結構提高其耐久性。雖然在實際工作中，工程結構的使用壽命可以根據(jù)維修工作的頻率而延長，但橋梁的主體結構不能保證使用時間。設計中可能會規(guī)定繩索可以使用30年，甚至可能達不到20年，從而大大降低了橋梁主體結構的使用壽命。因此，在耐久性橋梁的設計中，應嚴格規(guī)范橋梁的設計標準，以更好地滿足工程結構耐久性的使用時間。

3、提高混凝土橋梁結構的地基基礎設計

對于不同的建筑，允許沉降的標準不同，因此基礎的設計和處理方法也不同。當沉降較低時，在全橋的地下區(qū)域和持力層，應嚴格按照施工要求設置褥墊層。在沉降區(qū)，混凝土的保護區(qū)可以保證剩余部分的附加強度。保證地下室底板處于安全狀態(tài)，施加外力時不會出現(xiàn)裂縫，更好的解決基礎問題。

4、橋梁防排水結構設計

做好橋梁防排水結構設計，盡可能減少橋梁表面積水和橋下滲水，亦能有效提高混凝土橋梁結構耐久性。因此，在設計過程中，設計人員需要根據(jù)橋梁結構實際情況做好防排水構造設計，如對于水平設置的橋梁結構，一般不需在橋梁構件上設置排水系統(tǒng)出口，這樣可有效避免橋梁構件漏水所致的積水問題發(fā)生。設置橋面泄水管時，需對泄水管與混凝土進行隔離，并采取有效措施對泄水管進行密封處理，這樣可確保橋面的積水全部排到橋下。對于橋梁外側翼板，需采用垂裙式墻式護欄防水結構進行設計，這樣可防止水流順著翼板底部流下。

5、橋面設計

混凝土橋梁的橋面是橋梁與車輛直接接觸的地方，且在實際運行過程中，受橋面上行車荷載、外部溫度、環(huán)境等因素的影響，常常會導致橋面發(fā)生開裂、變形、下沉等病害問題，這些問題也不僅會顯著降低橋梁結構的耐久性，還會影響行車安全。因此，就需要設計人員嚴格做好橋面設計，如設計過程中，選擇密實性較好、等級較高的混凝土進行橋面鋪設，這樣能有效防止和降低橋面開裂發(fā)生概率。并且，還可將復合纖維混凝土摻入水泥中，這樣能有效提高橋面和整個橋梁結構的耐久性。

結束語

相比其他工程，混凝土橋梁工程對結構受力和耐久性要求更高，原因是在實際運行過程中，混凝土橋梁結構會受到上部行車荷載、外部環(huán)境、雨水及其下部水體腐蝕等多方面因素的影響，導致混凝土橋梁結構發(fā)生腐蝕、損壞等現(xiàn)象，從而會降低橋梁結構的耐久性。一旦混凝土橋梁結構耐久性降低，不僅會縮短橋梁的使用壽命，同時還會影響城市交通運輸和人們出行質量。

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