提高橋梁結構耐久性細部設計方法探討

唐永福

（寧夏公路管理局吳忠分局，寧夏 吳忠 751100）

提高橋梁結構耐久性細部設計方法探討

唐永福

（寧夏公路管理局吳忠分局，寧夏 吳忠 751100）

通常情況下，導致鋼筋混凝土橋梁出現質量問題的原因有施工質量差以及養護管理工作不到位等，同時細部設計工作的不完善也是重要的原因，其還會影響橋梁結構的耐久性和安全性，因此，我們應高度的重視橋梁結構設計工作中的一些細部因素。文章對易出現的可能影響橋梁結構耐久性和安全性的問題進行了詳細的分析，同時從設計的角度提出了科學合理并且具有針對性的改善對策。

橋梁細部結構；耐久性；設計方法

1 主體結構混凝土材料的選擇

在對混凝土進行拌制的過程中，建議選擇水化熱較低的水泥，并且應選擇耐久堅固的潔凈骨料作為混凝土骨料，確保粗骨料的粒形和級配是符合設計要求的，用水量不宜太高。由于高性能混凝土更加澆筑和搗實，早期其具有較高的強度、穩定性和韌性，并且它還能長期的保持力學性能，因此，在條件允許的情況下應選擇高性能混凝土。在凍融等特殊環境中，進行設計工作時應充分的考慮到混凝土的抗凍耐久指數和抗凍等級等參數，如果施工現場處于鹽堿地區，建議選擇具有較高防腐性能的混凝土。

2 適當的冗余性

對于橋梁工程項目應進行軸載譜的調查工作，在充分的分析了橋梁的軸重和車輛構成的基礎上，進一步的檢查橋梁的設計荷載，應注意到橋梁上行駛車輛的超載問題，提升橋梁的安全儲備，從而保證橋梁工程的經濟性和安全性。

3 構造設計應注意的問題

3.1 主梁。（1）選用橋梁上部結構時，預應力混凝土結構必須具備足夠的耐久性，如果必須選用鋼筋混凝土結構，那么橋梁的跨徑應是大于16m的。對于跨徑13m或是16m的橋梁，建議選用T梁結構；（2）保護層厚度。在各類環境條件下，混凝土保護層的厚度都應滿足設計要求中的最小值。而有些工程是采用通用圖設計的，那么保護層厚度還應滿足當地的環境類別的；（3）做好主梁的排水構造設計工作。空心板以及小箱梁都應采用直徑小于5cm的預留通氣孔，這樣就能保證箱體內外的溫度不會有太大差異，從而降低因溫室效應而產生的局部應力，同時及時的清除施工過程中產生的積水；（4）進行構造設計時應考慮可施工性。鋼筋的布置以及所確定的主梁的幾何尺寸都應滿足受力的要求，同時更要考慮到可施工性。澆筑和振搗混凝土時必須保證其質量，對于結構連續橋梁來說，應采用濕接頭通過墩頂順著橋梁的方向連接，同時現澆部分的寬度也必須滿足鋼筋焊接的施工需求。

3.2 橋梁鋪裝。主梁是不能受到車輛的直接磨損的，并且其也應有效的分布車輛荷載，而實際的情況卻是，橋面極易出現坑槽、滑移以及空洞等質量病害，橋面的防水系統就會遭到破壞，主梁的受力性能受到了嚴重影響，因此，設計師我們應采取以下對策：（1）在橋面防水混凝土中應添加適量的聚苯乙烯纖維，同時保證其強度等級和抗滲水等級，混凝土的鋪裝厚度應比設計值多1cm，為保證混凝土和瀝青層的有效結合，應采用銑刨機進行精銑刨；（2）為能夠準確的定位橋面鋪裝鋼筋網，在預制梁的頂部應設置抗剪連接鋼筋，保證了橋面鋪裝的整體效果。

3.3 支座。支座是受力最為集中的薄弱環節，進行設計時，應選適合的支座型號，同時考慮大具體結構的變形特性，另外也應注意施工操作及后期維修養護等工作。如果是彎梁橋，必須考慮到車輛離心力向外側推移產生的“爬行”現象，為保證梁體內力均勻分布，應將支座預偏心放置，合理的改善曲梁截面上的扭矩。在使用的過程中，為防止支座出現脫空的問題，在支座的頂部和底部應分別設置鋼板，及時的調平預制梁段的底部和蓋梁橫坡，確保支座具有良好的受力狀態。

3.4 伸縮縫。作為橋梁上部結構的附屬工程，伸縮縫的質量對于橋梁的使用性能以及使用壽命都是有著決定性的影響的，那么進行設計工作時，我們應注意以下兩個內容：首先，為保證自身的強度，從而有效的抵抗疲勞損壞，建議采用鋼纖維混凝土作為槽口混凝土，同時預留足夠的錨固鋼筋，橋梁結構與伸縮縫裝置應構成一個有機的整體。如果結構為薄翼緣板或是懸臂板，并且橋面板的厚度是小于伸縮裝置的高度的，為滿足錨固需求，應改進橋面板的斷面尺寸；其次，在橫向兩端的伸縮縫應做成翹頭形式的，從而形成一個閉合良好的U型槽，這樣橋面的積水就不會沿著伸縮縫向下泄漏，防止支座和梁端受到侵蝕。

4 橋梁抗震設計

要想有效避免橋梁上部結構出現延性不足、橋墩抗彎及落梁破壞等問題，設計工作時必須保證橋梁結構本身具備足夠的延性能力、抗變形能力和強度，同時更應注重橋梁結構的局部構造設計工作，進行抗震設計時應堅持“多道設防、分級耗能”的理念，其設計原則為“損傷程度和損傷部位可控、破壞構件易換、損傷部位易檢、損傷構件易修”。（1）注重限位裝置的設計工作。在實際的設計工作中，我們主要采用的策略有在蓋梁兩端設置抗震擋塊、在墩臺的蓋梁位置處設置抗震錨栓以及添加連接鋼板和鉸縫鋼筋等，對梁的位移產生了限制作用，防止落梁問題的出現；（2）梁端與蓋梁邊緣的距離應符合設計文件中的最小安全距離的要求，為防止梁端受到破化以及落梁問題的出現，進行設計工作時可以采取加大支座墊石的尺寸以及加大蓋梁支撐的寬度等策略；（3）重視擋塊設計。應保證擋塊的抗剪程度以及擋塊與主梁的剛度比值范圍是符合設計要求的，同時應在充分的考慮到實際情況的基礎上在蓋梁兩側設置雙層擋塊，確保其與主梁之間的間距是有一定差異的，當其再受到破壞時，擋塊是不會被同時剪壞的，從而實現逐步耗能的目的；（4）推行保護性的破壞理念。在對橋梁結構進行抗震設計時，應遵循“易修、易換、易檢、可控”的原則，防止主要的承重控件受到損害。在橋梁結構的抗震工作中，支座是其最薄弱環節，其也是最容易受到損害的，因此，在地震的作用下，中小跨徑橋梁的支座會首先受到破壞，將部分地震能量消耗掉，從而有效保護其他受力構件。

結語

混凝土橋梁的結構耐久性是要受到很多因素的影響的，因此，我們在日后的設計工作中應多借鑒國外的先進經驗，在實際的設計施工工作中不斷總結自身的經驗，從而進一步的改進和完善橋梁結構的耐久性設計工作，促進我國公路橋梁行業的良性發展。

[1]郭瑞軍．影響橋梁結構耐久性的細部設計[J]．山西交通科技，2009．

[2]趙素潔．橋梁細部設計對結構耐久性的影響分析[J]．公路，2013．

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