橋梁工程中混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計

摘 要：在橋梁工程建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的研究對于確保橋梁工程安全工作具有重要的現(xiàn)實意義。橋梁在長期運行過程中會受到來自周圍各種因素的影響，而混凝土對于這些因素的抵抗能力就稱為混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性，該性能也是衡量橋體使用壽命的一個重要指標(biāo)。在此，文章作者結(jié)合多年工作經(jīng)驗及專業(yè)技能對于我國橋梁工程中混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的影響因素展開研究討論，并對全面提高我國橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的方法做出細(xì)致總結(jié)。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；混凝土結(jié)構(gòu)耐久性；影響因素；改進(jìn)措施

近些年來，隨著我國現(xiàn)代化發(fā)展腳步的加快，我國橋梁工程建設(shè)也在日益壯大。橋梁工程的建設(shè)也不再是單純地為交通事業(yè)服務(wù)，而是更多地促進(jìn)了現(xiàn)代化的發(fā)展和普及。在橋梁工程不斷發(fā)展的同時，其質(zhì)量安全以及防護(hù)維修問題就成了人們關(guān)注的焦點。而混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計的質(zhì)量就是決定我國橋梁安全與否的關(guān)鍵。下面，首先簡單介紹我國橋梁工程中混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的內(nèi)容，再著重從影響我國橋體混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的不利因素著手，分析橋體安全質(zhì)量差及耐久性差的原因，同時，針對這些原因給出混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計方面的改進(jìn)措施。

1 耐久性設(shè)計內(nèi)容

我國橋梁工程建設(shè)中混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計的內(nèi)容主要包括兩方面，一是混凝土材料的選用，二是上、下部結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計。在材料選用方面，必須以確保橋體堅實、穩(wěn)固、安全為前提，還要注意節(jié)能環(huán)保的問題，同時還要考慮工程造價的問題。而工程設(shè)計方面，則是一切工程展開的基礎(chǔ)和核心。只有科學(xué)合理的設(shè)計才能保證工程建設(shè)的質(zhì)量。其中，橋梁工程的上部結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計主要包括橋面、橋面防水層、主梁以及伸縮縫，在這些設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意混凝土的鋪裝設(shè)計要嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，每一個層次的疏忽都會導(dǎo)致橋體受到積水的侵蝕從而影響其安全性和耐久性。而橋梁工程的下部結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計工作則主要包括分聯(lián)墩蓋梁和樁頂兩方面的設(shè)計。這兩部分結(jié)構(gòu)有個共同點就是易受融化的除冰鹽水的腐蝕，因此其設(shè)計應(yīng)以免受鹽水侵蝕和加厚保護(hù)層厚度兩方面考慮，從而使橋梁的安全性和耐久性得到提高。

2 耐久性影響因素

2.1 工程設(shè)計方面

可以說工程設(shè)計的缺陷及不合理是導(dǎo)致工程質(zhì)量不過關(guān)的關(guān)鍵問題。我國的橋梁工程設(shè)計存在許多不完善的地方，一是混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計并未受到應(yīng)有的關(guān)注和重視。在橋梁工程建設(shè)中，耐久性設(shè)計的不完善和不細(xì)致導(dǎo)致工程整體設(shè)計存在安全隱患，影響橋梁工程質(zhì)量。因此提高我國橋梁工程設(shè)計人員對此類結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計的重視度對減少橋梁工程的安全隱患是十分重要的，為此，在進(jìn)行工程設(shè)計工作時要求設(shè)計人員要從工程整體全局的角度出發(fā)，同時注重各結(jié)構(gòu)體系的聯(lián)系以及設(shè)計構(gòu)造的角度，以便全面有效的提高耐久性設(shè)計的水平。二是我國橋梁工程設(shè)計人員的綜合素質(zhì)不強(qiáng)。我國大多數(shù)設(shè)計人員在展開設(shè)計工作時都存在思維定式的問題，思維具有一定的局限性。不懂得從工程整體角度出發(fā)，對于工程設(shè)計的考慮只在于圖紙上和書本上，未能結(jié)合具體實際情況，包括橋體建設(shè)的自然環(huán)境，橋體投入使用的功能及條件。設(shè)計人員唯有從實際角度出發(fā)才能設(shè)計出符合實際的結(jié)構(gòu)布局，才能設(shè)計出滿足實際要求的體系構(gòu)造。隨著我國橋梁工程領(lǐng)域的不斷發(fā)展，設(shè)計理論、操作技術(shù)以及施工材料也在不斷推陳出新，這無疑對我國的工程設(shè)計人員提出了更高更嚴(yán)格的要求。工程設(shè)計人員務(wù)必要扎實自己的專業(yè)基礎(chǔ)，并且不斷地更新自己的專業(yè)知識，以便更好的投入設(shè)計工作中去，建造出安全可靠的橋梁工程。另外，許多設(shè)計人員往往只滿足于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算上的安全度需要，而忽視從結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)維護(hù)、結(jié)構(gòu)耐久性等方面加強(qiáng)結(jié)構(gòu)安全性，同時在設(shè)計、施工以及使用的過程中也經(jīng)常出現(xiàn)人為的錯誤缺乏結(jié)構(gòu)安全性的保證。三是工程設(shè)計理論的匱乏和工程結(jié)構(gòu)體系的缺陷。在橋梁設(shè)計領(lǐng)域里，橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多不完善的地方。結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)是選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案，其次是結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件和連接的設(shè)計，并取用規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或可靠性指標(biāo)以保證結(jié)構(gòu)的安全性。

