橋梁細部設計標準對結構耐久性的作用

寇應科

【摘要】隨著社會主義經濟的不斷發展，人們的認知水平也在不斷提高，在對橋梁結構的設計過程中，人們已由最初的重視橋梁外觀漸漸向橋梁耐久性發展。本文通過對橋梁細部設計標準的相關內容進行分析研究，再結合其對橋梁結構耐久性的作用進行分析，僅供參考。

【關鍵詞】橋梁設計;細部標準;結構耐久性

近年來，隨著我國科學技術的不斷發展，橋梁工程建設的類型也越來越多，其中，橋梁的跨徑程度也在不斷加大，因此，在進行橋梁設計時，要不斷增強對橋梁的設計內容的精準性，以保障橋梁建設能夠滿足最基本的安全以及適用等功能[1]。由于橋梁的細部設計標準直接影響到橋梁結構的耐久性，所以在進行橋梁細部設計時，設計人員要加強對結構耐久性的影響分析，通過結合實際情況，對橋梁的外部環境以及應對的受力狀態進行有效研究，以便更好地進行橋梁細部設計，增加橋梁結構耐久性，提高橋梁的使用效率。

1.橋梁細部設計中構造要點分析

1.1橋梁主梁結構的相關設計要點

在進行橋梁細部結構設計時，設計的相關結構體系以及特點都應該遵循耐久性的設計要求進行設計，這是對于提升橋梁整體質量的最基本要求。因此在進行橋梁的主梁結構設計時，要保持一定的亢余性，即在進行主梁結構設計時要注重提升重要部位的厚度以及強度，其中就包括對于所使用的鋼筋等容易銹蝕的材料進行有效的防腐蝕處理，此外，要提升橋梁結構的整體穩定性，就要對平常容易受到忽略的地方進行加強處理，對這種細節的管理以及監督力度進行有效強化。

1.2橋梁橋面的鋪裝以及排水系統的設計要點

橋梁在進行橋面的鋪裝過程中，要注意使用的混凝土的塌落度是否滿足設計要求，同時還要注意混凝土的澆筑以及振搗處理、混凝土的各項性能達標、提升混凝土材料的各項強度以及鋼筋的錨固方式與錨固長度等方面的內容。如果做好了這些內容，就可以在很大程度上提升橋梁鋪裝的質量，從而減少行駛車輛對于橋梁鋪裝路面產生的磨損以及損壞。在對橋梁橋面的排水系統進行設計時，要注意控制好排水系統的坡度以及橋面材料的防滲水等措施，以控制好積水在橋面上的停留時間等等。

1.3橋梁的抗震設計要點

橋梁要具備一定的抗震能力，所以在進行橋梁設計時，要采取一定的設計措施，以防止橋墩在抗剪和抗彎以及橋梁的上部結構受到破壞等方面的性能影響。因此，要加強對于橋梁結構的局部構造設計。然而，由于在進行橋梁構造的設計中，使用抗震計算的方式沒有辦法得到橋梁在地震作用下的響應精確度，所以要采用“分級耗能、多道設防”的設計理念以及設計原則，首先，設計人員要確保橋梁的主體結構的梁端到蓋板邊緣的直線距離要滿足橋梁設計規范中的最小安全距離，并且在設計時，可以加大橋梁支座處的墊石尺寸，也可以適當擴大橋梁蓋板梁的支撐寬度;其次，設計人員要對橋梁的限位裝置進行精細化設計，例如在對橋梁結構中的簡支梁進行設計時，則應該采取縱向梁端鏈接或縱向梁端支檔等方式，在對連續梁的設計過程中，可以采用橫向支檔或者是縱向支檔的方式，在對限位裝置進行設計時，可以通過增設抗震擋塊或者抗震錨栓等，以此提升橋梁結構的整體性，同時提升橋梁結構在地震作用下的穩定性;在進行擋塊設計時，設計人員要注意擋塊設計不能夠超過規定的范圍之內，要讓擋塊和橋梁的主梁剛度比在一定的范圍之內，并且還要根據橋梁的實際設計要求沿著蓋橋梁周圍設置多個擋塊或者是在橋梁的蓋梁梁端設置“外強中干”的雙層擋塊，這樣擋塊的設置可以讓橋梁主梁與蓋梁之間的間距距離不一致，當發生地震時，兩者不會同時發生損壞，從而實現了分級耗能以及逐步耗能的設計效果。

