桥梁工程中混凝土结构的耐久性设计
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇桥梁工程中混凝土结构的耐久性设计范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：经济的发展使桥梁建设步伐不断加快，在桥梁建设中，混凝土结构的耐久性对于桥梁的使用情况、安全评估等研究具有十分重要的作用。文章从混凝土结构耐久性设计的内容出发，研究了混凝土结构的耐久性的影响因素，并提出了相应的对策。
中图分类号：TU997 文献标识码： A
近年来，桥梁建设工程不断涌起，在诸多的桥梁工程中，混凝土结构的桥梁依旧占据着主导地位，在混凝土桥梁中，混凝土结构桥梁的耐久性关系到桥梁的使用寿命，以下具体从混凝土结构耐久性设计的内容入手，分析混凝土结构的耐久性的影响因素及解决对策。
一 混凝土结构耐久性设计的内容
（一）材料的选择
1.结合具体的使用环境、耐久性等级以及设计使用寿命的要求，选择合适的混凝土原材料与配合比，并且确定不同强度等级的水灰比、混凝土及水泥用量。在环境侵蚀作用比较小的情况下，桩基混凝土的强度等级可以采用C25，水灰比在0.6左右，水泥用量大约是260kg/m；如果环境侵蚀作用比较大的话，混凝土的强度等级就要是C40，水灰比大约0.6，水泥的最低用量控制在380kg/ 左右。
2.如果混凝土是在冻融环境中使用，要根据冻融的平均次数，确定掺入引气剂的数量，大约占水泥重量的4.5%到7%之间。
3.如果工程项目是在一些沿海城市，或者有氯盐侵蚀的环境中，就要控制混凝土原材料中氯离子的含量，大约占水泥重量的0.1%。
4.在化学侵蚀严重的环境中，主要受力钢筋可以考虑使用耐腐蚀性能好的合金钢材或者是环氧涂层钢筋。
（二）裂缝宽度的限制
我国现行的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中对于不同环境中裂缝的宽度给出了具体的限制值，在Ⅰ类环境（温暖或寒冷地区的大气环境，与无侵蚀性的水或土壤接触的环境）、Ⅱ类环境（严寒地区的大气环境，使用除冰盐环境、滨海环境中最大允许裂缝宽度是0.2毫米，在Ⅲ类环境（海水环境），Ⅳ类环境（受侵蚀性物质影响的环境）中，最大允许裂缝宽度是0.15毫米。
（三）桥面设计
在桥梁结构中，桥面是直接接触车辆的部件，也是排水的第一道防线。在使用过程中，桥面不仅要承受着汽车行驶的冲击碾压作用，还要承受由主梁传递过来的挠变和反复应力，所以特别容易出现早期损害现象，从而破坏桥面的防水系统，降低防水性能，使桥梁的主筋受到腐蚀，所以在设计混凝土耐久性的时候要特别注意桥面的铺装。桥面铺装和主梁间的防水层是桥梁防水的第二道防线，在很多设计中只采用防水混凝土做简单的防水。这种做法是错误的，因为防水混凝土是一种刚性防水层，如果开裂，防水性能就会大大降低，严重影响桥梁的使用。
（四）伸缩缝的控制
伸缩缝作为桥面的重要组成部分，是影响桥梁的舒适性、伸缩性的直接因素。在设计过程中，往往因为对主梁的收缩徐变考虑不充分，出现型号选择不当的问题，导致梁端在高温时出现挤压损坏，或者在低温时出现拉坏梁体的现象。伸缩缝不仅要保证梁体在纵向的伸缩，还要重视防水功能设计。目前，很多设计中采用的是直线式伸缩缝，这种设计方式虽然比较方便，但是在桥梁两边的护栏处就会形成漏水区域，留下质量隐患。所以，笔者建议在设计的时候选用横向而且两端有翘头的伸缩缝，这样整个伸缩缝就可以形成一个U型闭合良好的槽，能够有效避免桥面的积水顺着伸缩缝泄漏到混凝土结构中。
二 混凝土耐久性的影响因素
（一）设计要求的耐久性低
