橋梁工程中混凝土結構的耐久性設計

摘 要：在橋梁工程建設中，混凝土結構耐久性的研究對于確保橋梁工程安全工作具有重要的現實意義。橋梁在長期運行過程中會受到來自周圍各種因素的影響，而混凝土對于這些因素的抵抗能力就稱為混凝土結構的耐久性，該性能也是衡量橋體使用壽命的一個重要指標。在此，文章作者結合多年工作經驗及專業技能對于我國橋梁工程中混凝土結構耐久性的影響因素展開研究討論，并對全面提高我國橋梁工程混凝土結構耐久性的方法做出細致總結。

關鍵詞：橋梁工程；混凝土結構耐久性；影響因素；改進措施

近些年來，隨著我國現代化發展腳步的加快，我國橋梁工程建設也在日益壯大。橋梁工程的建設也不再是單純地為交通事業服務，而是更多地促進了現代化的發展和普及。在橋梁工程不斷發展的同時，其質量安全以及防護維修問題就成了人們關注的焦點。而混凝土結構的耐久性設計的質量就是決定我國橋梁安全與否的關鍵。下面，首先簡單介紹我國橋梁工程中混凝土結構耐久性設計的內容，再著重從影響我國橋體混凝土結構耐久性的不利因素著手，分析橋體安全質量差及耐久性差的原因，同時，針對這些原因給出混凝土結構耐久性設計方面的改進措施。

1 耐久性設計內容

我國橋梁工程建設中混凝土結構耐久性設計的內容主要包括兩方面，一是混凝土材料的選用，二是上、下部結構的細部設計。在材料選用方面，必須以確保橋體堅實、穩固、安全為前提，還要注意節能環保的問題，同時還要考慮工程造價的問題。而工程設計方面，則是一切工程展開的基礎和核心。只有科學合理的設計才能保證工程建設的質量。其中，橋梁工程的上部結構細部設計主要包括橋面、橋面防水層、主梁以及伸縮縫，在這些設計中應當注意混凝土的鋪裝設計要嚴謹科學，每一個層次的疏忽都會導致橋體受到積水的侵蝕從而影響其安全性和耐久性。而橋梁工程的下部結構細部設計工作則主要包括分聯墩蓋梁和樁頂兩方面的設計。這兩部分結構有個共同點就是易受融化的除冰鹽水的腐蝕，因此其設計應以免受鹽水侵蝕和加厚保護層厚度兩方面考慮，從而使橋梁的安全性和耐久性得到提高。

2 耐久性影響因素

2.1 工程設計方面

可以說工程設計的缺陷及不合理是導致工程質量不過關的關鍵問題。我國的橋梁工程設計存在許多不完善的地方，一是混凝土結構的耐久性設計并未受到應有的關注和重視。在橋梁工程建設中，耐久性設計的不完善和不細致導致工程整體設計存在安全隱患，影響橋梁工程質量。因此提高我國橋梁工程設計人員對此類結構細部設計的重視度對減少橋梁工程的安全隱患是十分重要的，為此，在進行工程設計工作時要求設計人員要從工程整體全局的角度出發，同時注重各結構體系的聯系以及設計構造的角度，以便全面有效的提高耐久性設計的水平。二是我國橋梁工程設計人員的綜合素質不強。我國大多數設計人員在展開設計工作時都存在思維定式的問題，思維具有一定的局限性。不懂得從工程整體角度出發，對于工程設計的考慮只在于圖紙上和書本上，未能結合具體實際情況，包括橋體建設的自然環境，橋體投入使用的功能及條件。設計人員唯有從實際角度出發才能設計出符合實際的結構布局，才能設計出滿足實際要求的體系構造。隨著我國橋梁工程領域的不斷發展，設計理論、操作技術以及施工材料也在不斷推陳出新，這無疑對我國的工程設計人員提出了更高更嚴格的要求。工程設計人員務必要扎實自己的專業基礎，并且不斷地更新自己的專業知識，以便更好的投入設計工作中去，建造出安全可靠的橋梁工程。另外，許多設計人員往往只滿足于結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構耐久性等方面加強結構安全性，同時在設計、施工以及使用的過程中也經常出現人為的錯誤缺乏結構安全性的保證。三是工程設計理論的匱乏和工程結構體系的缺陷。在橋梁設計領域里，橋梁施工和使用期安全性的問題還有許多不完善的地方。結構設計的首要任務是選擇經濟合理的結構方案，其次是結構分析與構件和連接的設計，并取用規范規定的安全系數或可靠性指標以保證結構的安全性。

