分析橋梁細部設計對結構耐久性的影響

李丙申

(河南省建筑設計研究院有限公司，河南 鄭州 450014）

在橋梁細部設計中需要對多個橋梁結構進行設計，還要考慮混凝土材料種類、性能等問題，具有一定的復雜性。在設計過程中應以相關設計規范及要求為依據，并結合橋梁工程所在地實際情況進行設計，有意識的提高橋梁結構的耐久性，延長橋梁的使用壽命。

1 橋梁細部設計對結構耐久性的影響

設計理念、承載能力及結構細節設計等都是影響結構耐久性的重要因素，要從根本上解決結構耐久性問題，首先就要了解這些因素對結構耐久性的實際影響及影響程度。

1.1 設計人為因素對結構耐久性的影響

在橋梁細部設計過程中，設計人員將重點放在了橋梁結構強度計算的安全度，然而卻忽略了橋梁結構體系、結構材料、施工、整體構造及后期維護等諸多因素，因此在橋梁細部設計中常出現一些人為因素，這種人為因素易導致橋梁結構使用性較差，影響橋梁結構的耐久性。

1.2 載重問題對結構耐久性的影響

在橋梁實際應用中，公路橋梁具有一定的承受力，若汽車荷載超出了橋梁的承載能力，會造成橋梁疲勞，嚴重的話可以會造成難以恢復的損傷，這樣會對橋梁結構的耐久性造成直接性影響。

1.3 橋梁結構細節的不合理設計對結構耐久性的影響

橋梁在建設以及使用中，不僅會遭受惡劣環境與有害化學物質的侵害，同時還承載著風、超載、地震及人為因素的作用力，在這種狀況下橋梁中所使用的材料性能也會逐漸退化，從而給橋梁細部帶來不同程度的影響及損害。

1.4 設計時未考慮實際環境給結構耐久性造成的影響

有些設計人員雖然在橋梁細部設計中考慮到了溫度應力、混凝土收縮等一些非荷載因素的影響，但若混凝土的徐變計算理論與橋梁實際環境不相符，也會影響橋梁結構的耐久性，給橋梁結構埋下安全隱患。

2 提高結構耐久性的設計策略研究

在橋梁結構設計中既要重視橋梁的結構計算分析及選型，確保其滿足相關規范要求，同時還要重視施工、材料、技術及管理水平等，采取科學合理的設計方法針對不同環境及條件對結構細部進行合理化布局與構造，以此來提高橋梁結構的耐久性，以下是對提高結構耐久性的設計策略研究。

2.1 對橋梁主體結構的混凝土材料進行嚴格把關

橋梁主體結構是橋梁結構的重要組成部分與核心，因此合理選擇主體結構的混凝土材料尤為重要。混凝土材料應盡量選擇含堿量較低、低水化熱的水泥，混凝土骨料應選擇一些堅固且耐久性較好的潔凈材料，盡可能的降低水泥中硅酸鹽水的使用量。近幾年來，很多地區在橋梁結構施工中都紛紛采用高性能混凝土材料，這種材料比較易于澆筑，搗實后不離析，并且能夠長期保持其本身的力學性能，早期強度較高，體積穩定性較好，即使在惡劣的環境條件下依然具有較強的耐久性。對于比較特殊的環境，設計時應根據橋梁項目的水位變動區確定混凝土材料的抗凍等級、抗凍耐久性指數以及混凝土拌合物的很含氣量、水灰比等等。而在沿海地區則應使用具有防腐效果的混凝土材料，并結合實際情況摻入適量的防銹劑。

2.2 合理控制橋梁結構的冗余性

在橋梁施工之前，需要對橋梁細部設計項目進行軸載譜調查，并根據車輛構成以及軸重全面核查橋梁設計荷載，同時還要充分考慮車輛行駛的超載現象。為了保證橋梁施工的安全性，還要給橋梁適當增加安全儲備，以此來確保橋梁設計的安全性與經濟性。

2.3 做好橋梁構造設計

首先，在橋梁主梁設計中應盡可能的使用耐久性結構，對于橋梁上部結構中主梁的選擇，應使用預應力較強，耐久性較好的混凝土結構。一般進行鋼筋混凝土結構設計時，橋梁跨徑應控制在20m以內。對于有特殊要求的橋梁跨徑應適當考慮對其進行T梁結構設計。混凝土保護層的厚度也要合理控制，在滿足相關規范的基礎上結合實際環境進行保護層厚度設計，在設計過程中要考慮主梁之間的橫向整體性，一般情況下橫隔梁之間的距離應控制在10m以內。其次，在主梁尺寸擬定以及鋼筋布置設計中，不僅要滿足橋梁受力需要，同時還要考慮施工需要，確保混凝土澆筑以及振搗質量，保證現澆部分的寬度與鋼筋焊接等環節施工需要相一致。主梁中鋼筋避讓也是橋梁設計中的重要問題，在設計中應根據實際應力情況，對主鋼筋空間位置進行慎重考慮，在設計中要具體說明鋼筋材料避讓的先后順序，以此來避免橋梁施工中操作失誤。再者，要對橋面鋪張進行合理設計，保證橋面鋪張設計的合理性。

3 總結

橋梁設計中結構的耐久性問題一直以來都是橋梁工程中的難題，在橋梁細部設計中影響結構耐久性的因素有很多，有人為因素、材料因素、施工因素、設計因素等等。要提高橋梁結構的耐久性，應從橋梁細部設計入手，它是提高橋梁結構耐久性的基礎因素，只有做好橋梁細部設計，才能從根本上保證橋梁結構的安全性、穩定性與耐久性。

[1] 趙素潔.橋梁細部設計對結構耐久性的影響分析[J].公路，2013,7(5)：80-82.