混凝土结构桥梁的耐久性设计问题分析

摘要：桥梁建设是国家重要的基础建设之一。桥梁建设在经济社会中占据非常重要的地位，因此，桥梁建设的安全性和耐久性问题已经越来越被人们重视。然而事实上，影响混凝土结构桥梁的耐久性的因素有很多，因此在进行混凝土结构桥梁的耐久性设计时必须要按照相关规定来进行。

关键词：混凝土结构；桥梁；耐久性；设计

引言

在耐久性研究中，其中混凝土结构桥梁耐久性是重要的组成部分。混凝土结构桥梁的耐久性设计是一个复杂的工程，涉及到很多因素。影响混凝土结构桥梁的耐久性的主要因素：首先，混凝土材料的自身特性是影响混凝土结构桥梁耐久性的决定性内因。混凝土的材料组成，如水灰比、水泥品质和数量，骨料的种类与级配都直接影响混凝土结构的耐久性。混凝土的缺陷会造成水分和侵蚀性物质渗入混凝土内部，与混凝土发生物理化学作用，影响混凝土结构的耐久性。其次，混凝土结构的设计与施工质量。再次，混凝土结构所处的环境条件。这是影响混凝土结构耐久性的外因。最后，混凝土结构的使用条件和防护措施。

1.混凝土结构耐久性存在问题的主要原因分析

1.1工程设计的耐久性标准低

结构设计规范主要考虑荷载作用下的结构安全性，环境作用下的耐久性设计处于次要的地位，有很多指标都是定性的规定，在一些细部构造设计方面存在一定的漏洞。规范中没有设计寿命和耐久性设计的明确要求。规范在耐久性设计方面不能随着今年来水泥的性能、施工条件、环境条件的巨大转变而与时俱进。

1.2工程施工过程中片面的追求施工进度

由于混凝土强度等级的提高和施工进度的加快，实际耐久性质量大幅度下降。在一些桥梁的混凝土施工中添加的早强剂，使其内部结构和后期强度发展不良，易开裂，耐久性降低。养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低，使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩小。

1.3在桥梁运营过程中缺少正常的检测和维修结构

耐久性需要有正确使用和正常检测与维修相配合。重新建、轻维修是桥梁建设管理工作中重大缺陷，对于基础设施工程，应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价，只有适当加大初始投资费用，强化结构耐久性，才是最经济有效的途径。

2.混凝土结构耐久性设计

2.1混凝土材料的选择

混凝土所选用的水泥应该具有低水化热、偏低含碱量、低C3A含量的特性。并且必须保证所选的混凝土的骨料具有坚固的耐久性，选用偏低的用水量，并且对混凝土中水泥材料最低和最高用量进行单方限制，尽可能使水泥材料中的硅酸盐水泥用量得以降低。另外，在《桥规JTG D62》中对混凝土结构桥梁耐久性设计所需的材料进行了规定。

2.2上部结构细部设计

（1）桥面铺装

桥面铺装是桥面排水的第一道防线，同时也是桥梁与车辆直接接触的地方。对桥面进行铺装既要对由汽车产生的冲击碾压，又必须承担者桥梁传递的应力，在实际施工中，早期损坏现象较为普遍，进而桥面防水系统受到了破坏，最终水对主梁桥面产生影响，进而使得主筋受到腐蚀，铺装混凝土逐渐与主梁剥离，从而使得主梁的受力性能得到了削弱，整个结构的安全性和耐久性受到了影响。

（2）桥面防水层

桥面铺装与主梁之间的防水层是防止桥面水渗入主梁的第二道防线。很多设计中进行防水都采用单一的防水混凝土来进行。防水混凝土属于刚性防水层，一旦开裂防水性能大大下降。桥面铺装层的防水设计主要从以下几个方面进行：1）混凝土等级要选择密实性较好的C30以上的，并且要将钢筋网设置在混凝土铺装层内，使得混凝土开裂得防止。为了能够收到更好的防水效果，在水泥基结晶材料中渗入复合纤维混凝土。2）并且将防水层设置在桥面铺装层，尤其是连续梁的负弯矩段更要重视防水层设计。3）为了防止水分从伸缩缝处渗入梁内，加强伸缩缝处的排水设计。4）水管设计也应该进行强化。

（3）主梁

主梁是全桥的主要承力构件，一般在设计当中均要进行整体分析和局部分析，重视程度很高，从理论计算角度均能满足规范要求。可是在实际运营当中，主梁（主要是箱梁）箱体内长期大量积水的现象时有发生，甚至积水灌满箱体的情况也有发生，极大地损伤了主梁的预应力钢筋和普通钢筋，使得主梁安全性大大下降。究其原因，很大程度上是对于主梁细节设计的不到位，主梁排水构造设置不够完善，桥面积水在长时间不能排出桥外时便通过梁顶裂隙进入箱体，进而在箱体内不断积累，最终形成箱体内积水。

(4)伸缩缝

伸缩缝是桥面的重要组成部分，直接影响着桥梁的伸缩性、舒适性。由于对主梁收缩徐变考虑不足，经常出现的问题是型号选择不当，导致梁端或在最高温度时挤压损坏，或在最低温度时拉坏梁体。伸缩缝在保证梁体纵向伸缩的同时，也应重视防水设计。在很多设计中，采用直线式伸缩缝，这样做固然设计比较方便，但在桥梁两端的护栏处成为主要的漏水区域。因此，建议选用横向两端有翘头的伸缩缝，使得整个伸缩缝形成一个闭合良好的U型槽，可以有效避免桥面积水沿伸缩缝这个排水薄弱环节下泄到分联梁端及分联墩盖梁上。

3.结语

目前，我国对结构的耐久性研究有了一定的成果，但是还存在一些不足之处，因此，对其研究还必须继续深入进行。本文首先探讨了混凝土结构耐久性存在问题的主要原因分析，接着对混凝土结构耐久性设计进行了阐述，希望在今后的设计中要根据这个设计要求来进行，从而提高混凝土结构桥梁的耐久性。