桥梁细部设计标准对结构耐久性的作用

寇应科

【摘要】随着社会主义经济的不断发展，人们的认知水平也在不断提高，在对桥梁结构的设计过程中，人们已由最初的重视桥梁外观渐渐向桥梁耐久性发展。本文通过对桥梁细部设计标准的相关内容进行分析研究，再结合其对桥梁结构耐久性的作用进行分析，仅供参考。

【关键词】桥梁设计;细部标准;结构耐久性

近年来，随着我国科学技术的不断发展，桥梁工程建设的类型也越来越多，其中，桥梁的跨径程度也在不断加大，因此，在进行桥梁设计时，要不断增强对桥梁的设计内容的精准性，以保障桥梁建设能够满足最基本的安全以及适用等功能[1]。由于桥梁的细部设计标准直接影响到桥梁结构的耐久性，所以在进行桥梁细部设计时，设计人员要加强对结构耐久性的影响分析，通过结合实际情况，对桥梁的外部环境以及应对的受力状态进行有效研究，以便更好地进行桥梁细部设计，增加桥梁结构耐久性，提高桥梁的使用效率。

1.桥梁细部设计中构造要点分析

1.1桥梁主梁结构的相关设计要点

在进行桥梁细部结构设计时，设计的相关结构体系以及特点都应该遵循耐久性的设计要求进行设计，这是对于提升桥梁整体质量的最基本要求。因此在进行桥梁的主梁结构设计时，要保持一定的亢余性，即在进行主梁结构设计时要注重提升重要部位的厚度以及强度，其中就包括对于所使用的钢筋等容易锈蚀的材料进行有效的防腐蚀处理，此外，要提升桥梁结构的整体稳定性，就要对平常容易受到忽略的地方进行加强处理，对这种细节的管理以及监督力度进行有效强化。

1.2桥梁桥面的铺装以及排水系统的设计要点

桥梁在进行桥面的铺装过程中，要注意使用的混凝土的塌落度是否满足设计要求，同时还要注意混凝土的浇筑以及振捣处理、混凝土的各项性能达标、提升混凝土材料的各项强度以及钢筋的锚固方式与锚固长度等方面的内容。如果做好了这些内容，就可以在很大程度上提升桥梁铺装的质量，从而减少行驶车辆对于桥梁铺装路面产生的磨损以及损坏。在对桥梁桥面的排水系统进行设计时，要注意控制好排水系统的坡度以及桥面材料的防渗水等措施，以控制好积水在桥面上的停留时间等等。

1.3桥梁的抗震设计要点

桥梁要具备一定的抗震能力，所以在进行桥梁设计时，要采取一定的设计措施，以防止桥墩在抗剪和抗弯以及桥梁的上部结构受到破坏等方面的性能影响。因此，要加强对于桥梁结构的局部构造设计。然而，由于在进行桥梁构造的设计中，使用抗震计算的方式没有办法得到桥梁在地震作用下的响应精确度，所以要采用“分级耗能、多道设防”的设计理念以及设计原则，首先，设计人员要确保桥梁的主体结构的梁端到盖板边缘的直线距离要满足桥梁设计规范中的最小安全距离，并且在设计时，可以加大桥梁支座处的垫石尺寸，也可以适当扩大桥梁盖板梁的支撑宽度;其次，设计人员要对桥梁的限位装置进行精细化设计，例如在对桥梁结构中的简支梁进行设计时，则应该采取纵向梁端链接或纵向梁端支档等方式，在对连续梁的设计过程中，可以采用横向支档或者是纵向支档的方式，在对限位装置进行设计时，可以通过增设抗震挡块或者抗震锚栓等，以此提升桥梁结构的整体性，同时提升桥梁结构在地震作用下的稳定性;在进行挡块设计时，设计人员要注意挡块设计不能够超过规定的范围之内，要让挡块和桥梁的主梁刚度比在一定的范围之内，并且还要根据桥梁的实际设计要求沿着盖桥梁周围设置多个挡块或者是在桥梁的盖梁梁端设置“外强中干”的双层挡块，这样挡块的设置可以让桥梁主梁与盖梁之间的间距距离不一致，当发生地震时，两者不会同时发生损坏，从而实现了分级耗能以及逐步耗能的设计效果。

