关于桥梁设计安全耐久性探讨

摘要：本文首先分析了桥梁安全性、耐久差的主要原因，然后探讨了钢筋的腐蚀反应，最后研究了提高桥梁耐久性的措施及设计简述，具有较强的意义和价值，供参考。

关键词：桥梁设计；安全性；耐久性；措施

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

1桥梁安全性、耐久差的主要原因

国内桥梁设计存在的主要问题，按照国内现和规范，对桥梁设计的要求是适用，经济，安全，美观，这些要求基本上包含了人们关心的所有重要问题，当前国内的结构设计过程中，更多的设计是考虑强度多而考虑耐久性较少，重视强度较限状态而不重视使用及状态，而整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现，重视结构的建造而不重视结构的维护，因此在国内当前桥梁设计于耐久性只是作为一种概念受到关注，却没有相应明确的使用年限的要求或者专门的耐久性设计，这些设计倾向在某种程度上造成的当前工程事故频发，结构使用性能差，使用寿命短等不良后果，相反国际结构工程界却呈现日益重视耐久性，安全性，适用性的趋势，同时也不符合结构状态和综合经济性的要求，因此桥梁设计的安全性和耐久性设计也逐渐提上日程，引起了行业专业人员的高效重视。

2我国目前桥梁设计的安全性，耐久性差的成因分析

(1)设计理论和结构构造体系不够完善。在承认施工存在问题的同时，也不可否认，在桥梁设计领域，特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方，结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案。

(2)工程施工质量管理达不到规范要求。随着多处桥梁事故的出现，桥梁安全性问题倍受人们关注，从已经发生的事故来看，多半与工程野蛮施工和管理腐败有关，同时也说明工程施工质量根本没有达到规范和设计要求，细分来说主要是工程材料选购不合格，强度不足和施工工艺不合格等，还有诸如偷工减料，以次充好等严重的管理问题，从而造成严重的桥梁安全问题。

(3)施工和管理水平低。典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等，也有个别桥梁存在诸如偷工减料，以次充好等严重的管理问题，更是对桥梁安全造成致使的损害。而大量的桥梁在远没有达到预期使用寿命时，出现了影响正常使用的病害和劣化，特别是是一些桥梁在只使用了几年，甚至刚建成不久就出现了严重的构件开裂问题，这些施工牙的缺陷虽然短期不会对桥梁的正常使用产生明显的影响，但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。

3钢筋的腐蚀反应

(1)混凝土吉钢筋的腐蚀一般为电化学腐蚀，氯离子对钢筋钝化膜的破坏作用最强，氯盐通过混凝土中的毛细孔或微裂缝渗入到钢筋的表面。直接攻击钝化膜，当钢筋表面的氯离子量超过临界值，钢筋保护膜遭到破坏，钢筋表面不同部位出现较大的电位差，形成阳极和阴极，在一定的环境条件下，钢筋开始腐蚀，并且其渗透深度很可能超过钢筋的深度，严重影响钢筋混凝土结构的寿命。

(2)提高桥梁结构的耐久性。

①加大混凝土保护层厚度，提高混凝土密度。②采取措施，控制混凝土有害裂缝。一是防止混凝土碱集料反应引起混凝土裂缝，比如选择含碱量低的水泥，不使用碱活性的集料，二是防止集料膨胀反应引起的混凝土开裂，避免将含氧化镁或硫酸盐的膨胀集料或生石灰碎块混入集料中，三是防止因温度变化引起混凝土开裂。③提高桥梁防水功能。应选择具有良好的抗渗，抗剪，抗拉的防水层，精心铺设。防水涂层与其上的沥青混凝土铺装层要具有相融性，二者之间的粘结力要不低于沥青混凝土铺装层与水泥混凝土桥面板之间的粘结力，桥面铺装层顶面，特别是连续梁的负弯矩段，应设置防水层，为了避免水分从伸缩裂缝处渗入梁内，应该加强伸缩缝处的排水设计，注意泻水管的设计，特别是水管周边的构造细节处。④重视对疲劳损伤的研究。

4提高桥梁耐久性的措施

(1)使用高性能混凝土或向混凝土中填加硅灰等抗腐性材料。

(2)提高钢筋的抗腐蚀能力。一是控制氯离子含量，混凝土中氯离子含量对钢筋腐蚀的影响极大，一般情况下，氯盐掺量应少于水泥重量的1%，掺氯盐的混凝土必须振捣密实，且不宜采用蒸汽养护，二明采用镀锌钢筋，不锈钢钢筋，热喷钛钢筋等，以增强钢筋的抗腐蚀性能。

(3)重视桥梁的超载问题。桥梁的超载一方面可能引发疲劳问题，超载会使桥梁疲劳应力幅度增大，损伤加剧，另一方面，由于超造成的桥梁内部损集体积累不能恢复，将使得桥梁在正常荷载下的工作状态变化，从而可能安全性和耐久性，但在汽车超载作用下，可能发生开裂，裂缝即使在荷载卸除后能够闭合，但由于混凝土结构内部已经受到损伤，构件的开裂弯距降低，刚度下降，于是在正常使用荷载作用下，本来不该开裂的结构产生裂缝或本来较小的裂缝成为走出规范允许的裂缝或产生较大的变形，这些都会对结构长期的使用性能和耐久性产生不利的影响，因此除了交管部门要加强管理外，也需要对超载带来的后果进行研究，分析。

(4)国外的经验和成果。

5在环境下的桥梁耐久性设计简述

近年来我国东南沿海建了几座海洋环境下的桥梁取得了一定的经验值得总结研究，它为陆路江湖潮环境下，海洋桥梁提供了参考价值。

目前，我国无论在设计，施工，预应能力，材料和设备上都取得了很大进步，但对其桥梁管理进行研究和采取相应的措施就应格外予以重视。不仅要广泛借览国外成功的经验和做法，还要严格根据规范的基础上，研究疲劳和超载对于桥梁结构和耐久性的影响，并从桥梁设计理念和结构体系构造的角度出发来进行加强。

6结束语

桥梁安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题应积极借鉴国外成功的经验丰富做法，目前国内的设计除考虑了建造成本，注重设计建成时刻结构具有的工作能力和性能外，也应重视营运期的维护成本和与使用寿命相对应的成本效益。并且加强从桥梁设计理念和结构体系和构造的角度做好耐久性的设计，同时应加强研究疲劳和超载对于桥梁结构耐久性的影响。

参考文献:

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