混凝土桥梁结构耐久性设计探讨

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发布时间：2022-03-02

资料介绍

随着交通事业的不断发展，桥梁建设力度逐渐加大，桥梁结构的安全耐久性也引起人们的高度重视。该文从桥梁病害
的原因人手，对混凝土裂缝进行分析，从设计角度出发，就设计基本要求和应对措施进行了较系统的论述，对桥梁耐久性设计
具有较实用的借鉴和参考作用。
关键词：耐久性；设计；混凝土；桥梁
中圈分类号：U442．5 文献标识码：B 文章编号：1009—7716(2011)O7一Ol14一o4
0 引言
长期以来，人们受混凝土是一种耐久性能良
好的建筑材料这一认识的影响，忽视了钢筋混凝
土结构耐久性问题，致使以往的设计普遍存在重
视强度设计而轻视耐久性设计的现象，并为此付
出了巨大的代价。随着我国公路桥梁建设事业蓬
勃发展，桥梁结构耐久性问题越来越引起桥梁界
的重视。现行的桥梁设计规范(o4版 )对混凝土桥
梁的耐久性做了专项的要求，根据不同设计年限
及相应的极限状态和不同的环境类别及其作用等
级进行耐久性设计。许多设计人员往往只满足于
规范对结构强度计算上的安全度需要，而忽视结
构体系、构造、材料、施工、维护等影响耐久性的
因素。作为桥梁建设的起点部门，设计人员应及时
更新设计理念，从设计角度重视解决桥梁使用中
如混凝土开裂、保护层厚度不足、桥面防水失效等
常见通病的发生以提高桥梁结构耐久性。
本文从桥梁病害的原因入手，对混凝土裂缝
进行分析，从设计角度出发，就设计基本要求和应
对措施进行了较系统的论述，并结合近年来的设
计实践经验，进行了总结，对桥梁耐久性设计具有
较实用的借鉴和参考作用。
1 桥梁病害分析
要做好耐久性设计，首先要清楚既有桥梁病害
情况，从桥梁运营的实际情况中汲取经验，做到有
的放矢。混凝土结构的病害表现形式多种多样，引
起病害的原因错综复杂，从引起病害的原因来分
析，可以将其划分为两大类：第一类为由环境作用
引起的混凝土结构损伤与破坏。由于混凝土的缺陷
(例如裂隙、孔道、汽泡、孔穴等 )，环境中的水及侵
收稿日期：201 l—O4-o7
作者简介：康莉 (1973一)，女，河北石家庄人，硕士，教授级高
级工程师，从事桥梁工程设计工作。
蚀性介质就可能渗入混凝土内部，与混凝土中某些
成份发生化学、物理反应，引起混凝土损伤，影响结
构的受力性能和耐久性。第二类为由荷载作用或设
计、施工不当造成的混凝土结构损伤。例如，由于超
载作用引起的裂缝，动力冲击作用引起疲劳破坏。
构造措施和施工方法不当引起结构裂缝等。
环境因素引起的混凝土结构损伤或破坏主要
包括混凝土的碳化、氯离子的侵蚀、碱一骨料反
应、冻融循环破坏、钢筋锈蚀。特别值得一提的是
冻融循环破坏。北方地区冬季一般均采用撤盐除
冰，由于盐类与冻融循环的共同作用引起盐冻
破坏是冻融循环破坏的一种特殊形式。盐冻破坏
是静水压及盐溶液的渗透压和结晶压共同作用的
结果，因此，盐冻破坏要比单纯的冻融破坏严酷得
多。盐冻破坏区别于其他破坏形式的主要特征是：
(1)表面分层剥落，骨料暴露，但剥落层下面的混
凝土完好；(2)破坏速度快，对未采用防盐冻措施
而使用除冰盐者，少则一冬，多则几冬，即可产生
严重盐冻破坏；(3)在没有干扰的剥蚀表面或裂
缝中可见到白色盐结晶体。
值得注意的是，上述所有侵蚀混凝土和钢筋
的作用都需要有水作介质。另一方面，几乎所有的
侵蚀作用对混凝土结构的破坏都与侵蚀作用引起
的混凝土膨胀，最终导致混凝土的开裂有关。而且
当混凝土结构开裂后，腐蚀速度将大大加快，形成
导致混凝土结构的耐久性进一步退化的恶化循
环。因此，对新建结构而言，提高混凝土结构耐久
性的基本途径是增强混凝土的密实度，防止和控
制混凝土开裂，阻止水分的侵入，同时加大混凝土
保护层的厚度，防止由于混凝土保护层碳化引起
钢筋钝化膜的破坏。对于在役桥梁而言，提高混凝
土结构耐久性的基本思路是在清除病害根源的基
础上，封堵裂缝，修补破损混凝土，增设防水层，
防止水分的侵入，同时还要注意原桥的设计标准，
控制运营车载在设计要求范围内。