我国的结构设计规范中考虑的主要因素是在荷载作用下桥梁结构的安全性，对于在环境作用下的耐久性要求比较低，在规定中，大部分指标都是一些定性的规定，在结构细节方面存在很多不足。所以在最初的设计中，对于混凝土结构的耐久性要求就比较低，这是导致混凝土耐久性问题的直接因素。
（二）使用中检测和维修不及时
混凝土结构的耐久性要配合正确的使用以及正常的检测和维修。在我国的桥梁建设管理中，往往存在一种错误的思想，就是“重新建、轻维修”，对于一些基础设施，我们应该在设计的时候就对结构的全寿命作经济的分析和评价，最经济的方式就是适当地增加初期投资费用，以达到强化结构耐久性的目的。
（三）混凝土结构耐久性设计原则
在做混凝土结构耐久性设计的时候，首先，设计人员应该明确这个混凝土结构耐久性的目标，也就是桥梁预期设计使用期限是多少；另外，还要了解混凝土结构耐久性的失效标准。目前，针对拟建桥梁的预期使用期限已经有明确的规定，使用寿命划分为3类；但是对于混凝土结构耐久性失效标准还没有一致的看法，对于普通的混凝土结构，普遍的学者认为耐久性失效标志有两种：一个是由于耐久性退化，结构发生变形，从而不能正常使用，这种主要是以钢筋锈蚀开裂为标准；另外一种就是由于混凝土结构性能退化，承载能力大大降低，进而不能正常使用。
三 提升混凝土结构耐久的措施
（一）改进结构设计
结构的选型、布置和构造应有利于减轻环境因素对结构的作用。采用具有防腐保护的钢筋（例如，体外预应力筋，无粘结预应力筋，环氧涂层钢筋等）；加强构造配筋，控制裂缝发展；加大混凝土保护层厚度等。《桥规》（JTG D62-2004）与旧《桥规》相比，构造钢筋用量增多，混凝土保护层加大，构造不合理的地方一进行了调整。
（二）对桥梁耐久性进行监控监测设计
桥梁耐久性监控监测设计对桥梁的使用寿命、安全监测具有重要作用。桥梁耐久性智能监控监测系统，是针对桥梁的振动位移、速度、加速度、应力、应变、频率、振型、阻尼、裂缝、强度、等参数进行采集和处理，所采集的参数经过处理后，计算出位移、振动幅度、裂缝、应力等桥梁耐久性数据，既可以为桥梁的在线分析提供决策依据，也可以提交给有关的桥梁结构耐久性软件做进一步的分析处理，从而及时掌握桥梁的即时结构状态，全面了解桥梁的运营条件及质量退化状况，为桥梁的运行管理、养护维修、安全评估提供依据。
（三）桩顶的设计
桥梁的桩基安全是决定桥梁整体安全的关键因素，所以在桥梁设计中的地位非常关键。桩基顶部和承台或者墩身相连接，受到截面突变的影响，是应力比较集中的位置。桥梁的桩顶通常是设计在地面线附近，受到地面水、桥面排下的冰水、地下水等因素的影响，长期处于腐蚀性比较大或者干湿交替的环境中，这些环境影响对桩顶混凝土的耐久性非常不利。所以，桥梁桩顶的设计一定要结合桩顶水位、土质等情况合理选择环境等级，确定保护层的最佳厚度。
四 结束语
桥梁已经成为当代经济发展，人们生活中不能缺少的一个重要组成部分，所以人们对于桥梁建设的关注度越来越高。目前，比较常用的桥梁结构就是混凝土结构，但是长期的使用发现，混凝土结构在耐久性方面存在很多不足，这些不足严重影响了桥梁的使用，甚至威胁到人民生命财产安全，还给国家造成了不必要的经济损失。所以对于混凝土结构的耐久性研究是非常必要的，要有效的提高混凝土的耐久性就要从设计做起，从本质上控制问题的发生，使桥梁可以更好地为经济发展服务。
参考文献
[1]JTG D62—2004,公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].
[2]JTG D60—2004,公路桥涵设计通用规范[S].
[3]吴岐贤.我国桥梁耐久性设计中存在的问题及对策[J].交通科技与经济,2011(3)