提高桥梁结构耐久性细部设计方法探讨

唐永福

（宁夏公路管理局吴忠分局，宁夏 吴忠 751100）

提高桥梁结构耐久性细部设计方法探讨

唐永福

（宁夏公路管理局吴忠分局，宁夏 吴忠 751100）

通常情况下，导致钢筋混凝土桥梁出现质量问题的原因有施工质量差以及养护管理工作不到位等，同时细部设计工作的不完善也是重要的原因，其还会影响桥梁结构的耐久性和安全性，因此，我们应高度的重视桥梁结构设计工作中的一些细部因素。文章对易出现的可能影响桥梁结构耐久性和安全性的问题进行了详细的分析，同时从设计的角度提出了科学合理并且具有针对性的改善对策。

桥梁细部结构；耐久性；设计方法

1 主体结构混凝土材料的选择

在对混凝土进行拌制的过程中，建议选择水化热较低的水泥，并且应选择耐久坚固的洁净骨料作为混凝土骨料，确保粗骨料的粒形和级配是符合设计要求的，用水量不宜太高。由于高性能混凝土更加浇筑和捣实，早期其具有较高的强度、稳定性和韧性，并且它还能长期的保持力学性能，因此，在条件允许的情况下应选择高性能混凝土。在冻融等特殊环境中，进行设计工作时应充分的考虑到混凝土的抗冻耐久指数和抗冻等级等参数，如果施工现场处于盐碱地区，建议选择具有较高防腐性能的混凝土。

2 适当的冗余性

对于桥梁工程项目应进行轴载谱的调查工作，在充分的分析了桥梁的轴重和车辆构成的基础上，进一步的检查桥梁的设计荷载，应注意到桥梁上行驶车辆的超载问题，提升桥梁的安全储备，从而保证桥梁工程的经济性和安全性。

3 构造设计应注意的问题

3.1 主梁。（1）选用桥梁上部结构时，预应力混凝土结构必须具备足够的耐久性，如果必须选用钢筋混凝土结构，那么桥梁的跨径应是大于16m的。对于跨径13m或是16m的桥梁，建议选用T梁结构；（2）保护层厚度。在各类环境条件下，混凝土保护层的厚度都应满足设计要求中的最小值。而有些工程是采用通用图设计的，那么保护层厚度还应满足当地的环境类别的；（3）做好主梁的排水构造设计工作。空心板以及小箱梁都应采用直径小于5cm的预留通气孔，这样就能保证箱体内外的温度不会有太大差异，从而降低因温室效应而产生的局部应力，同时及时的清除施工过程中产生的积水；（4）进行构造设计时应考虑可施工性。钢筋的布置以及所确定的主梁的几何尺寸都应满足受力的要求，同时更要考虑到可施工性。浇筑和振捣混凝土时必须保证其质量，对于结构连续桥梁来说，应采用湿接头通过墩顶顺着桥梁的方向连接，同时现浇部分的宽度也必须满足钢筋焊接的施工需求。

3.2 桥梁铺装。主梁是不能受到车辆的直接磨损的，并且其也应有效的分布车辆荷载，而实际的情况却是，桥面极易出现坑槽、滑移以及空洞等质量病害，桥面的防水系统就会遭到破坏，主梁的受力性能受到了严重影响，因此，设计师我们应采取以下对策：（1）在桥面防水混凝土中应添加适量的聚苯乙烯纤维，同时保证其强度等级和抗渗水等级，混凝土的铺装厚度应比设计值多1cm，为保证混凝土和沥青层的有效结合，应采用铣刨机进行精铣刨；（2）为能够准确的定位桥面铺装钢筋网，在预制梁的顶部应设置抗剪连接钢筋，保证了桥面铺装的整体效果。

3.3 支座。支座是受力最为集中的薄弱环节，进行设计时，应选适合的支座型号，同时考虑大具体结构的变形特性，另外也应注意施工操作及后期维修养护等工作。如果是弯梁桥，必须考虑到车辆离心力向外侧推移产生的“爬行”现象，为保证梁体内力均匀分布，应将支座预偏心放置，合理的改善曲梁截面上的扭矩。在使用的过程中，为防止支座出现脱空的问题，在支座的顶部和底部应分别设置钢板，及时的调平预制梁段的底部和盖梁横坡，确保支座具有良好的受力状态。

3.4 伸缩缝。作为桥梁上部结构的附属工程，伸缩缝的质量对于桥梁的使用性能以及使用寿命都是有着决定性的影响的，那么进行设计工作时，我们应注意以下两个内容：首先，为保证自身的强度，从而有效的抵抗疲劳损坏，建议采用钢纤维混凝土作为槽口混凝土，同时预留足够的锚固钢筋，桥梁结构与伸缩缝装置应构成一个有机的整体。如果结构为薄翼缘板或是悬臂板，并且桥面板的厚度是小于伸缩装置的高度的，为满足锚固需求，应改进桥面板的断面尺寸；其次，在横向两端的伸缩缝应做成翘头形式的，从而形成一个闭合良好的U型槽，这样桥面的积水就不会沿着伸缩缝向下泄漏，防止支座和梁端受到侵蚀。

4 桥梁抗震设计

要想有效避免桥梁上部结构出现延性不足、桥墩抗弯及落梁破坏等问题，设计工作时必须保证桥梁结构本身具备足够的延性能力、抗变形能力和强度，同时更应注重桥梁结构的局部构造设计工作，进行抗震设计时应坚持“多道设防、分级耗能”的理念，其设计原则为“损伤程度和损伤部位可控、破坏构件易换、损伤部位易检、损伤构件易修”。（1）注重限位装置的设计工作。在实际的设计工作中，我们主要采用的策略有在盖梁两端设置抗震挡块、在墩台的盖梁位置处设置抗震锚栓以及添加连接钢板和铰缝钢筋等，对梁的位移产生了限制作用，防止落梁问题的出现；（2）梁端与盖梁边缘的距离应符合设计文件中的最小安全距离的要求，为防止梁端受到破化以及落梁问题的出现，进行设计工作时可以采取加大支座垫石的尺寸以及加大盖梁支撑的宽度等策略；（3）重视挡块设计。应保证挡块的抗剪程度以及挡块与主梁的刚度比值范围是符合设计要求的，同时应在充分的考虑到实际情况的基础上在盖梁两侧设置双层挡块，确保其与主梁之间的间距是有一定差异的，当其再受到破坏时，挡块是不会被同时剪坏的，从而实现逐步耗能的目的；（4）推行保护性的破坏理念。在对桥梁结构进行抗震设计时，应遵循“易修、易换、易检、可控”的原则，防止主要的承重控件受到损害。在桥梁结构的抗震工作中，支座是其最薄弱环节，其也是最容易受到损害的，因此，在地震的作用下，中小跨径桥梁的支座会首先受到破坏，将部分地震能量消耗掉，从而有效保护其他受力构件。

结语

混凝土桥梁的结构耐久性是要受到很多因素的影响的，因此，我们在日后的设计工作中应多借鉴国外的先进经验，在实际的设计施工工作中不断总结自身的经验，从而进一步的改进和完善桥梁结构的耐久性设计工作，促进我国公路桥梁行业的良性发展。

[1]郭瑞军．影响桥梁结构耐久性的细部设计[J]．山西交通科技，2009．

[2]赵素洁．桥梁细部设计对结构耐久性的影响分析[J]．公路，2013．

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