2.桥梁细部设计标准对桥梁结构耐久性的影响

2.1载重设计对结构耐久性的影响

桥梁结构要结合桥梁所在地的水文气候等自然条件以确定结构设计的载重标准值。在进行桥梁细部设计时，需要结合桥梁最不利效应组合以及承受的不同作用力构造，来对桥梁结构的耐久性进行分析[2]。当桥梁的外部作用力超出了设计的预期时，就会导致橋梁从最大的弹性工作范围跳脱，从而出现塑性变形或者是开裂的情况发生，再伴随着桥梁无应力的状态变化，桥梁的钢筋保护层会发生相应的异动情况，从而引起钢材的损坏，严重时还会导致桥梁坍塌的情况。所以在进行桥梁的实际设计时，所设计的桥梁一定要具备一定的承载力，以避免桥梁因为长期载重，出现疲劳应力，从而造成难以恢复的严重损伤，最终导致桥梁结构的耐久性受到相关影响。

2.2人为因素对于桥梁结构耐久性的影响

桥梁的设计人员一般都是比较注重对于桥梁的主体结构进行相关设计，从而造成对于桥梁细部结构设计的忽略，所以很多桥梁在进行施工建设时，往往都不会重视对于桥梁的细部设计，导致在进行桥梁的后期施工时会出现很多问题。很多桥梁的设计人员在对桥梁的细部结构耐久性进行设计时，只对钢筋最小净保护层厚度提出相关设计要求，而在其他方面，比如钢构件的防腐性就没有引起重视，没有确切的相关设计要求;另外在对桥梁的附属结构进行设计时，没有通过实地的勘察以及踩点，通常是直接采用生产厂家所提供的产品通用图设计，这些细部问题没有在设计前期进行解决，也会对桥梁的耐久性造成影响。

2.3结构设计对桥梁耐久性造成的影响

在进行桥梁的设计时，结构设计是桥梁设计的最主要内容，也是设计时的重点所在。在桥梁结构的设计中细部设计是主要关于桥梁主梁的设计所展开，因为主梁是决定桥梁结构耐久性的核心内容，也是桥梁的主要结构部件，桥梁主梁的合理设计与桥梁结构的耐久性有着直接影响的关系。而其中不合理设计主要是存在主梁的排水设计方案中，从而导致在施工建设完成后出现主梁后箱体积水严重的现象，当积水过多时就会直接影响到主梁的钢筋，最后造成桥梁结构耐久性下降的情况发生。对于这种问题，设计人员在设计过程中，就要重视对于排水系统设计的细部设计，通过结合实际情况，选择能够增强结构耐久性的设计方案。比如在对上部结构进行设计时，就要选用高耐久性的混凝土材料，再根据具体环境对混凝土保护层的厚度进行相关调整。

3.提高桥梁耐久性的应对措施

3.1在桥梁细部设计前期要做好相关的准备工作

在对桥梁进行细部设计时，要做好相应的前期准备工作，要根据设计的相关要求，对桥梁结构的所处环境以及设计年限进行分类。在桥梁的细部设计中，要有相关的单独的耐久性设计说明，在说明中，要对结构使用环境与环境的作用等级、永久性结构的耐久性措施、非永久性构件结构耐久性以及构件分类及其使用年限提出相关的设计要求[3]。与此同时，设计人员也要注意对于桥梁施工建设所需要的建设材料有相关要求，要保证建设材料的质量要求能够达标。设计人员在进行桥梁细部设计时，要全方面地考虑可能会对桥梁耐久性产生影响的各种因素，并准备好相应的解决措施，同时在设计方案中要有相关的细节标注说明，以对建设后期可能出现的问题准备好相应的应对措施。

3.2提高桥梁的支座强度

因为桥梁支座是桥梁受力最集中的地方，也是桥梁结构中比较薄弱的一种内部挂件。桥梁支座的作用是连接桥梁的上部与下部结构。因此在具体的桥梁细部设计中，要对桥梁支座的耐久性设计进行不断的优化，以确保支座可以具备相应的抗压承载力，同时要对支座的转角位移量以及摩阻系数进行相应的确定，以保障支座的上下支撑面的水平与对立，最终让上下部结构的内部作用力达到均衡。除此之外，在实际的使用过程中，还要充分考虑行驶车辆的加速度等桥面切向力对于支座上的相关作用所形成的水平剪力，对桥梁支座的抗剪强度进行有效的验算，对于那些横向刚度能量大的上下部结构，要充分考虑到支座的不均匀受力情况，可以按照需要单排设置多个支座，从而在桥梁建设的整体上全面提高桥梁支座的强度。