2.橋梁細部設計標準對橋梁結構耐久性的影響

2.1載重設計對結構耐久性的影響

橋梁結構要結合橋梁所在地的水文氣候等自然條件以確定結構設計的載重標準值。在進行橋梁細部設計時，需要結合橋梁最不利效應組合以及承受的不同作用力構造，來對橋梁結構的耐久性進行分析[2]。當橋梁的外部作用力超出了設計的預期時，就會導致橋梁從最大的彈性工作范圍跳脫，從而出現塑性變形或者是開裂的情況發生，再伴隨著橋梁無應力的狀態變化，橋梁的鋼筋保護層會發生相應的異動情況，從而引起鋼材的損壞，嚴重時還會導致橋梁坍塌的情況。所以在進行橋梁的實際設計時，所設計的橋梁一定要具備一定的承載力，以避免橋梁因為長期載重，出現疲勞應力，從而造成難以恢復的嚴重損傷，最終導致橋梁結構的耐久性受到相關影響。

2.2人為因素對于橋梁結構耐久性的影響

橋梁的設計人員一般都是比較注重對于橋梁的主體結構進行相關設計，從而造成對于橋梁細部結構設計的忽略，所以很多橋梁在進行施工建設時，往往都不會重視對于橋梁的細部設計，導致在進行橋梁的后期施工時會出現很多問題。很多橋梁的設計人員在對橋梁的細部結構耐久性進行設計時，只對鋼筋最小凈保護層厚度提出相關設計要求，而在其他方面，比如鋼構件的防腐性就沒有引起重視，沒有確切的相關設計要求;另外在對橋梁的附屬結構進行設計時，沒有通過實地的勘察以及踩點，通常是直接采用生產廠家所提供的產品通用圖設計，這些細部問題沒有在設計前期進行解決，也會對橋梁的耐久性造成影響。

2.3結構設計對橋梁耐久性造成的影響

在進行橋梁的設計時，結構設計是橋梁設計的最主要內容，也是設計時的重點所在。在橋梁結構的設計中細部設計是主要關于橋梁主梁的設計所展開，因為主梁是決定橋梁結構耐久性的核心內容，也是橋梁的主要結構部件，橋梁主梁的合理設計與橋梁結構的耐久性有著直接影響的關系。而其中不合理設計主要是存在主梁的排水設計方案中，從而導致在施工建設完成后出現主梁后箱體積水嚴重的現象，當積水過多時就會直接影響到主梁的鋼筋，最后造成橋梁結構耐久性下降的情況發生。對于這種問題，設計人員在設計過程中，就要重視對于排水系統設計的細部設計，通過結合實際情況，選擇能夠增強結構耐久性的設計方案。比如在對上部結構進行設計時，就要選用高耐久性的混凝土材料，再根據具體環境對混凝土保護層的厚度進行相關調整。

3.提高橋梁耐久性的應對措施

3.1在橋梁細部設計前期要做好相關的準備工作

在對橋梁進行細部設計時，要做好相應的前期準備工作，要根據設計的相關要求，對橋梁結構的所處環境以及設計年限進行分類。在橋梁的細部設計中，要有相關的單獨的耐久性設計說明，在說明中，要對結構使用環境與環境的作用等級、永久性結構的耐久性措施、非永久性構件結構耐久性以及構件分類及其使用年限提出相關的設計要求[3]。與此同時，設計人員也要注意對于橋梁施工建設所需要的建設材料有相關要求，要保證建設材料的質量要求能夠達標。設計人員在進行橋梁細部設計時，要全方面地考慮可能會對橋梁耐久性產生影響的各種因素，并準備好相應的解決措施，同時在設計方案中要有相關的細節標注說明，以對建設后期可能出現的問題準備好相應的應對措施。

3.2提高橋梁的支座強度

因為橋梁支座是橋梁受力最集中的地方，也是橋梁結構中比較薄弱的一種內部掛件。橋梁支座的作用是連接橋梁的上部與下部結構。因此在具體的橋梁細部設計中，要對橋梁支座的耐久性設計進行不斷的優化，以確保支座可以具備相應的抗壓承載力，同時要對支座的轉角位移量以及摩阻系數進行相應的確定，以保障支座的上下支撐面的水平與對立，最終讓上下部結構的內部作用力達到均衡。除此之外，在實際的使用過程中，還要充分考慮行駛車輛的加速度等橋面切向力對于支座上的相關作用所形成的水平剪力，對橋梁支座的抗剪強度進行有效的驗算，對于那些橫向剛度能量大的上下部結構，要充分考慮到支座的不均勻受力情況，可以按照需要單排設置多個支座，從而在橋梁建設的整體上全面提高橋梁支座的強度。

