地域性自然灾害频发的桥梁结构安全设计

摘要：随着社会经济水平的不断发展与提高，目前我国公路建设特别是高速公路建设速度在不断的加快，同时伴随而来的桥梁结构物工程在建设规模上也在逐年的扩大。本文就地域性自然灾害频发的桥梁结构安全设计问题从桥梁所选用混凝土的质量、混凝土结构裂缝防治、后张法预应力钢筋管道压浆质量、防腐材料在桥梁结构中的应用以及桥面铺装层的防水功能设计五个方面进行了分析和阐述。

关键字：地域性自然灾害；桥梁结构；安全设计

Abstract: with the development of the social economic level and the enhancement, at present our country highway construction especially highway construction speed in constant speed up, at the same time with bridge structures engineering in the construction scale on the expansion of year by year. This paper regional natural disasters of bridge structure safety design problem from Bridges to choose quality of concrete, concrete structure crack prevention and control, and a method after prestressed reinforced pipeline grouting quality, anticorrosion material in the bridge structure and application of bridge deck pavement waterproof function design of five aspects are analyzed and expounded.

Key word: regional natural disasters; Bridge structure; Safety design

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

我们知道，在地域性自然灾害频发的地区，桥梁在整个公路建设路线中占的比例还是比较大的。加上这些地区的地质条件相对比较复杂，滑坡、岩溶、崩塌、陡崖以及不稳定斜坡等不良的地质现象十分常见，这就给公路和桥梁设计与施工带来了一定的困难。本文就地域性自然灾害频发的桥梁结构安全设计问题主要介绍了以下几个方面的内容。

一、针对桥梁所选用混凝土质量的设计

显然，混凝土的质量问题是关系到所建桥梁质量的重要因素。耐久性良好的混凝土是保证混凝土结构耐久性的前提，也是保证桥梁质量的基础。而混凝土自身的耐久性则基本上取决于它的材料配比与组成，比如水泥的用量、水灰比例、强度的等级等都在很大程度上影响着混凝土自身的耐久性。在具体的对于桥梁所选用混凝土质量进行选择和设计过程中，对于水泥用量、水灰配比、强度等级、最大氯离子含量以及碱含量等要严格按照业界比较熟悉的《桥规JTGD62》上所界定的范围或要求执行。此外，适当地加大钢筋的混凝土在保护层上的厚度，可以很好地减少或避免钢筋锈蚀，这也是增强混凝土结构耐久性的一个很重要的方式。因此，要尽量做到合理将钢筋的混凝土保护层厚度加大，以此来防止混凝土碳化。我们知道，一旦保护层的混凝土出现碳化现象，钢筋表层的钝化膜就会被破坏，钢筋也就很容易才被锈蚀。所以，在对桥梁结构进行安全性设计时，要适当考虑加大钢筋的混凝土保护层厚度，这对于提高混凝土结构的耐久性将是十分有益的。

二、针对混凝土结构裂缝防治的设计

通常情况下，除了强烈的自然灾害因素外，很多地区混凝土结构上的损坏，都是由于混凝土出现裂缝而造成的，裂缝很好地反映了混凝土的结构病害。特别是在自然灾害频发的地区，裂缝的出现使得侵蚀的速度大大加快，使混凝土结构在耐久性上不断退化提供了恶性循环的条件。再加上环境因素的侵蚀作用，会使混凝土的渗透性大大增加，混凝土的耐久性很快下降等，严重影响了桥梁混凝土的结构和质量，给桥梁安全带来了较大的威胁。因此，如何防止或有效控制混凝土裂缝的出现，对于提高混凝土结构的耐久性十分关键，这也是开展桥梁结构安全性设计的一个重要内容。此外，对于混凝土裂缝的有效控制，除了要严格按照设计要求与规范对工作裂缝进行控制外，还要采取一定的构造措施，对施工或使用过程中出现的非工作裂缝进行合理控制。在《桥规JTGD62》中，对于箍筋和水平防缩钢筋在控制裂缝中的作用有所加强和突出，对于箍筋间距的规定与水平防收缩钢筋的配筋率有了一定的提高，这强调和突出了构造措施对于防止或控制收缩裂缝的重要作用和地位。

三、针对后张法预应力钢筋管道压浆质量的设计

作为影响预应力混凝土梁耐久性的一个比较关键的因素，后张法预应力钢筋管道的压浆质量的好坏直接影响着所建桥梁抵御自然灾害能力的大小。在《桥规JTGD62》，它规定了预应力钢筋管道压浆所使用的水泥浆的抗压强度要在30Mpa以上，水灰比在0.4～0.5之间，为了有效减少收缩，还可以掺入一定量的膨胀剂，膨胀剂量的多少要根据实际的工程需要通过试验来确定。同时，由于预应力钢筋的锈蚀会致使混凝土结构被破坏掉，严重的会直接影响桥梁质量。而且这种破坏不易被发现，因此，在进行耐久性性设计时，要特别注意这一点，采取相应的防御和防护手段来减少损坏。对于后张预应力体系的管道，尽量选用密封性能良好的高密度塑料波形管，而不能采用金属螺旋管，管道的灌浆方法与灌浆材料要通过试验事先验证好，尽可能地减少浆体硬化后有气孔出现，采用真空灌的方式，必要时还需在材料中加入一定量的阻锈剂等。

四、针对防腐材料在桥梁结构中应用的设计

在地域性自然灾害频发的地区，很多桥梁的类型为长度在16m～25m的多跨现浇连续钢筋混凝土箱梁结构的桥梁，这种桥梁出现负弯矩钢筋的锈蚀问题十分常见。因为，通常使用的普通的混凝土结构是一种必然地带裂缝工作的结构，这在负弯矩区就很容易出现负弯矩裂缝，这种裂缝是一种开口向上的“V”形裂缝，桥面上的积水很容易渗入裂缝。因此，遭受了长期的侵蚀后，负弯矩钢筋的锈蚀问题就十分严重了。鉴于此，要考虑采用环氧树脂涂层钢筋，这是一种由国外引进的较先进的钢筋结构。为了很好地保证混凝土结构的防锈蚀性和耐久性，可以将这种环氧树脂涂层钢筋适量地应用在一般的钢筋混凝土负弯矩区钢筋中。

五、针对桥面铺装层防水功能的设计

在对于桥梁的安全性设计中，桥面的渗水排除与防渗漏问题也是要考虑的一个很重要的组成部分，它涉及到桥梁的耐久性。特别是对于地域性自然灾害频发的地区来说，在桥面铺装一定的防水层和保护层对于桥梁质量的保证有着很重要的作用。铺装层要选用密实性较好的C30以上等级的混凝土，铺装层内还要设置钢筋网，以防止混凝土的开裂。铺装层的顶面要设置防水层，特别是对于连续梁的负弯矩段的设计，更要注重防水层的设置。同时，对于泄水管的设计也不能轻视，要对泄水管周边的构造细节处多加注意，加强伸缩缝处的排水设计等。

结束语：地域性自然灾害频发的地区，地质条件相对比较复杂，滑坡、岩溶、崩塌、陡崖以及不稳定斜坡等不良地质现象普遍存在。同时这些地区要搭建的桥梁较多，桥型各异，给桥梁的设计与施工带来了较大的困难。因此，我们要从实际的工程情况出发，充分认清当前可持续发展战略、节约能源、资源和保护环境的大局，积极借鉴并引进国外先进的技术和方法，从桥梁的构造、结构体系和设计理念等角度做好地域性自然灾害频发地区桥梁的安全性设计工作。

参考文献：

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