混凝土桥梁耐久性研究

刘爽

广州瀚阳工程咨询有限公司 510220

摘要：作为交通的咽喉，桥梁不仅联系了交通，还带动了周围地区的发展，对于国民经济而言有着至关重要的作用。在诸多桥梁结构中，混凝土桥梁是目前应用范围最广的桥梁结构，但是由于其材料的局限性和长期高强度的承载，在桥梁服役过程中经常出现混凝土性能衰减和老化的现象，使得诸多混凝桥梁结构在设计使用年限内出现耐久性失效现象。因此，混凝土桥梁的耐久性研究显得尤为重要。

关键词：耐久性设计；混凝土桥梁；提高措施

0引言

在具体的桥梁工程设计中，工程设计的耐久性标准较低，因为现有的桥梁工程结构设计规范主要考虑的是荷载下结构性能的安全性，而对环境影响下结构的耐久性设计并不十分关注，细部结构设计等方面的许多定性指标都存在考虑不充分的问题，桥梁工程结构设计规范中也没有将耐久性和设计使用寿命关联起来的明确规定。另外，桥梁工程施工由于片面追求早期强度而一味强调混凝土强度等级的提升或者采用早强剂，忽略了混凝土的耐久性能，导致其容易开裂，影响桥梁的正常使用。

1混凝土桥梁耐久性研究的意义

混凝土结构自水泥问世以来就成为土木工程中应用最为广泛的一种人工建筑材料；混凝土结构以其优越的成型能力以及经济、节能、耐火、耐腐蚀等优越的性能，成为不可取缔的一种结构形式。但随混凝土结构应用的日趋广泛以及日益多样，其呈现出来的污染和结构本身受到环境侵蚀等问题也日益凸显出来，混凝土结构的耐久性随之受到了业内普遍的关注。

建筑物的耐久性是建筑物及其构件在给定的期限内并在各种作用下维持其功能的能力。混凝土桥梁结构在使用过程中，需要抵抗外界环境以及各种荷载的作用，保证结构在设计使用年限内通过适当的维护可使其在所处环境中能够正常工作。桥梁所处的环境以及在运营期间承受长期的收缩徐变、土的重力、土侧压力、结构自重和基础变为等作用以及汽车荷载、疲劳荷载、流水压力以及船舶和车辆等撞击作用甚至是地震作用，导致桥梁结构的材料性能以及强度有不同程度的下降和损坏，使桥梁的安全性受到一定影响。探索在桥梁实际运营阶段影响其耐久性的因素，针对性在设计阶段采用合适的解决措施，使桥梁耐久性有所提升，从而让桥梁在其设计使用年限内更好的发挥作用，降低其维养成本，提高结构本身的耐久性和稳定性。

2影响耐久性的桥梁结构设计的因素

2.1混凝土桥梁结构所处的环境

在对不同等级的桥梁结构进行耐久性设计工作时，要充分考虑到混凝土桥梁结构的使用期限和所处的环境。桥梁所处环境的不同，桥梁结构受时间的影响也不同，这就需要在桥梁结构的设计过程中，将混凝土结构所在的环境考虑进去，作为设计的一个重要依据，从而保证桥梁可以在不良的环境中拥有足够的耐久性，确保桥梁有更长的使用寿命。

2.2设计标准与理论问题

目前，关于桥梁的耐久性理论还需完善。设计人员对于桥梁的耐久性缺乏更深层的认知，设计过程中更看重桥梁的强度极限状态，而容易忽视耐久性问题。在设计时仅以概念形式去运用耐久性设计，通常仅按规范套用耐久性设计相关条文而没有根据实际情况去考虑结构所处环境中可能导致耐久性降低的因素并提出有效的解决方法，如针对沿海地区而言，鉴于其较高的氯离子含量，对于钢筋的保护环境应采取更高的设计条件，而不能仅简单的套用规范要求。因此，针对环境、承受荷载等现场因素，从实际使用的角度对设计标准和理论进行研究具有重要意义。

