橋梁設(shè)計(jì)與施工其耐久性相關(guān)問(wèn)題探究

譚瀝東

(廈門市公路事業(yè)發(fā)展中心，福建 廈門 361000)

1 橋梁結(jié)構(gòu)耐久性差的主要原因分析

(1)環(huán)境不容忽視

不良的施工及使用環(huán)境往往與設(shè)計(jì)環(huán)境有一些差別，而環(huán)境是影響橋橋的耐久性的重要因素。橋梁結(jié)構(gòu)處于較低溫度環(huán)境時(shí)，混凝土毛細(xì)孔受到膨脹壓力和滲透壓力，使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)部裂縫和損傷，經(jīng)常反復(fù)，損傷積累到一定程度就引起結(jié)構(gòu)破壞。

(2)橋梁結(jié)構(gòu)中某些活性礦物與堿性溶液產(chǎn)生堿集料反應(yīng)，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(qiáng)度過(guò)大，導(dǎo)致破壞；部分化學(xué)介質(zhì)的侵入會(huì)造成橋梁結(jié)構(gòu)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(xué)介質(zhì)中有硫鹽腐蝕、酸腐蝕、海水腐蝕、鹽類結(jié)晶型腐蝕等；混凝土的之中鋼筋的保護(hù)層受到破壞，引起鋼筋銹蝕，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的承受力下降。

(3)理論和結(jié)構(gòu)構(gòu)造體系不夠完善

我國(guó)規(guī)范中已明確規(guī)定橋梁結(jié)構(gòu)必須具備安全、耐久、適用、環(huán)境經(jīng)濟(jì)，美觀的特性，但是這一宗旨并沒有充分地體現(xiàn)在具體的設(shè)計(jì)條件，使得在以往乃至現(xiàn)在的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍存在著重承載力設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì)的現(xiàn)象。盡管設(shè)計(jì)規(guī)范中提出一些保證混凝土耐久性構(gòu)造措使用極限狀態(tài)驗(yàn)算混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫寬度等，但這些參數(shù)的控耐久性設(shè)計(jì)并不起決定性的作用，且這些參數(shù)還會(huì)隨時(shí)間而變化。

(4)使用維護(hù)不當(dāng)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，道路車流量日益增多．以及早期橋梁設(shè)計(jì)質(zhì)量較低，橋梁超載現(xiàn)象在我國(guó)公路運(yùn)輸上普遍存在，一方面超載可能引起疲勞的問(wèn)題，使橋梁疲勞應(yīng)力幅度加大、損傷加劇，甚至造成結(jié)構(gòu)破壞事故。另一方面由于超載造成的橋梁內(nèi)部損傷不能恢復(fù)．將使得橋梁在正常情況下的工作狀態(tài)發(fā)生變化，從而對(duì)橋梁的耐久性造成危害。在橋粱結(jié)構(gòu)的使用過(guò)程中，由于沒有合理的維護(hù)而導(dǎo)致橋梁耐久性差也是不容忽視的，如對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的碰撞、磨損以及使用環(huán)境的惡化，都會(huì)使橋梁結(jié)構(gòu)無(wú)法達(dá)到預(yù)定的使用年限。

2 存在問(wèn)題的解決措施

2.1 建立健全的規(guī)章、規(guī)程、制度和科學(xué)的管理體系

橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性很大程度上取決于施工過(guò)程中的質(zhì)量控制與質(zhì)量保證以及使用過(guò)程中的正確維修與例行檢測(cè)。建立健全的規(guī)章、規(guī)程、制度和科學(xué)的管理體系，能高效、準(zhǔn)確、快捷地指導(dǎo)橋梁施工及管理，明確各個(gè)組織機(jī)構(gòu)的責(zé)任人，嚴(yán)格按照合同、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、設(shè)計(jì)來(lái)施工，正確使用和維護(hù)橋梁，確保橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