2.2 施工管理方面

雖然工程設(shè)計直接關(guān)系到工程質(zhì)量，但是橋梁建筑工程體系龐大，其工程完成的質(zhì)量水平也與施工管理密不可分。現(xiàn)如今，無論是國內(nèi)還是國外的橋梁工程建設(shè)質(zhì)量都存在很大的問題，有關(guān)于橋體坍塌造成國家和人民安全利益損失的報道屢見不鮮，因此，在確保橋梁工程設(shè)計科學(xué)合理的前提下，加強(qiáng)橋梁工程施工階段的管理力度對于確保我國橋梁工程的安全性以及耐久性也是十分必要的。通過對現(xiàn)有的橋梁坍塌案例的分析，可以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致工程質(zhì)量不合格、“豆腐渣工程”的主要原因就是施工過程中施工材料的強(qiáng)度、規(guī)格和用量不達(dá)標(biāo)。項目承包方為謀取私人利益，偷工減料、以次充好、縮短工期，嚴(yán)重?fù)p害了橋梁工程的安全質(zhì)量。同時施工規(guī)范也是影響工程質(zhì)量的一個重要因素，施工過程必須嚴(yán)格按照工程設(shè)計執(zhí)行，并且結(jié)合施工規(guī)范制度使施工操作更加規(guī)范，更加嚴(yán)謹(jǐn)。

3 提高耐久性措施

3.1 合理選擇混凝土結(jié)構(gòu)的組成材料

混凝土各組成材料及鋼筋的選用應(yīng)滿足材料的耐久性質(zhì)量要求，應(yīng)按規(guī)范規(guī)定對進(jìn)場原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗。同時合理改善顆粒級配，提高混凝土的密實性，從而提高耐久性。

3.2 提高混凝土的密實性

控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，改善混凝土的施工工藝，攪拌均勻、充分振搗，加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格控制施工質(zhì)量。除了選擇及配良好的集料和精心施工保證混凝土充分搗實和水泥充分水化外，水灰比是影響混凝土密實性的最重要的條件，故《橋規(guī)》（JTG D62）中規(guī)定了各類環(huán)境條件下滿足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同時適當(dāng)摻用外加劑，如摻用減水劑或引氣劑，可改善混凝土的孔隙結(jié)構(gòu)，提高混凝土的密實性。

3.3 改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)的選型、布置和構(gòu)造應(yīng)有利于減輕環(huán)境因素對結(jié)構(gòu)的作用。采用具有防腐保護(hù)的鋼筋（例如，體外預(yù)應(yīng)力筋，無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋，環(huán)氧涂層鋼筋等）；加強(qiáng)構(gòu)造配筋，控制裂縫發(fā)展；加大混凝土保護(hù)層厚度等。《橋規(guī)》（JTG D62-2004）與舊《橋規(guī)》相比，構(gòu)造鋼筋用量增多，混凝土保護(hù)層加大，構(gòu)造不合理的地方進(jìn)行了調(diào)整。

3.4 采用高強(qiáng)混凝土以提高結(jié)構(gòu)物的耐久性

高強(qiáng)度混凝土（50MPa以上）的配制特點就是低水灰比，加外加劑，摻用超細(xì)活性摻合料，它的研制和應(yīng)用解決的核心問題之一就是保證耐久性。由于高強(qiáng)混凝土的密實性能好，抗?jié)B、抗凍性能均優(yōu)于普通混凝土，因此不但適用于高層和大跨度結(jié)構(gòu)物，對于海洋和港口工程，其抗?jié)B和耐腐蝕性能均大大優(yōu)于普通混凝土。

同時，還應(yīng)加強(qiáng)橋面排水和防水層設(shè)計，改善橋梁的環(huán)境作用條件。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)使用階段的維護(hù)與檢測，提高混凝土的耐久性。

4 結(jié)束語

我國橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，為了全面提高橋梁工程的耐久性，不僅要從設(shè)計、選材與施工、維護(hù)各個環(huán)節(jié)著手，還要以體現(xiàn)設(shè)計為前提，改進(jìn)我國橋梁防水、防腐結(jié)構(gòu)設(shè)計。做好我國橋梁工程病害防治和處理工作，以延長其結(jié)構(gòu)的使用壽命。

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