橋梁結構耐久性設計研究

李擘 王晶

成都西南交通大學設計研究院有限公司中南分院 湖北武漢 430000

傳統橋梁設計中比較注重橋梁結構的安全性和實用性，忽視了結構的耐久性，導致了諸如鋼筋銹蝕、保護層脫落、錨具損傷等大量的耐久性問題，大大縮短了橋梁結構物的使用壽命，世界各國不得不為橋梁的維修養護而投入大筆費用。近代以來，橋梁專家們逐漸注意到了橋梁耐久性問題的緊迫性和重要性，為此，許多國家的橋梁技術專家都在進行耐久性的研究分析[1]。

1 橋梁耐久性設計的重要性

橋梁耐久性的因素更為復雜，在混凝土的制備過程中，任何一個環節的細微變化都可能引起結構耐久性的變化。目前，我國正在大規模建設橋梁工程，有些項目不但規模大，而且結構復雜，在橋梁工程的建設中，難免會出現一些安全隱患問題，不僅影響橋梁的使用壽命和通行安全，嚴重時甚至可能出現坍塌事故，造成人員傷亡和財產損失。根據相關資料記載，導致部分橋梁工程建設質量不達標的原因可分為以下兩個方面：一，在橋梁設計階段，由于一些設計人員缺乏橋梁施工經驗，設計時考慮不周全，導致橋梁運營時出現功能性缺失；二，在橋梁施工階段，由于施工單位在施工時存在的不規范行為，導致橋梁工程在建設中埋下的質量隱患，進而對整體的工程質量造成影響。為有效解決這一問題，在橋梁工程的設計、施工和管理的全過程中，要時刻重視橋梁的安全性和耐久性，不僅是確保橋梁工程建設質量和運行安全的關鍵，而且對推動我國經濟進一步發展也起著重要作用。

2 橋梁結構耐久性設計因素

2.1 橋梁結構設計不合理

在混凝土橋梁結構設計過程中，不少設計人員片面地認為提升橋梁結構混凝土強度等級即可滿足橋梁的承載能力，這種錯誤的認知會導致其疏忽混凝土結構本身的耐久性設計，從而忽視工程建設地的實際情況進行合理橋梁結構設計。這種現象不僅會降低混凝土橋梁結構的耐久性，同時也會導致混凝土橋梁在后期運營階段中出現較多的質量隱患[2]。

2.2 養護工作開展不到位

混凝土澆筑完成后，之所以能逐漸凝結硬化，主要是因為水泥的水化作用，如氣候炎熱、空氣干燥，不及時進行養護，混凝土中水分會蒸發過快，水化熱太大，形成脫水現象，會使已形成凝膠體的水泥顆粒不能充分水化，不能轉化為穩定的結晶，缺乏足夠的粘結力，導致混凝土表面出現片狀或者粉狀脫落；在混凝土尚未具備足夠的強度時，水分過早的蒸發會導致混凝土表面出現不正常收縮、裂縫等破損現象，影響混凝土的耐久性和整體性，或導致混凝土的強度降低。

2.3 資金問題和工期限制

由于橋梁項目工作量大，情況復雜，又受到工期要求，導致很多環節的開展不得不加快進度，這直接導致工序之間存在銜接不良情況。同時因為工期緊張，建設單位對設計單位施壓，導致設計人員在進行勘測設計過程中為能夠按時完成勘測設計工作，而忽略了細節的設計，導致橋梁設計在后期的施工過程中出現諸多細節問題[3]。

3 提高橋梁耐久性的措施

3.1 混凝土橋梁

橋梁耐久性設計應該以預防為主，同時兼顧經濟效益。鋼筋銹蝕是混凝土結構耐久性破壞的主要表現形式之一。目前，混凝土橋梁耐久性措施包括采用高性能混凝土；提高混凝土保護層厚度；控制混凝土裂縫寬度；提高施工質量；鋼筋表面加防腐層；摻加鋼筋阻銹劑；混凝土表面涂層；陰極保護類電化學技術等。這些措施都各有優缺點，也有其使用的局限性，而混凝土橋梁耐久性設計是一個系統性的工程，需要綜合考慮到環境氣候特點、工程所處的腐蝕特點、施工工藝和管養運營等各方面的條件，因地制宜，對橋梁結構進行耐久性設計。

3.2 增進規劃工作人員的品質意識

所有優秀的規劃方案都需要通過規劃工作人員開展規劃，因此規劃的品質的關鍵性必須從人員層面進行有效提升，規劃工作人員需要充分認知到品質對整體項目的關鍵性。其核心體現在規劃工作人員可以高標準的開展規劃，同時在規劃過程中嚴密依據規劃規范，保障規劃項目項目可以安全化施工開展。路橋建筑工程的主體規劃極為關鍵。有必要挑選具有有關資質與優異信譽的規劃單位。持續增進規劃工作人員的整體素質，實現路橋建筑的優化規劃。

3.3 合理規劃結構設計

對于結構的設計需要從平面設計、縱斷面設計、橫斷面設計以及路基填料和壓實度、路基處理、路基邊坡、路基防護、路面設計、參數設計、抗滑設計、材料以及技術要求等方面進行綜合考慮。其中對于平面的設計需要按照以下原則滿足交通功能，保證主流交通的快速、順適、安全、連續，確保和規劃路線基本一致；保證和現有以及在建的道路合理連接，同片區規劃的路網協調一致；避免與道路兩側已批用地的矛盾；盡量與周圍景觀相協調；要符合城市道路設計規范要求。

4 結語

橋梁結構耐久性設計關乎橋梁工程的質量和安全，對橋梁的使用壽命有著重要的影響。因此，從對影響橋梁結構耐久性的因素如混凝土材料、橋梁上部結構、橋梁下部結構以及施工工藝進行分析，可以發現，橋梁結構的細部設計影響橋梁工程的耐久性，應結合工程具體環境特點，加強對于橋梁結構細部設計的重視，以有效提升橋梁結構的耐久性。