3.3结构混凝土材料的选用

在进行橋梁建设时，对于桥梁结构工程需要运用高性能的混凝土材料进行施工。因为高性能的混凝土材料在进行振捣时不容易离析，并且也容易浇筑，而且它的韧性以及早期强度等方面的力学性能都比较好，可以让桥梁保持体积稳定，从而增强桥梁的耐久性。其中，桥梁边跨位置要采用现浇混凝土的方式进行结构施工，所有工程箱梁都需采用C50混凝土，合龙段长2米，现浇段长9米。混凝土要使用坚固耐久的洁净骨料，通过利用低含碱量以及低水化热的水泥进行搅拌，在混凝土搅拌制作的过程中，要尽量减少应税的使用，同时加强骨料级配合粒形控制，从而让材料中的硅胶盐水泥用量得到有效的控制。要做好桥面铺装，才能让板梁避免受到雨雪的侵蚀以及保护好主梁不受到行驶车辆的直接磨损，使整个桥梁结构的耐久性得到增强。要加强沥青与混凝土的结合，就要对其进行精铣刨。在进行桥面的铺装过程中，采用耐久性水泥混凝土进行施工，让桥面的强度以及抗渗等方面都能够得到提升，同时采用聚丙烯纤维让桥面的厚度比设计高度高出1厘米。在混凝土的土层上要铺装水性沥青基渗透防水材料，通过对预制梁顶的位置进行抗剪连接钢筋的设置，最终让整个桥梁结构的整体性得到有效保障，提升桥梁耐久性。

3.4桥梁的主梁设计

在对桥梁主梁的结构类型进行选择时，需要选用耐久性比较好的预应力混凝土结构，因为普通的钢筋混凝土梁在使用过程中，容易出现裂缝，而这些裂缝会对桥梁结构的耐久性产生相关的影响作用。如果在必须选用钢筋混凝土结构的情况下，相关的桥梁设计人员要注意桥梁的跨径不能够超过20米。混凝土的保护层厚度结构设计要严格按照制定的标准进行设计，以确保混凝土的保护层厚度在不同的环境下达到规定的最下数值。在进行主梁的钢筋的布置设计以及几何尺寸设计时，要达到受力需要的设计标准，再结合实际的施工需求，对混凝土的振捣质量以及浇筑提供相应的保障，还要加强对主梁的排水构造设计，注意对泄水孔的布置以及细部设计。此外，在主梁的设计过程中，要对钢筋避让的问题进行重视，要对钢筋避让的先后顺序做一个具体的说明，尽量减少施工中出现操作失误的现象。

3.5伸缩缝的耐久性设计

伸缩缝的设计包括伸缩量的设计以及槽口混凝土的设计。其中，伸缩量的设计不仅要考虑到伸缩装置在安置过程中所受到的实际收缩徐变的影响，还要考虑到对山区纵行线的影响。所以在进行申缩量的设计时，要科学控制每联长度，再根据桥梁所处的平纵线性条件以及地区的实际气温条件来完成选线的工作，在对安装的缝宽进行设计时，还要结合安装的温度;而槽口混凝土设计，要考虑到其抵抗疲劳损坏性以及强度等方面，尽量利用钢纤维混凝土来完成设计工作。与此同时，要对锚固钢筋进行有效的预埋措施，以保证它的位置、深度与主梁的连接性，还有与主梁结构设计的匹配性，最后让伸缩装置和桥梁结构形成统一的整体。

4.结语

桥梁工程在进行建设施工时，在对一些容易被忽视但又对桥梁结构的耐用性以及安全性造成的影响很大的细部设计时，设计人员应该加强其重视程度，通过对桥梁细部的设计要点进行分析与研究，优化设计方案，以促进桥梁的整体安全性及耐久性得到提升，增加桥梁的使用年限，减少不必要的浪费。所以设计人员在进行桥梁细部设计时，要不断积累相关的工作经验，结合桥梁的实际情况，对桥梁在使用过程中出现的问题进行总结，不断优化桥梁的细部设计，以桥梁的耐久度为最终目标，通过对设计内容的控制提升桥梁整体结构的耐久度，为桥梁的安全和质量管理提供有效的帮助。

参考文献

[1]游良刚.桥梁细部设计标准对结构耐久性的作用探讨[J].建材与装饰，2019（35）：263-264.

[2]何庆德，邱金亮.桥梁细部设计标准对结构耐久性的影响分析[J].交通世界，2018（36）：120-121.

[3]赵云鹏.关于桥梁细部设计标准对结构耐久性的影响探讨[J].中国标准化，2017（20）：173-174.