2.2 積極開展保障結(jié)構(gòu)安全與耐久的新設(shè)計(jì)理念的研究

由于橋梁結(jié)構(gòu)各部件的壽命不是完全相同的，因而橋梁結(jié)構(gòu)壽命期內(nèi)功能的保證，必須從設(shè)計(jì)、施工、材料、檢測(cè)、維修、加固整個(gè)過(guò)程來(lái)考慮，審視結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)與構(gòu)造設(shè)計(jì)，并保障橋梁結(jié)構(gòu)在生命期內(nèi)的結(jié)構(gòu)可檢性、可換性、可修性、可控、可強(qiáng)性和可持續(xù)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(shè)計(jì)時(shí)宜將耐久性要求及施工注意事項(xiàng)納入設(shè)計(jì)文件內(nèi)，說(shuō)明應(yīng)清晰，確保施工時(shí)，對(duì)影響混凝土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低強(qiáng)度等級(jí)、最大氯離子含量和堿含量的控制，均符合規(guī)范及設(shè)計(jì)的要求，并要求增強(qiáng)混凝土密實(shí)度，以防止或控制混凝土開裂，保證施工質(zhì)量，阻止水分和侵蝕性介質(zhì)滲入結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

2.4 保鋼筋的最小保護(hù)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(dāng)鋼筋銹蝕后其有效截面積會(huì)不斷減小，就使得結(jié)構(gòu)的承載能力迅速降低。預(yù)應(yīng)力鋼筋及普通鋼筋混凝土構(gòu)件保護(hù)層厚度，嚴(yán)格按交通部頒《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTO D62-2004)9.1.1條執(zhí)行，嚴(yán)格按規(guī)范控制普通鋼筋和預(yù)應(yīng)力直線鋼筋最小保護(hù)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(jié)構(gòu)在施工和使用過(guò)程中，常會(huì)出現(xiàn)不同形式的裂縫。過(guò)多或過(guò)大的裂縫不僅會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的外觀，造成使用者不安，而且會(huì)影響橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，降低橋梁的使用壽命。通過(guò)適當(dāng)加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造鋼筋設(shè)計(jì)、設(shè)置防裂鋼筋網(wǎng)、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(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(ITG D62-2004)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的要求，從而提高橋梁的抗裂能力，保證橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性。

2.6 加強(qiáng)橋面排水和防水層設(shè)計(jì)

橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面形狀應(yīng)有利于排水，對(duì)于可能受雨淋或積水的水平表面應(yīng)做成斜面，并設(shè)置一定數(shù)量的泄水管，使橋梁結(jié)構(gòu)有一套完整的排水系統(tǒng)，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(xiàn)澆層頂面應(yīng)設(shè)置防水層，采用良好的抗?jié)B、抗剪、抗拉的材料，提高橋梁防水功能。

2.7 積極借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)和成果

如今，我國(guó)在橋梁建筑設(shè)計(jì)方面還不夠成熟，在日常生活中還存在著許多問(wèn)題，而現(xiàn)在世界上諸多國(guó)家，在橋梁建設(shè)方面有著相當(dāng)突出的成就。因此，我們應(yīng)充分借鑒國(guó)外大型橋梁設(shè)計(jì)、施工、管理等方面成熟經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)，依靠科技進(jìn)步，整合各方面力量，開拓創(chuàng)新，虛心學(xué)習(xí)，建立適合我國(guó)國(guó)情的科學(xué)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(wèn)題所引發(fā)的安全事故，從而使人們的生活秩序和生命財(cái)產(chǎn)安全得到保障。

3 結(jié)束語(yǔ)

橋梁結(jié)構(gòu)耐久性問(wèn)題是一個(gè)十分迫切需要加以解決的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究，一方面能對(duì)已有的橋梁進(jìn)行科學(xué)的耐久性評(píng)定和剩余壽命預(yù)測(cè)，以選擇對(duì)其正確的處理方法；另一方面也可對(duì)新建工程項(xiàng)目進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)于研究，揭示影響結(jié)構(gòu)壽命的內(nèi)部和外部因素。從而提高工程的設(shè)計(jì)水平和施工質(zhì)量，確保橋梁結(jié)構(gòu)生命全過(guò)程的正常工作。因此，它既有服務(wù)于已建橋梁的現(xiàn)實(shí)意義，又有指導(dǎo)待建橋粱進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì)的重要指導(dǎo)作用。