2.2 施工管理方面

雖然工程設計直接關系到工程質量，但是橋梁建筑工程體系龐大，其工程完成的質量水平也與施工管理密不可分?，F如今，無論是國內還是國外的橋梁工程建設質量都存在很大的問題，有關于橋體坍塌造成國家和人民安全利益損失的報道屢見不鮮，因此，在確保橋梁工程設計科學合理的前提下，加強橋梁工程施工階段的管理力度對于確保我國橋梁工程的安全性以及耐久性也是十分必要的。通過對現有的橋梁坍塌案例的分析，可以發現導致工程質量不合格、“豆腐渣工程”的主要原因就是施工過程中施工材料的強度、規格和用量不達標。項目承包方為謀取私人利益，偷工減料、以次充好、縮短工期，嚴重損害了橋梁工程的安全質量。同時施工規范也是影響工程質量的一個重要因素，施工過程必須嚴格按照工程設計執行，并且結合施工規范制度使施工操作更加規范，更加嚴謹。

3 提高耐久性措施

3.1 合理選擇混凝土結構的組成材料

混凝土各組成材料及鋼筋的選用應滿足材料的耐久性質量要求，應按規范規定對進場原材料進行嚴格的質量檢驗。同時合理改善顆粒級配，提高混凝土的密實性，從而提高耐久性。

3.2 提高混凝土的密實性

控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量，改善混凝土的施工工藝，攪拌均勻、充分振搗，加強養護，嚴格控制施工質量。除了選擇及配良好的集料和精心施工保證混凝土充分搗實和水泥充分水化外，水灰比是影響混凝土密實性的最重要的條件，故《橋規》（JTG D62）中規定了各類環境條件下滿足混凝土耐久性要求的最大水灰比和最小水泥用量值。同時適當摻用外加劑，如摻用減水劑或引氣劑，可改善混凝土的孔隙結構，提高混凝土的密實性。

3.3 改進結構設計

結構的選型、布置和構造應有利于減輕環境因素對結構的作用。采用具有防腐保護的鋼筋（例如，體外預應力筋，無粘結預應力筋，環氧涂層鋼筋等）；加強構造配筋，控制裂縫發展；加大混凝土保護層厚度等。《橋規》（JTG D62-2004）與舊《橋規》相比，構造鋼筋用量增多，混凝土保護層加大，構造不合理的地方進行了調整。

3.4 采用高強混凝土以提高結構物的耐久性

高強度混凝土（50MPa以上）的配制特點就是低水灰比，加外加劑，摻用超細活性摻合料，它的研制和應用解決的核心問題之一就是保證耐久性。由于高強混凝土的密實性能好，抗滲、抗凍性能均優于普通混凝土，因此不但適用于高層和大跨度結構物，對于海洋和港口工程，其抗滲和耐腐蝕性能均大大優于普通混凝土。

同時，還應加強橋面排水和防水層設計，改善橋梁的環境作用條件。加強結構使用階段的維護與檢測，提高混凝土的耐久性。

4 結束語

我國橋梁工程混凝土結構耐久性設計是一項系統工程，為了全面提高橋梁工程的耐久性，不僅要從設計、選材與施工、維護各個環節著手，還要以體現設計為前提，改進我國橋梁防水、防腐結構設計。做好我國橋梁工程病害防治和處理工作，以延長其結構的使用壽命。

參考文獻

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