我國橋梁耐久性設(shè)計的現(xiàn)狀綜述

郭 鍵

（河南省周口市公路勘察設(shè)計院，河南 周口 460000）

近年來，世界各地由于橋梁的耐久性出現(xiàn)問題，很多沒有達到使用壽命的橋梁倒塌，給行人的人身安全帶來危害的情況屢見不鮮，所以橋梁的耐久性問題引起了國內(nèi)外專家的關(guān)注。橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性反映了橋梁結(jié)構(gòu)隨著時間的推移保持其初始建筑狀態(tài)的能力。在橋梁建設(shè)成功后，正常的維護以及使用狀態(tài)下，橋梁的耐久性是能夠保持很長的一段時間，這也是建設(shè)者對于所建筑的橋梁作出的最基本要求之一。我國經(jīng)濟的高速發(fā)展對各種基礎(chǔ)設(shè)施的需求大量激增，橋梁建設(shè)正處于一個高峰期，建設(shè)完工后的大量橋梁面臨著保養(yǎng)、維護、正常使用等大量問題。借鑒國內(nèi)外橋梁建筑史上的豐富經(jīng)驗，國內(nèi)學(xué)者將橋梁耐久性問題提到了現(xiàn)階段解決橋梁問題的首要地位。同時對橋梁的耐久性從其基本建筑材料到橋梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)成等方面展開研究，對橋梁后期保養(yǎng)、使用管理等一系列相關(guān)問題進行了考察，進而尋求解決橋梁耐久性問題。

1 我國橋梁耐久性現(xiàn)狀

作為一個發(fā)展中國家，我國的很多基礎(chǔ)設(shè)施都經(jīng)歷了從無到有的過程，國家發(fā)展的過程也是橋梁建筑史發(fā)展的一個歷程。由于種種原因造成我國已經(jīng)建設(shè)的大量橋梁中，很大一部分暴露出各種各樣的嚴(yán)重問題。其中很多橋梁在遠遠沒有達到使用壽命的時候就出現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)耐久性嚴(yán)重退化的狀況，有些橋梁甚至出現(xiàn)倒塌的嚴(yán)重情況，給國家的經(jīng)濟發(fā)展帶來了一定損失，危及了人們的生命安全。橋梁耐久性的提高將會作為21世紀(jì)國家橋梁建筑技術(shù)提高的一個重要標(biāo)志。由于各種原因，我國已建橋梁中多數(shù)不能滿足現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展的需要，嚴(yán)重制約了各地區(qū)的經(jīng)濟快速發(fā)展。上路車輛激增、維護不到位、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)比較低是造成橋梁耐久性不足的主要因素。

北京市內(nèi)的多座立交橋，因為不合理的養(yǎng)護以及超負(fù)荷使用，遭受了嚴(yán)重破壞。我國最早建成的北京西直門立交橋就是因為上述原因不得已而進行了拆除，這座立交橋由投入使用到最后拆除使用年限還不足20年。同樣，北京市內(nèi)的多座立交橋不得不進行多次的修繕。像這種情況在國內(nèi)的多座大中城市都有所出現(xiàn)。這不僅僅是我國出現(xiàn)的情況，在世界各個國家中都有出現(xiàn)。

2 橋梁耐久性研究現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的橋梁建設(shè)一般只會考慮橋梁的建設(shè)費用、投入使用后的安全性和實用性，這是橋梁建設(shè)的最基本理念。但是為了滿足現(xiàn)代社會的需求，應(yīng)該將橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性考慮進去。對于橋梁耐久性的研究就是為了滿足橋梁建設(shè)完工后能夠達到最初所預(yù)期的使用壽命的同時保證使用過程中的安全性，通過對橋梁結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理的保養(yǎng)延長橋梁的使用年限。

筆者認(rèn)為現(xiàn)階段橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究大致可以分為兩個方向：一個是從橋梁建筑材料、建筑細(xì)節(jié)、后期對于橋梁的結(jié)構(gòu)維護等方面來保證橋梁的耐久性，選擇強度、耐久性更好的建筑材料去建設(shè)橋梁，設(shè)計更加合理的橋梁結(jié)構(gòu)，對橋梁后期的維護保養(yǎng)更加仔細(xì)認(rèn)真，做到?jīng)]有遺漏，盡最大能力去提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性；另一個是對所建橋梁的使用壽命有一個科學(xué)合理的評估，充分考慮橋梁建筑當(dāng)?shù)氐母鞣N自然環(huán)境，以及后期使用情況，對橋梁的耐久性有一個合理的評價，避免出現(xiàn)盲目的自信，最終釀成不可挽回的嚴(yán)重后果。

目前，橋梁建筑的安全性越來越引起人們的注意，特別是比較重大的橋梁建設(shè)工程，牽動著整個社會民眾的心。近幾年來興建的跨海跨江的特大型橋梁，國家投入了大量的資金，肩負(fù)著重大的社會使命，如若不能夠保證這些橋梁的使用年限以及結(jié)構(gòu)耐久性，定會給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟損失以及嚴(yán)重的社會影響。鑒于此，對我國興建的幾座特大型橋梁都進行了結(jié)構(gòu)耐久性檢測，并且針對保證其耐久性主要采取了以下幾種措施：

a）在橋梁施工過程中嚴(yán)格按照流程操作，保證橋梁的施工質(zhì)量；

b）選擇最好的材料以保證完工后橋梁的耐久性；

c）科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計；

d）投入使用后及時保養(yǎng)修繕。

總之，通過幾代橋梁建筑學(xué)者的共同努力，我國的橋梁建筑已經(jīng)取得了喜人的成果，形成了一系列系統(tǒng)化的建設(shè)理念，并真正運用到橋梁的實際建設(shè)中去。不過整體來說，我國現(xiàn)階段有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究還沒有取得突破性的成果，只能運用一部分的研究成果對橋梁建設(shè)進行指導(dǎo)，因此應(yīng)該加強橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究力度，爭取早日將相關(guān)理論運用到實際施工中去，有效的提高我國橋梁結(jié)構(gòu)耐久性。

