基于耐久性混凝土桥梁结构设计研究

范迎辉

摘要：混凝土桥梁结构耐久性不仅是衡量桥梁使用寿命的重要指标，同时对桥梁运行质量也具有非常大的影响。然而，在设计过程中，不少设计人员并未认识到桥梁结构耐久性设计的重要性，从而导致桥梁结构耐久性不足，这种现象不仅会制约我国桥梁工程的健康、稳定和长久发展，也会对城市交通运输和人们出行质量造成不良影响。基于此，就需要设计人员全面做好基于耐久性的混凝土桥梁结构设计。本文主要分析基于耐久性混凝土桥梁结构设计研究

关键词：耐久性;混凝土;桥梁结构;设计

分类号：U442.5

引言

在桥梁结构设计过程中，混凝土结构本身因其高强度和耐久性而受到设计师的青睐。然而，许多设计人员忽视了混凝土结构耐久性的科学设计，导致混凝土结构在施工过程中的耐久性大大降低，对整个桥梁工程造成了不利影响。因此，研究和分析基于耐久性混凝土的桥梁结构设计要点具有重要的现实意义。

一、影响混凝土桥梁结构设计耐久性的因素分析

1、桥梁结构设计不合理

在混凝土桥梁结构设计过程中，不少设计人员片面地认为提升桥梁结构强度便能促进桥梁工程满足现阶段的工程建设标准和交通需求，这种错误的认知会导致其忽视混凝土结构本身的耐久性设计，从而不能根据工程建设地的实际情况合理进行桥梁结构设计。这种现象不仅会降低混凝土桥梁结构的耐久性，同时也会降低其承重标准，导致混凝土桥梁在实际运行過程中出现较多的安全隐患。

2、混凝土桥梁结构所处的环境

对不同等级的桥梁结构进行耐久性设计时，应充分考虑混凝土结构的使用寿命和混凝土桥梁结构所处的环境。在一定的环境下，桥梁结构使用的材料会受到时间的影响。因此，在桥梁结构的设计过程中，整个设计过程都应该考虑混凝土结构的环境。相反，忽视环境因素可能会降低桥梁的使用寿命。只有在恶劣环境下采用耐久性混凝土桥梁结构设计技术，才能使桥梁具有更长的使用寿命。因此，混凝土桥梁结构的耐久性设计应充分考虑环境因素。

3、混凝土桥梁结构的材料制备

在桥梁建设过程中，耐久性混凝土桥梁结构的设计受到国内外设计师的青睐。目前，大多数耐久性混凝土桥梁结构设计方案主要针对建筑材料提出的耐久性方法。通常采用材料来保证混凝土桥梁结构设计的耐久性，以满足耐久性的要求。在桥梁材料制备过程中，主要使用优质混凝土和惰性材料。由于混凝土桥梁结构设计中材料的准备需要环境和时间作为保证，设计手段应涵盖混凝土桥梁结构的材料准备。

二、耐久性混凝土桥梁结构设计的对策

1、改善混凝土结构材料的设计

混凝土材料的耐久性是影响桥梁耐久性的主要因素，如水泥的种类和用量、水灰比等。这会对混凝土的pH值产生很大的影响。因此，在设计桥梁时，应根据经验有效设计上述因素，以保证混凝土的耐久性。此外，混凝土中的碱溶液会与活性成分发生化学反应，产生膨胀物质或吸水膨胀物质，导致混凝土结构产生裂缝。但这种损伤属于完整性，目前还没有修复方法。因此，在设计混凝土配合比时，应选择低碱水泥，控制水灰比和用水量，以提高混凝土结构的抗渗性。钢筋在桥梁施工中应用广泛，氯离子对钢筋有一定的腐蚀作用。因此，在选择混凝土原材料时，不应使用含氯水泥，以避免钢筋腐蚀。此外，通过对钢筋表面进行涂层，可以防止水、氧气和腐蚀性介质渗透到结构的保护层中，涂层应粘附在钢筋上，从多方面保证桥梁混凝土结构的梁的耐久性。

2、强化混凝土桥梁结构的耐久性设计

长期以来，我国桥梁建设过程中没有使用寿命的标准。在近年实施的《建筑结构设计规范》中，对桥梁和建筑结构的使用寿命有明确的规定。混凝土桥梁结构耐久性设计实施政策的加强有助于建筑结构提高其耐久性。虽然在实际工作中，工程结构的使用寿命可以根据维修工作的频率而延长，但桥梁的主体结构不能保证使用时间。设计中可能会规定绳索可以使用30年，甚至可能达不到20年，从而大大降低了桥梁主体结构的使用寿命。因此，在耐久性桥梁的设计中，应严格规范桥梁的设计标准，以更好地满足工程结构耐久性的使用时间。

3、提高混凝土桥梁结构的地基基础设计

对于不同的建筑，允许沉降的标准不同，因此基础的设计和处理方法也不同。当沉降较低时，在全桥的地下区域和持力层，应严格按照施工要求设置褥垫层。在沉降区，混凝土的保护区可以保证剩余部分的附加强度。保证地下室底板处于安全状态，施加外力时不会出现裂缝，更好的解决基础问题。

4、桥梁防排水结构设计

做好桥梁防排水结构设计，尽可能减少桥梁表面积水和桥下渗水，亦能有效提高混凝土桥梁结构耐久性。因此，在设计过程中，设计人员需要根据桥梁结构实际情况做好防排水构造设计，如对于水平设置的桥梁结构，一般不需在桥梁构件上设置排水系统出口，这样可有效避免桥梁构件漏水所致的积水问题发生。设置桥面泄水管时，需对泄水管与混凝土进行隔离，并采取有效措施对泄水管进行密封处理，这样可确保桥面的积水全部排到桥下。对于桥梁外侧翼板，需采用垂裙式墙式护栏防水结构进行设计，这样可防止水流顺着翼板底部流下。

5、桥面设计

混凝土桥梁的桥面是桥梁与车辆直接接触的地方，且在实际运行过程中，受桥面上行车荷载、外部温度、环境等因素的影响，常常会导致桥面发生开裂、变形、下沉等病害问题，这些问题也不仅会显著降低桥梁结构的耐久性，还会影响行车安全。因此，就需要设计人员严格做好桥面设计，如设计过程中，选择密实性较好、等级较高的混凝土进行桥面铺设，这样能有效防止和降低桥面开裂发生概率。并且，还可将复合纤维混凝土掺入水泥中，这样能有效提高桥面和整个桥梁结构的耐久性。

结束语

相比其他工程，混凝土桥梁工程对结构受力和耐久性要求更高，原因是在实际运行过程中，混凝土桥梁结构会受到上部行车荷载、外部环境、雨水及其下部水体腐蚀等多方面因素的影响，导致混凝土桥梁结构发生腐蚀、损坏等现象，从而会降低桥梁结构的耐久性。一旦混凝土桥梁结构耐久性降低，不仅会缩短桥梁的使用寿命，同时还会影响城市交通运输和人们出行质量。

参考文献：

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