橋梁設計與施工其耐久性相關問題探究

譚瀝東

(廈門市公路事業發展中心，福建 廈門 361000)

1 橋梁結構耐久性差的主要原因分析

(1)環境不容忽視

不良的施工及使用環境往往與設計環境有一些差別，而環境是影響橋橋的耐久性的重要因素。橋梁結構處于較低溫度環境時，混凝土毛細孔受到膨脹壓力和滲透壓力，使混凝土結構產生內部裂縫和損傷，經常反復，損傷積累到一定程度就引起結構破壞。

(2)橋梁結構中某些活性礦物與堿性溶液產生堿集料反應，生成堿一硅酸鹽膨脹，體積可增大3～4倍，從而引起混凝土剝落、開裂、強度過大，導致破壞；部分化學介質的侵入會造成橋梁結構中一些成分被流失，引起裂縫、孔隙額、松散破碎、體積膨脹等，常見的化學介質中有硫鹽腐蝕、酸腐蝕、海水腐蝕、鹽類結晶型腐蝕等；混凝土的之中鋼筋的保護層受到破壞，引起鋼筋銹蝕，導致橋梁結構的承受力下降。

(3)理論和結構構造體系不夠完善

我國規范中已明確規定橋梁結構必須具備安全、耐久、適用、環境經濟，美觀的特性，但是這一宗旨并沒有充分地體現在具體的設計條件，使得在以往乃至現在的橋梁結構設計中普遍存在著重承載力設計而設計的現象。盡管設計規范中提出一些保證混凝土耐久性構造措使用極限狀態驗算混凝土結構的裂縫寬度等，但這些參數的控耐久性設計并不起決定性的作用，且這些參數還會隨時間而變化。

(4)使用維護不當

隨著我國經濟的快速增長，道路車流量日益增多．以及早期橋梁設計質量較低，橋梁超載現象在我國公路運輸上普遍存在，一方面超載可能引起疲勞的問題，使橋梁疲勞應力幅度加大、損傷加劇，甚至造成結構破壞事故。另一方面由于超載造成的橋梁內部損傷不能恢復．將使得橋梁在正常情況下的工作狀態發生變化，從而對橋梁的耐久性造成危害。在橋粱結構的使用過程中，由于沒有合理的維護而導致橋梁耐久性差也是不容忽視的，如對橋梁結構的碰撞、磨損以及使用環境的惡化，都會使橋梁結構無法達到預定的使用年限。

2 存在問題的解決措施

2.1 建立健全的規章、規程、制度和科學的管理體系

橋梁結構的耐久性很大程度上取決于施工過程中的質量控制與質量保證以及使用過程中的正確維修與例行檢測。建立健全的規章、規程、制度和科學的管理體系，能高效、準確、快捷地指導橋梁施工及管理，明確各個組織機構的責任人，嚴格按照合同、標準、規范、設計來施工，正確使用和維護橋梁，確保橋梁結構的耐久性。

2.2 積極開展保障結構安全與耐久的新設計理念的研究

由于橋梁結構各部件的壽命不是完全相同的，因而橋梁結構壽命期內功能的保證，必須從設計、施工、材料、檢測、維修、加固整個過程來考慮，審視結構的概念設計與構造設計，并保障橋梁結構在生命期內的結構可檢性、可換性、可修性、可控、可強性和可持續性。

2.3 滿足混凝土材料耐久性的基本要求

混凝土的耐久性主要取決于混凝士的材料組成，設計時宜將耐久性要求及施工注意事項納入設計文件內，說明應清晰，確保施工時，對影響混凝土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低強度等級、最大氯離子含量和堿含量的控制，均符合規范及設計的要求，并要求增強混凝土密實度，以防止或控制混凝土開裂，保證施工質量，阻止水分和侵蝕性介質滲入結構內部。

2.4 保鋼筋的最小保護層厚度

在影響混凝土橋梁耐久性的諸多因素中，鋼筋的銹蝕危害最大，當鋼筋銹蝕后其有效截面積會不斷減小，就使得結構的承載能力迅速降低。預應力鋼筋及普通鋼筋混凝土構件保護層厚度，嚴格按交通部頒《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTO D62-2004)9.1.1條執行，嚴格按規范控制普通鋼筋和預應力直線鋼筋最小保護層厚度，提高鋼筋抗銹蝕能力。

2.5 提高橋梁抗裂能力

橋梁結構在施工和使用過程中，常會出現不同形式的裂縫。過多或過大的裂縫不僅會影響橋梁結構的外觀，造成使用者不安，而且會影響橋梁結構的耐久性，降低橋梁的使用壽命。通過適當加強橋梁結構構造鋼筋設計、設置防裂鋼筋網、增大截面尺寸等措施限制裂縫寬度，使其滿足交通部頒《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(ITG D62-2004)對橋梁結構裂縫的要求，從而提高橋梁的抗裂能力，保證橋梁結構的耐久性。

2.6 加強橋面排水和防水層設計

橋梁結構構件的表面形狀應有利于排水，對于可能受雨淋或積水的水平表面應做成斜面，并設置一定數量的泄水管，使橋梁結構有一套完整的排水系統，以防止雨水積滯于橋面并滲入粱體而影響橋梁的耐久性。橋面現澆層頂面應設置防水層，采用良好的抗滲、抗剪、抗拉的材料，提高橋梁防水功能。

2.7 積極借鑒國外的經驗和成果

如今，我國在橋梁建筑設計方面還不夠成熟，在日常生活中還存在著許多問題，而現在世界上諸多國家，在橋梁建設方面有著相當突出的成就。因此，我們應充分借鑒國外大型橋梁設計、施工、管理等方面成熟經驗和技術，依靠科技進步，整合各方面力量，開拓創新，虛心學習，建立適合我國國情的科學高效的管理體系，完善我圍橋梁方面不足之處。這樣才能盡可能的減少因橋梁安全性問題所引發的安全事故，從而使人們的生活秩序和生命財產安全得到保障。

3 結束語

橋梁結構耐久性問題是一個十分迫切需要加以解決的問題。通過對橋梁結構耐久性的研究，一方面能對已有的橋梁進行科學的耐久性評定和剩余壽命預測，以選擇對其正確的處理方法；另一方面也可對新建工程項目進行耐久性設計于研究，揭示影響結構壽命的內部和外部因素。從而提高工程的設計水平和施工質量，確保橋梁結構生命全過程的正常工作。因此，它既有服務于已建橋梁的現實意義，又有指導待建橋粱進行耐久性設計的重要指導作用。