3 基礎(chǔ)材料在提高橋梁耐久性中的應(yīng)用

3.1 混凝土的選取和施工細(xì)則

目前對于保證橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究成果，就橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)材料混凝土而言，有以下三種方法：

a）對于將要建設(shè)的橋梁采用高性能的混凝土這種高性能混凝土的結(jié)構(gòu)特點是加入質(zhì)量的礦物質(zhì)以及減水劑，所采用的混凝土采用較低的水膠比例，在混凝土的制作過程中進行嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控，使所生產(chǎn)出的混凝土的性能更加優(yōu)越，通過實驗得出高性能混凝土的耐久性更加良好，特別是在自然環(huán)境非常惡劣的條件下，高性能的混凝土也能夠達到建筑預(yù)期的效果，滿足橋梁建設(shè)的需要；

b）橋梁建筑中鋼筋保護層的科學(xué)合理厚度 對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁來說，增加鋼筋的保護層厚度能夠有效的降低橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕速度，進而提高橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性，國內(nèi)的橋梁建筑學(xué)者提出了為了保證橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性，作為主要構(gòu)成材料的鋼筋保護層厚度應(yīng)該達到一定的標(biāo)準(zhǔn)；

c）對建設(shè)中的橋梁結(jié)構(gòu)采取防腐蝕措施 后期的保養(yǎng)維護也將會使用防腐蝕方法對橋梁結(jié)構(gòu)進行保護。

3.2 鋼材的保護

橋梁若采用鋼材作為主要建設(shè)材料，在惡劣的自然環(huán)境條件下，單純的依靠鋼材本身的抗腐蝕能力，是不能夠滿足橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性需要的，所以采取一定的防護措施是必要的。現(xiàn)階段所采用的最常見方法就是對鋼結(jié)構(gòu)橋梁涂抹保護層，這也是對鋼結(jié)構(gòu)橋梁最實用有效的方式。涂抹防護層不僅僅是實際效果比較突出，同時也是對所消耗的資源以及金錢綜合考慮后的決定。對于橋梁涂層保護的根本原理就是隔絕橋梁建設(shè)材料和自然環(huán)境之間的直接氧化接觸，另一種思路就是開發(fā)出本身就具有一定防腐蝕強度的鋼材用于橋梁的建設(shè)。發(fā)展耐腐蝕強度更加良好的鋼材，已經(jīng)成為世界橋梁建筑上的一個熱門話題。據(jù)有關(guān)報道，美國已經(jīng)開發(fā)出一種高強度的耐腐蝕鋼材，用作現(xiàn)在橋梁建設(shè)中鋼材的替代。我國的特種鋼材研究也在快速發(fā)展中，并取得了一定的喜人成果，已有一部分特種鋼材運用到特大型橋梁的建設(shè)當(dāng)中去。

3.3 鋼筋混凝土的物理性能的確保

橋梁建筑過程中所使用的材料的耐久性研究主要針對鋼筋混凝土的各種物理性能、橋梁建筑材料和外物發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過程以及橋梁表面生物生長引起的腐蝕、破壞過程。橋梁建筑所使用的混凝土以及鋼筋是橋梁建筑中的主要材料，所以這兩種材料的腐蝕、破壞所引起的后果尤其嚴(yán)重，因而相關(guān)研究已成為增強橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的首要問題。如果所選用的建筑材料性能退化，橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性以及所具有的承載性能也會隨之退化。鋼筋混凝土的性能退化主要是指其物理性能的退化。外力因素造成鋼筋混凝土的破壞是不可避免的，這也就降低了橋梁的使用壽命，所以后期對橋梁的保養(yǎng)修繕顯得尤為重要。

3.4 橋梁建筑材料耐久性研究

對于橋梁建筑材料的耐久性研究，是增強橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的必要手段，同時也是將橋梁耐久性理論運用到實際施工過程中的一個階段。對橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究，目的主要是為了更好地增強以后建設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)耐久性以及對現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)耐久性進行科學(xué)評估。實施更加合理的橋梁建設(shè)理念，在保證橋梁使用壽命、使用安全性的前提下，有效地降低施工成本。目前我國的橋梁結(jié)構(gòu)耐久性研究還處于一個初級階段，擁有很大的發(fā)展空間。

4 結(jié)語

提高我國建設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)耐久性，是滿足經(jīng)濟高速發(fā)展的一個基礎(chǔ)因素，是保護自然環(huán)境以及實現(xiàn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的前提。開展橋梁結(jié)構(gòu)耐久性研究，涉及的學(xué)科是廣泛的，為了能夠更好的完成這一目標(biāo)，要求我國的橋梁建設(shè)專業(yè)人才更努力的進行研究，爭取早日將這一技術(shù)運用到實際的國家建設(shè)當(dāng)中去，為我國經(jīng)濟的發(fā)展作出相應(yīng)的貢獻。

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