3提高混凝土桥梁耐久性的措施

3.1完善桥梁耐久性设计参数

桥梁设计中有鉴于环境类别以及混凝土强度等级所设计的最小混凝土保护层厚度，但在设计时部分设计人员往往根据习惯取值，而没有充分考虑到桥梁结构的使用环境。据相关研究，空气湿度是影响混凝土桥梁性能的主要因素，根据国内城市的温湿度调查中，即使是年平均温湿度相近的城市，仍然具有差距较大的环境类别划分，因而在进行混凝土桥梁的耐久性设计时需进行对环境类别的明确和对设计参数的完善。设计中建议适当增加混凝土保护层厚度，减少施工误差造成的保护层偏薄问题，另外需对施工单位提出明确要求：施工时需注意混凝土配合比的优化以提高混凝土密实度；混凝土浇筑过程应给予充分重视，优先选择质量过硬、支撑牢固的模板体系，混凝土振捣要到位，不跑浆，尽量避免出现蜂窝、孔洞等问题；建议能在配合比试验中掺入优质的粉煤灰，改变浇筑后混凝土的孔隙结构，提高混凝土的总体密实度，同时增加对氯离子扩散的阻力。

3.2合理设计配合比

在配合比设计过程中，技术人员需要遵循最小水泥用量、最大水灰比的原则，合理地控制混凝土水灰比，避免混凝土拌合物硬化后因水溢出形成孔隙，减少冻融作用对预应力混凝土结构表面的美观性造成破坏。其中，最小水泥用量主要是确保混凝土的密实性，必须要具备足够水泥浆填充集料空隙，将骨料进行黏结，形成一个整体，但过大水泥用量会导致构件产生过大的收缩和徐变，进而在使用过程中出现裂缝问题。另外，在设计配合比的过程中，相关设计人员需要合理地选择水泥标号，在满足强度要求的基础上，从耐久性和经济性角度优化选择水泥标号。另外，掺入优质的掺合料也会提高混凝土的耐久性，如磨细的矿渣、粉煤灰和硅灰等，这些都可以减少混凝土空隙，提高混凝土的密实度，设计过程可以更多的考虑掺合料对混凝土性能的提高和优化。

3.3加强桥梁的防水设计

确保桥梁构造以及防止桥梁被腐蚀的第一道屏障是桥梁的防水工程。在进行桥梁的耐久性设计时应首先加强其防排水的设计。桥梁的防排水设计需保证整体性原则，所建立的防水体系应确保具有可检，可修，可换的性能。主梁内的通风以及排水系统应能保证主梁所处环境的干燥性，桥台以及背墙应满足能够快速排水的要求，防排水构造通常设施于桥面以及桥墩位置，采取可更换的构件并保证防排水的通畅性。

3.4做好振捣和养护工作

在浇筑混凝土的过程中，相关施工技术人员需要充分振捣密实，并对混凝土表面进行抹光压平处理，提高混凝土密实性。钢筋在预应力混凝土结构中使用比较多，预应力筋、非预应力筋、箍筋排列比较密切，不易振捣密实，在必要情况下可以采用自密实混凝土，提高浇筑质量。另外，施工企业需要做好混凝土养护工作，尤其是早期养护，降低混凝土收缩率、孔隙率，确保混凝土的养护期。

结束语

桥梁是非常重要的交通基础设施，其耐久性对桥梁的正常使用存在直接的影响，所以需要在设计中充分重视耐久性的设计问题。从实际情况出发，深入分析耐久性评定分析方法、桥梁连接技术，以保证其满足使用寿命的需求，进而保证交通运行的需要，促进社会的高速发展。经过本文的分析，可以通过多种方式来提升桥梁的性能，促进交通通行安全性和稳定性的提高，带动交通事业的发展，推动社会的进步。

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