1、提高桥梁工程耐久性措施研究【摘要】：我国桥梁工程是以混凝土结构(钢筋混凝土和预应力混凝土)为主体的。长期以来,人们一直误以为混凝土应是非常耐久的材料。随着时间的推移和经验教训的积累,人们不断认识和发现,混凝土结构其实也存在“耐久性”的问题。桥梁结构耐久性是指结构在指定的使用年限（使用寿命）内在外环境因素作用下保持其性能的能力。本文主要介绍影响混凝土桥梁工程耐久性的主要因素，并在此基础上提出提高其耐久性的措施。 【关键词】:桥梁工程耐久性 影响因素措施 中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号： 1、前言 钢筋混凝土桥梁结合了钢筋和混凝土的优点，造价比较低，在桥梁工程设计的应用中是非
2、常广泛的。混凝土桥梁结构已是桥梁结构最为主流的结构形式，但混凝土结构也有其自身的缺点，就是由于其自身和使用环境的特点，使得混凝土桥梁结构不可避免地存在耐久性问题。近年来国内外很多关于桥梁病害和破坏事故的报道，其中大部分都可归结为由于结构的耐久性不足所致，因此结构的耐久性问题越来越引起了桥梁工程界的关注。在正常使用和维护状况下，具有足够的耐久性能是桥梁结构必须符合的功能要求之一。我国正处于桥梁等基础设施建设的高峰时期，大量桥梁面临着如何保证其使用寿命及使用期间的安全、耐久及维护管理的问题。 2、桥梁结构耐久性主要影响因素 2.1 结构设计因素 （1）规范不够健全。我国的规范不够健全，对于不同跨度
3、不同类型的桥梁未加以区分，缺乏细致的细则规定。此外，我国的规范更新速度较慢，对耐久性的要求标准低。长期以来，由于经济及社会条件的限制，我国规范在桥梁性能及构造细节设计等方面的要求一直较低，也在客观上影响了桥梁的耐久性。如，我国规范规定的车辆荷载安全系数为 140，只有欧美一些国家的一半左右；而在设计桥梁中估计材料的承载能力时，使用的材料设计强度又定的较高，因此对桥梁的设计承载能力而言仅为欧美国家的 60%左右。 （2）结构与构造细节不够合理。在国内桥梁总体设计方案的比选过程中，一般由地质条件、施工方法、经济指标等因素来比较方案的优劣，而很少重视从耐久性的角度来进行分析和评价。在桥梁设计和计算过
4、程中，未充分考虑混凝土徐变、收缩及温度应力等非荷载因素的影响；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的恰恰是使用时的性能表现；在进行结构有限元分析时过度强调局部性单元划分的精细化，对结构边界约束、衔接条件和传力途径等全局性问题认识不够；在构件的特殊部位，如构件的角隅处，预应力钢筋的锚固处，在局部应力传递与分布的影响下，会出现应力应变，由于计算手段和理论的局限，往往出现构造钢筋布置不足或不当的问题。 2.2 施工和管理的因素（1）施工质量低下。不适当地加快施工进度,不符合验收标准规范要求,使工程质量遭到损害。典型的问题有钢筋保护层不足，混凝土构件开裂问题，孔道灌浆的不
5、饱满，锚头区钢丝锈蚀的问题，这些都削弱了结构耐久性,出现了影响正常使用的病害与劣化。这些问题将会对结构的长期耐久性产生非常不利的影响。 （2）管理制度不完善。在整个施工过程的管理上存在的问题，有时可能近期不会对桥梁的正常使用造成重大影响，但是却会对桥梁的长久耐久性产生非常不利的危害。常见的问题有，只注重建设初期的成本，而忽视桥梁从规划、建设到运营、破坏整个寿命周期的总体成本。工程招投标中，往往是报价越低的单位中标希望越大，这就导致了工程报价被压得很低，很可能会降低施工的质量。对工期的不合理要求，混凝土桥梁结构的耐久性需要足够的施工养护期来保证，不合理的压缩工期可能会导致今后要花更多资金进行维修
