橋梁結構耐久性設計方法

童蓬超

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075)

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橋梁結構耐久性設計方法

童蓬超

(中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075)

基于目前橋梁結構耐久性設計方法的應用缺陷，分析了橋梁結構耐久性設計應用問題及其原因，并提出了優(yōu)化控制的方式方法，其目的是為相關建設者提供一些理論依據(jù)。

橋梁結構；耐久性設計方法；伸縮縫病害；鉸縫連接

1 橋梁結構耐久性設計方法應用策略

1.1 優(yōu)化材料及結構構件選型

在設計橋梁結構耐久性過程中，設計人員應優(yōu)選高性能的鋼材，如高強度、高屈服以及高水平的鋼材進行施工建設。鋼筋材料就能在結構作用時，具備焊接性能、斷裂韌性以及耐腐蝕性。其中防腐性能設計，可通過使用具有環(huán)氧涂層的鋼絞線和鋼筋，來實現(xiàn)結構設計的抗腐蝕性能。在對橋墩處在水下環(huán)境進行施工材料和結構設計選型過程中，相關人員應將保證保證橋梁結構的抗?jié)B效果作為依據(jù)。具體來說，可采用標號不低于42.5的硅酸鹽水泥作為結構耐久性設計材料，其中水泥含量要在370 kg/m3以上，且水灰比應控制在0.45以內。例如，對于鋪裝橋梁工程橋面結構施工材料的選擇，設計人員可采用具有較高性能的環(huán)氧瀝青混凝土，以保證結構作用的耐磨性和密實性效果。在對混合料進行配比設計過程中，設計人員應以避免混凝土結構出現(xiàn)裂縫作為設計目標。即通過降低水泥的含堿量，來避免混凝土集料的密實性受到影響。此過程，結構設計人員不能設計使用堿活性集料，以防治石灰石進入混凝土集料。值得注意的是，由于橋梁混凝土結構中的氯離子含量會對鋼筋造成腐蝕影響，為此，設計人員可將水泥中的氯鹽摻量控制在1%以內，并通過振搗密實混凝土施工，來提高結構材料選擇的耐久性。對于結構構件的選擇，設計人員應盡可能選用箱形斷面，以提高結構的整體剛度，從而降低整個橋梁結構的疲勞振動。對于預應力結構構件的選擇，要盡可能采用全預應力結構。

1.2 增加混凝土保護層厚度

鋼筋與混凝土之間的結構粘結力是通過保護層設計來實現(xiàn)設計優(yōu)化的。具體來說，設置保護層以后，就能防止有害物質混入到混凝土內容而造成鋼筋腐蝕。據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，導致鋼筋腐蝕的元兇氯離子，其擴散至鋼筋表面的時間與保護層厚度是呈正比的，而且在碳化現(xiàn)象中，二氧化碳的擴散速度也與保護層厚度密切相關。為此，橋梁結構耐久性設計人員應增加混凝土保護層的厚度，以縮短鋼筋表面受侵蝕影響的時間，從而增加鋼筋發(fā)生腐蝕的時間。這一設計方法的應用，將在很大程度上提高橋梁結構的耐久性。

1.3 加強簡支梁端封頭混凝土及鉸縫施工質量控制

經(jīng)對以往橋梁工程結構進行勘查分析得出了結構空心板封頭處存在梁頭和鉸縫滲水問題，這是由于混凝土裂縫以及厚度過薄導致的。這種情況下，水將從伸縮縫結構內部沿著縫隙進入空心板內部，進而加深滲水問題的影響深度和范圍，即這就意味著梁體混凝土和鋼筋結構將受長期侵蝕問題的影響。針對這一問題，耐久性設計人員應通過加大伸縮縫封頭混凝土的施工質量，進而提高其密實性，以避免水分侵蝕問題出現(xiàn)。具體來說，在橋梁結構鉸縫處，因其連接較為薄弱使得施工質量很難得到有效控制，這就使得橋梁結構在建設使用早期就出現(xiàn)了鉸縫開裂問題。為此，設計人員應從而設計技術方法入手，來強化鉸縫連接的效果，進而避免結構單板受力情況的出現(xiàn)。就能在很大程度上保證橋面的防水層結構具有一定整體性。

1.4 強化注重防水層設計適用性

對于橋梁結構伸縮縫病害或橋面鋪裝早期破壞的設計問題，設計人員可在相應的結構位置通過布置具有抗?jié)B、抗剪以及抗拉效果的防水層，以增強防水涂層與結構混凝土鋪裝層之間的相融性。具體來說，伸縮縫結構防水層和結構混凝土鋪裝層之間的粘結力不能地域鋪裝層與下部水泥混凝土橋面的粘結力。就能最大限度的保護伸縮縫結構或是橋梁鋪裝不受諸多不穩(wěn)定因素的影響。值得注意的是，在橋面鋪裝層的頂面，特別是連續(xù)梁的負彎矩段，設計人員也應設置防水層。為避免水分從伸縮縫處滲入梁內,應加強伸縮縫處的排水設計,注意排水管的設計,特別是水管周邊的構造細節(jié)處。

2 結束語

綜上所述，橋梁結構耐久性設計是實現(xiàn)工程建設使用耐久性目標的關鍵。為此，相關建設人員應根據(jù)當前橋梁工程項目出現(xiàn)的耐久性設計問題，找出導致其造成影響的原因。這樣一來，橋梁結構耐久性設計人員就能采用優(yōu)化材料及結構構件選型、增加混凝土保護層厚度、加強簡支梁端封頭混凝土及鉸縫施工質量控制以及強化注重防水層設計適用性，來提高結構耐久性設計的科學合理性。這是緩解道路交通網(wǎng)絡運行使用壓力的重要設計技術，研究人員應優(yōu)化橋梁結構耐久性設計對策作用于實踐，從而降低所處環(huán)境、設計條件以及技術條件等方面限制對其的影響。

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2017-03-14

童蓬超(1982-)，男，陜西西安人，工程師，研究方向：高速公路橋梁設計。

U442

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1008-3383(2017)05-0134-01