分析橋梁細(xì)部設(shè)計對結(jié)構(gòu)耐久性的影響

李丙申

(河南省建筑設(shè)計研究院有限公司，河南 鄭州 450014）

在橋梁細(xì)部設(shè)計中需要對多個橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，還要考慮混凝土材料種類、性能等問題，具有一定的復(fù)雜性。在設(shè)計過程中應(yīng)以相關(guān)設(shè)計規(guī)范及要求為依據(jù)，并結(jié)合橋梁工程所在地實際情況進(jìn)行設(shè)計，有意識的提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，延長橋梁的使用壽命。

1 橋梁細(xì)部設(shè)計對結(jié)構(gòu)耐久性的影響

設(shè)計理念、承載能力及結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)設(shè)計等都是影響結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素，要從根本上解決結(jié)構(gòu)耐久性問題，首先就要了解這些因素對結(jié)構(gòu)耐久性的實際影響及影響程度。

1.1 設(shè)計人為因素對結(jié)構(gòu)耐久性的影響

在橋梁細(xì)部設(shè)計過程中，設(shè)計人員將重點放在了橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計算的安全度，然而卻忽略了橋梁結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)材料、施工、整體構(gòu)造及后期維護(hù)等諸多因素，因此在橋梁細(xì)部設(shè)計中常出現(xiàn)一些人為因素，這種人為因素易導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)使用性較差，影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

1.2 載重問題對結(jié)構(gòu)耐久性的影響

在橋梁實際應(yīng)用中，公路橋梁具有一定的承受力，若汽車荷載超出了橋梁的承載能力，會造成橋梁疲勞，嚴(yán)重的話可以會造成難以恢復(fù)的損傷，這樣會對橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性造成直接性影響。

1.3 橋梁結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的不合理設(shè)計對結(jié)構(gòu)耐久性的影響

橋梁在建設(shè)以及使用中，不僅會遭受惡劣環(huán)境與有害化學(xué)物質(zhì)的侵害，同時還承載著風(fēng)、超載、地震及人為因素的作用力，在這種狀況下橋梁中所使用的材料性能也會逐漸退化，從而給橋梁細(xì)部帶來不同程度的影響及損害。

1.4 設(shè)計時未考慮實際環(huán)境給結(jié)構(gòu)耐久性造成的影響

有些設(shè)計人員雖然在橋梁細(xì)部設(shè)計中考慮到了溫度應(yīng)力、混凝土收縮等一些非荷載因素的影響，但若混凝土的徐變計算理論與橋梁實際環(huán)境不相符，也會影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，給橋梁結(jié)構(gòu)埋下安全隱患。

2 提高結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計策略研究

在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計中既要重視橋梁的結(jié)構(gòu)計算分析及選型，確保其滿足相關(guān)規(guī)范要求，同時還要重視施工、材料、技術(shù)及管理水平等，采取科學(xué)合理的設(shè)計方法針對不同環(huán)境及條件對結(jié)構(gòu)細(xì)部進(jìn)行合理化布局與構(gòu)造，以此來提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，以下是對提高結(jié)構(gòu)耐久性的設(shè)計策略研究。

2.1 對橋梁主體結(jié)構(gòu)的混凝土材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)

橋梁主體結(jié)構(gòu)是橋梁結(jié)構(gòu)的重要組成部分與核心，因此合理選擇主體結(jié)構(gòu)的混凝土材料尤為重要?；炷敛牧蠎?yīng)盡量選擇含堿量較低、低水化熱的水泥，混凝土骨料應(yīng)選擇一些堅固且耐久性較好的潔凈材料，盡可能的降低水泥中硅酸鹽水的使用量。近幾年來，很多地區(qū)在橋梁結(jié)構(gòu)施工中都紛紛采用高性能混凝土材料，這種材料比較易于澆筑，搗實后不離析，并且能夠長期保持其本身的力學(xué)性能，早期強(qiáng)度較高，體積穩(wěn)定性較好，即使在惡劣的環(huán)境條件下依然具有較強(qiáng)的耐久性。對于比較特殊的環(huán)境，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)橋梁項目的水位變動區(qū)確定混凝土材料的抗凍等級、抗凍耐久性指數(shù)以及混凝土拌合物的很含氣量、水灰比等等。而在沿海地區(qū)則應(yīng)使用具有防腐效果的混凝土材料，并結(jié)合實際情況摻入適量的防銹劑。

2.2 合理控制橋梁結(jié)構(gòu)的冗余性

在橋梁施工之前，需要對橋梁細(xì)部設(shè)計項目進(jìn)行軸載譜調(diào)查，并根據(jù)車輛構(gòu)成以及軸重全面核查橋梁設(shè)計荷載，同時還要充分考慮車輛行駛的超載現(xiàn)象。為了保證橋梁施工的安全性，還要給橋梁適當(dāng)增加安全儲備，以此來確保橋梁設(shè)計的安全性與經(jīng)濟(jì)性。

2.3 做好橋梁構(gòu)造設(shè)計

首先，在橋梁主梁設(shè)計中應(yīng)盡可能的使用耐久性結(jié)構(gòu)，對于橋梁上部結(jié)構(gòu)中主梁的選擇，應(yīng)使用預(yù)應(yīng)力較強(qiáng)，耐久性較好的混凝土結(jié)構(gòu)。一般進(jìn)行鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計時，橋梁跨徑應(yīng)控制在20m以內(nèi)。對于有特殊要求的橋梁跨徑應(yīng)適當(dāng)考慮對其進(jìn)行T梁結(jié)構(gòu)設(shè)計?；炷帘Ｗo(hù)層的厚度也要合理控制，在滿足相關(guān)規(guī)范的基礎(chǔ)上結(jié)合實際環(huán)境進(jìn)行保護(hù)層厚度設(shè)計，在設(shè)計過程中要考慮主梁之間的橫向整體性，一般情況下橫隔梁之間的距離應(yīng)控制在10m以內(nèi)。其次，在主梁尺寸擬定以及鋼筋布置設(shè)計中，不僅要滿足橋梁受力需要，同時還要考慮施工需要，確保混凝土澆筑以及振搗質(zhì)量，保證現(xiàn)澆部分的寬度與鋼筋焊接等環(huán)節(jié)施工需要相一致。主梁中鋼筋避讓也是橋梁設(shè)計中的重要問題，在設(shè)計中應(yīng)根據(jù)實際應(yīng)力情況，對主鋼筋空間位置進(jìn)行慎重考慮，在設(shè)計中要具體說明鋼筋材料避讓的先后順序，以此來避免橋梁施工中操作失誤。再者，要對橋面鋪張進(jìn)行合理設(shè)計，保證橋面鋪張設(shè)計的合理性。

3 總結(jié)

橋梁設(shè)計中結(jié)構(gòu)的耐久性問題一直以來都是橋梁工程中的難題，在橋梁細(xì)部設(shè)計中影響結(jié)構(gòu)耐久性的因素有很多，有人為因素、材料因素、施工因素、設(shè)計因素等等。要提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，應(yīng)從橋梁細(xì)部設(shè)計入手，它是提高橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的基礎(chǔ)因素，只有做好橋梁細(xì)部設(shè)計，才能從根本上保證橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性與耐久性。

[1] 趙素潔.橋梁細(xì)部設(shè)計對結(jié)構(gòu)耐久性的影響分析[J].公路，2013,7(5)：80-82.