6、和加固。 （3）其他影响因素。使用中的问题，汽车超载将对结构长期使用性能和耐久性产生不利影响。一方面，汽车超载运行可能引发疲劳问题，使桥梁疲劳应力幅度加大、损伤加剧。另一方面，由于超载引发的桥梁内部损伤不能恢复，将使桥梁在此后的工作状态发生变化，从而影响桥梁的耐久性。防水不当，桥梁使用期间，随着防水层的磨耗，可能导致桥梁漏水。桥梁漏水腐蚀了桥梁结构，严重影响了桥梁的耐久性和使用寿命。很多桥梁不做防水或防水措施不力，这样造成众多问题，如桥面渗水、钢筋锈蚀、铺装层剥落、碱骨料反应等，引起混凝土胀裂等损伤，严重损害了桥梁的耐久性。 3、提高桥梁耐久性的措施 3.1 从设计方面提高混凝土结构的耐久性。
7、截面尺寸及配筋，在进行结构设计时,设计人员为了减轻结构自重,降低工程造价,往往采用较小的截面尺寸,在相同荷载作用下,截面配筋比较密,给混凝土的浇筑造成困难,使骨料分布不均匀,密实度下降,进而影响混凝土结构的耐久性，所以进行结构设计时,结构构件不宜过于纤细。混凝土保护层厚度，混凝土保护层可以阻止水分、空气及有害物质进入混凝土内部腐蚀钢筋，在设计中应根据结构所承受的荷载,结构所处的环境以及材料用量合理地确定保护层厚度，如果保护层厚度太小,在相同截面高度的情况下,截面的有效高度大,承载能力高，但保护层厚度越小,钢筋与混凝土之间的锚固性能越差,若结构处于比较严重的腐蚀环境中,则不利于结构的耐久性，同时
8、,保护层厚度越小,越不利于混凝土的浇筑和振捣,甚至会出现漏筋现象。混凝土结构一旦产生裂缝,空气、水分和有害物质就会沿着裂缝侵入到混凝土内部,引起钢筋锈蚀钢筋混凝土结构的裂缝可分为荷载裂缝和非荷载裂缝，而非荷载裂缝是造成钢筋混凝土结构耐久性下降的主要因素，因此,在设计中主要控制非荷载裂缝的产生。 3.2 施工及运营上的原因。材料的原因，工程施工单位为降低成本有可能偷工减料,甚至使用一些质量不合格的材料,这是影响混凝土耐久性的一个很重要的原因；工期的原因，工程施工单位为了加快施工进度,尤其是受到政府行政领导对进度的不适当干预时,在施工中有可能使用早强剂，防冻剂等虽然加快了施工进度,却降低了混凝土的
9、耐久性；养护的原因，养护方法的原因采用洒水养护或水中养护时,混凝土的孔隙率低,抗渗性好，而采用蒸汽养护时,由于温湿梯度大,混凝土容易产生微裂缝，因此,蒸汽养护的混凝土的耐久胜比洒水养护或水中养护的混凝土的耐久性低。 为了保证桥梁在设计使用期内正常运营,就要做好桥梁在运营中的检测和养护维修工作，在我国的很多地方都存在“重建轻养，重路轻桥”的现象,忽视对桥梁的维修养护工作,这也是导致桥梁耐久性降低的一个很重要的原因。在使用中，尽量减少钢筋混凝土桥梁中水的侵蚀，使其处于干燥状态。对钢筋来讲，最不利的环境是干湿交替。因此，提高普通钢筋混凝土桥梁结构耐久性的首要途径就是增加混凝土材料自身的密实性，并增加
10、钢筋的混凝土保护层厚度，使水分难以进入混凝土内部。其次，要充分重视桥梁超载的问题，为了防止桥梁事故的再次发生，交通部门应深入开展工作，组织好公路危桥的排查改造工作，对超载超限车辆进行严查；设计上在考虑经济的情况下，变被动适应为主动适用，在荷载组合设计计算时，应考虑合理的超载外力，提高桥梁承载能力和耐久性。 4、结束语 桥梁工程耐久性贯穿在桥梁的整个生命周期中，也关乎着整条路线的快速畅达，应由正确的结构设计、严格的施工质量来保证。通车后要进行细心的运营和维护。只有这样，才能保证和提高钢筋混凝土桥梁结构的耐久性，带来良好的经济效益和社会效益。 【参考文献】 1桥梁结构耐用性混凝土设计与施工手册张雄人民交通出版社 2桥梁工程姚玲森人民交通出版社 3桥梁设计与计算邵旭东等人民交通出版社
