橋梁結構耐久性設計方法的思考

【摘要】橋梁結構的使用年限直接取決于橋梁結構的耐久性，若想增加橋梁的使用年限，則非常有必要對橋梁結構的耐久性設計進行深入探討。通過研究全球有名的一些橋梁工程，不難發現，部分橋梁工程之所以能夠使用數千年，主要在于其內部構造具有良好的耐久性及穩固性。所以，在建造橋梁工程之前，必須先設計好橋梁工程的結構，這樣方能確保橋梁工程后續使用的穩定性及安全性。因此，對橋梁結構耐久性設計方法進行研究具有極其重要的現實意義。

【關鍵詞】橋梁結構；耐久性；設計

橋梁結構的耐久性就是指在使用壽命內，在受到外界環境及其他突發狀況等共同影響下，經過相關的維護檢修，仍可以確保橋梁結構的適用性、安全性和外觀穩固性的一種性能。橋梁結構的耐久性是評估橋梁結構是否適用、安全的一個重要指標。目前，國內的橋梁基礎建設正處于飛速發展時期，橋梁結構的耐久性問題也已經成為人們高度關注的一個焦點。為此，本文對橋梁結構的耐久性設計方法進行了探討，以期為提升我國橋梁結構的耐久性提供一些參考依據。

1、國內橋梁結構耐久性的現狀及原因分析

1.1國內橋梁結構耐久性的現狀

在當下社會經濟飛速發展的新形勢下，橋梁建設行業也實現了飛躍式的發展，人們對橋梁工程的質量也提出了越來越高的要求。中國在橋梁建造方面也取得了不錯的成果，國內的橋梁建造體系正日益壯大。然而，近年來發生的橋梁安全事件也越來越多，給國民的生命財產安全帶來了巨大的危害，人們也越來越懷疑橋梁工程的安全性能。

1.2造成橋梁結構耐久性問題的因素

筆者認為，造成橋梁結構耐久性問題的因素主要包括如下幾方面：一是混凝土的耐久性。由于混凝土是橋梁工程建造過程中必不可少的一項材料，倘若混凝土的耐久性不足，則必定會嚴重影響混凝土結構的設計、后期維護及施工等工作的開展。目前，國內在設計橋梁工程的過程中，只是一味地強調橋梁設計的強度，而未考慮到橋梁的耐久性設計，尤其是混凝土的耐久性，這樣便極易引起橋梁工程安全事故。譬如，混凝土的質量無法達到橋梁建造的標準、鋼筋的防護層不達標等，如果鋼筋的防護層較薄，則必定無法有效的保護鋼筋材料，這樣便極易誘發橋梁工程安全事故。二是在設計及使用橋梁結構時，因為維護工作不到位，導致橋梁結構出現嚴重的腐蝕、材料失修問題，在凍融的循環作用下，橋梁結構會逐漸松散，甚至倒塌，從而造成橋梁安全事故[1]。在使用橋梁時，因為橋梁結構之間不可避免地會出現一定的碰撞及磨損問題，這樣便會在一定程度上降低橋梁的質量、縮減橋梁結構材料的使用年限，從而影響到橋梁工程的安全性及穩固性。大量調查結果證實，橋梁施工質量問題及材料問題是引起橋梁安全事故的主要原因。目前，國內也存在著一些質量較差的橋梁工程，那些橋梁工程除了橋梁結構存在問題外，橋梁施工質量也不達標，橋梁的結構材料也存在質量不合格現象，譬如，倘若鋼筋厚度不足，則必定會縮小鋼筋的受力面積，此時，如果鋼筋的延長性較差，則必定導致橋梁表面的受力點過分集中，致使整個橋面出現受力不均勻現象，這樣必定會大大降低橋梁的安全性及穩定性[2]。

2、橋梁結構耐久性設計方法探討

2.1完善材料和結構構件選型

在對橋梁結構的耐久性進行設計時，設計人員應選取性能較強的鋼筋材料來開展建筑施工，同時必須保證的設計的橋梁結構具備較強的抗腐蝕性能、焊接性能及斷裂韌性。其中，橋梁結構的抗腐蝕性能設計可通過在鋼筋及鋼絞線上涂抹環氧涂層來實現。在設計水下環境下的橋墩結構及挑選相關的施工材料時，必須確保所設計的橋梁結構具備足夠強的抗滲性能。譬如，在挑選橋梁結構耐久性設計材料時，最好選用標號在42.5以上的硅酸鹽水泥，同時，必須保證其水灰比不超過0.45，水泥含量不可低于370000g/m3。比如，在挑選鋪裝橋梁工程橋面結構的施工材料時，設計人員最好環氧瀝青混凝土，因為環氧瀝青混凝土的性能較強，可以為結構作用的密實性及耐磨性提供可靠的保障。在設計混合料比例時，設計人員必須保證所設計的混凝土結構不會出現裂縫，可通過減少水泥中堿的含量來保證混凝土集料的密實性。另外，因為混凝土結構中的氯離子會腐蝕鋼筋，所以，必須保證水泥中的氯鹽含量不超過1%，同時，可通過振搗施工來提升混凝土材料的耐久性。

2.2提升混凝土保護層厚度

混凝土保護層是維持混凝土與鋼筋之間的結構粘結力的基礎，混凝土保護層的設計可以避免混凝土內部滲入有害物質對鋼筋造成腐蝕。據調查發現，氯離子是造成鋼筋腐蝕的主要原因，而且混凝土保護層越薄，其滲入鋼筋表面的時間越短，碳化現象產生的二氧化碳的擴散速度也越快。所以，在設計橋梁結構耐久性時，必須提升混凝土保護層的厚度，這樣方能有效的減少鋼筋表面的腐蝕時間，從而達到提升橋梁結構耐久性的目的。

2.3重視防水層設計的適用性

針對因設計不當而造成的橋面鋪裝早期破壞或橋梁結構伸縮縫病害，設計人員應將具備較強抗拉性能、抗剪性能和抗滲性能的防水層設計對應的結構部位，以促使結構混凝土鋪裝層與防水涂層實現融合。一般情況下，鋪裝層與下方水泥混凝土橋面之間的粘合力不可超過結構混凝土鋪裝層與伸縮縫結構防水層之間的粘合力，這樣可以避免其他因素對橋梁鋪裝結構和伸縮縫結構造成干擾[3]。另外，在橋面鋪裝層的頂面也必須設計防水層，尤其是連續梁的負彎矩段，同時，為了防止水分從伸縮縫位置流入梁內部，應將排水管設置于伸縮縫位置。

結語：

總之，橋梁結構耐久性設計是保證橋梁工程穩固性及安全性的基礎，筆者認為，在對橋梁結構耐久性進行設計的過程中，除了必須完善材料和結構構件選型外，還必須提升混凝土保護層厚度，同時還必須重視防水層設計的適用性，這樣方能有效的提升橋梁工程的耐久性、延長橋梁工程的使用壽命，為國民的生命財產安全提供可靠的保障，進而促進我國橋梁建設事業的更快、更好發展。

參考文獻：

[1]梁遠濱，黃青華.橋梁結構的耐久性設計理論和方法探討[J].交通世界（工程技術），2015（11）.

[2]文懷龍.道路橋梁的安全與耐久性設計研究[J].綠色環保建材，2017（07）.

[3]邱堂堂.橋梁設計中存在的安全耐久性問題分析[J].交通世界，2017（24）.

作者簡介：

王艷，（1981—），女，漢族，江西省南昌市，本科，目前職稱：中級工程師 研究方向：土木工程。