3.3結構混凝土材料的選用

在進行橋梁建設時，對于橋梁結構工程需要運用高性能的混凝土材料進行施工。因為高性能的混凝土材料在進行振搗時不容易離析，并且也容易澆筑，而且它的韌性以及早期強度等方面的力學性能都比較好，可以讓橋梁保持體積穩定，從而增強橋梁的耐久性。其中，橋梁邊跨位置要采用現澆混凝土的方式進行結構施工，所有工程箱梁都需采用C50混凝土，合龍段長2米，現澆段長9米。混凝土要使用堅固耐久的潔凈骨料，通過利用低含堿量以及低水化熱的水泥進行攪拌，在混凝土攪拌制作的過程中，要盡量減少應稅的使用，同時加強骨料級配合粒形控制，從而讓材料中的硅膠鹽水泥用量得到有效的控制。要做好橋面鋪裝，才能讓板梁避免受到雨雪的侵蝕以及保護好主梁不受到行駛車輛的直接磨損，使整個橋梁結構的耐久性得到增強。要加強瀝青與混凝土的結合，就要對其進行精銑刨。在進行橋面的鋪裝過程中，采用耐久性水泥混凝土進行施工，讓橋面的強度以及抗滲等方面都能夠得到提升，同時采用聚丙烯纖維讓橋面的厚度比設計高度高出1厘米。在混凝土的土層上要鋪裝水性瀝青基滲透防水材料，通過對預制梁頂的位置進行抗剪連接鋼筋的設置，最終讓整個橋梁結構的整體性得到有效保障，提升橋梁耐久性。

3.4橋梁的主梁設計

在對橋梁主梁的結構類型進行選擇時，需要選用耐久性比較好的預應力混凝土結構，因為普通的鋼筋混凝土梁在使用過程中，容易出現裂縫，而這些裂縫會對橋梁結構的耐久性產生相關的影響作用。如果在必須選用鋼筋混凝土結構的情況下，相關的橋梁設計人員要注意橋梁的跨徑不能夠超過20米。混凝土的保護層厚度結構設計要嚴格按照制定的標準進行設計，以確保混凝土的保護層厚度在不同的環境下達到規定的最下數值。在進行主梁的鋼筋的布置設計以及幾何尺寸設計時，要達到受力需要的設計標準，再結合實際的施工需求，對混凝土的振搗質量以及澆筑提供相應的保障，還要加強對主梁的排水構造設計，注意對泄水孔的布置以及細部設計。此外，在主梁的設計過程中，要對鋼筋避讓的問題進行重視，要對鋼筋避讓的先后順序做一個具體的說明，盡量減少施工中出現操作失誤的現象。

3.5伸縮縫的耐久性設計

伸縮縫的設計包括伸縮量的設計以及槽口混凝土的設計。其中，伸縮量的設計不僅要考慮到伸縮裝置在安置過程中所受到的實際收縮徐變的影響，還要考慮到對山區縱行線的影響。所以在進行申縮量的設計時，要科學控制每聯長度，再根據橋梁所處的平縱線性條件以及地區的實際氣溫條件來完成選線的工作，在對安裝的縫寬進行設計時，還要結合安裝的溫度;而槽口混凝土設計，要考慮到其抵抗疲勞損壞性以及強度等方面，盡量利用鋼纖維混凝土來完成設計工作。與此同時，要對錨固鋼筋進行有效的預埋措施，以保證它的位置、深度與主梁的連接性，還有與主梁結構設計的匹配性，最后讓伸縮裝置和橋梁結構形成統一的整體。

4.結語

橋梁工程在進行建設施工時，在對一些容易被忽視但又對橋梁結構的耐用性以及安全性造成的影響很大的細部設計時，設計人員應該加強其重視程度，通過對橋梁細部的設計要點進行分析與研究，優化設計方案，以促進橋梁的整體安全性及耐久性得到提升，增加橋梁的使用年限，減少不必要的浪費。所以設計人員在進行橋梁細部設計時，要不斷積累相關的工作經驗，結合橋梁的實際情況，對橋梁在使用過程中出現的問題進行總結，不斷優化橋梁的細部設計，以橋梁的耐久度為最終目標，通過對設計內容的控制提升橋梁整體結構的耐久度，為橋梁的安全和質量管理提供有效的幫助。

參考文獻

[1]游良剛.橋梁細部設計標準對結構耐久性的作用探討[J].建材與裝飾，2019（35）：263-264.

[2]何慶德，邱金亮.橋梁細部設計標準對結構耐久性的影響分析[J].交通世界，2018（36）：120-121.

[3]趙云鵬.關于橋梁細部設計標準對結構耐久性的影響探討[J].中國標準化，2017（20）：173-174.