桥梁结构耐久性设计研究

李擘 王晶

成都西南交通大学设计研究院有限公司中南分院 湖北武汉 430000

传统桥梁设计中比较注重桥梁结构的安全性和实用性，忽视了结构的耐久性，导致了诸如钢筋锈蚀、保护层脱落、锚具损伤等大量的耐久性问题，大大缩短了桥梁结构物的使用寿命，世界各国不得不为桥梁的维修养护而投入大笔费用。近代以来，桥梁专家们逐渐注意到了桥梁耐久性问题的紧迫性和重要性，为此，许多国家的桥梁技术专家都在进行耐久性的研究分析[1]。

1 桥梁耐久性设计的重要性

桥梁耐久性的因素更为复杂，在混凝土的制备过程中，任何一个环节的细微变化都可能引起结构耐久性的变化。目前，我国正在大规模建设桥梁工程，有些项目不但规模大，而且结构复杂，在桥梁工程的建设中，难免会出现一些安全隐患问题，不仅影响桥梁的使用寿命和通行安全，严重时甚至可能出现坍塌事故，造成人员伤亡和财产损失。根据相关资料记载，导致部分桥梁工程建设质量不达标的原因可分为以下两个方面：一，在桥梁设计阶段，由于一些设计人员缺乏桥梁施工经验，设计时考虑不周全，导致桥梁运营时出现功能性缺失；二，在桥梁施工阶段，由于施工单位在施工时存在的不规范行为，导致桥梁工程在建设中埋下的质量隐患，进而对整体的工程质量造成影响。为有效解决这一问题，在桥梁工程的设计、施工和管理的全过程中，要时刻重视桥梁的安全性和耐久性，不仅是确保桥梁工程建设质量和运行安全的关键，而且对推动我国经济进一步发展也起着重要作用。

2 桥梁结构耐久性设计因素

2.1 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混凝土强度等级即可满足桥梁的承载能力，这种错误的认知会导致其疏忽混凝土结构本身的耐久性设计，从而忽视工程建设地的实际情况进行合理桥梁结构设计。这种现象不仅会降低混凝土桥梁结构的耐久性，同时也会导致混凝土桥梁在后期运营阶段中出现较多的质量隐患[2]。

2.2 养护工作开展不到位

混凝土浇筑完成后，之所以能逐渐凝结硬化，主要是因为水泥的水化作用，如气候炎热、空气干燥，不及时进行养护，混凝土中水分会蒸发过快，水化热太大，形成脱水现象，会使已形成凝胶体的水泥颗粒不能充分水化，不能转化为稳定的结晶，缺乏足够的粘结力，导致混凝土表面出现片状或者粉状脱落；在混凝土尚未具备足够的强度时，水分过早的蒸发会导致混凝土表面出现不正常收缩、裂缝等破损现象，影响混凝土的耐久性和整体性，或导致混凝土的强度降低。

2.3 资金问题和工期限制

由于桥梁项目工作量大，情况复杂，又受到工期要求，导致很多环节的开展不得不加快进度，这直接导致工序之间存在衔接不良情况。同时因为工期紧张，建设单位对设计单位施压，导致设计人员在进行勘测设计过程中为能够按时完成勘测设计工作，而忽略了细节的设计，导致桥梁设计在后期的施工过程中出现诸多细节问题[3]。

3 提高桥梁耐久性的措施

3.1 混凝土桥梁

桥梁耐久性设计应该以预防为主，同时兼顾经济效益。钢筋锈蚀是混凝土结构耐久性破坏的主要表现形式之一。目前，混凝土桥梁耐久性措施包括采用高性能混凝土；提高混凝土保护层厚度；控制混凝土裂缝宽度；提高施工质量；钢筋表面加防腐层；掺加钢筋阻锈剂；混凝土表面涂层；阴极保护类电化学技术等。这些措施都各有优缺点，也有其使用的局限性，而混凝土桥梁耐久性设计是一个系统性的工程，需要综合考虑到环境气候特点、工程所处的腐蚀特点、施工工艺和管养运营等各方面的条件，因地制宜，对桥梁结构进行耐久性设计。

3.2 增进规划工作人员的品质意识

所有优秀的规划方案都需要通过规划工作人员开展规划，因此规划的品质的关键性必须从人员层面进行有效提升，规划工作人员需要充分认知到品质对整体项目的关键性。其核心体现在规划工作人员可以高标准的开展规划，同时在规划过程中严密依据规划规范，保障规划项目项目可以安全化施工开展。路桥建筑工程的主体规划极为关键。有必要挑选具有有关资质与优异信誉的规划单位。持续增进规划工作人员的整体素质，实现路桥建筑的优化规划。

3.3 合理规划结构设计

对于结构的设计需要从平面设计、纵断面设计、横断面设计以及路基填料和压实度、路基处理、路基边坡、路基防护、路面设计、参数设计、抗滑设计、材料以及技术要求等方面进行综合考虑。其中对于平面的设计需要按照以下原则满足交通功能，保证主流交通的快速、顺适、安全、连续，确保和规划路线基本一致；保证和现有以及在建的道路合理连接，同片区规划的路网协调一致；避免与道路两侧已批用地的矛盾；尽量与周围景观相协调；要符合城市道路设计规范要求。

4 结语

桥梁结构耐久性设计关乎桥梁工程的质量和安全，对桥梁的使用寿命有着重要的影响。因此，从对影响桥梁结构耐久性的因素如混凝土材料、桥梁上部结构、桥梁下部结构以及施工工艺进行分析，可以发现，桥梁结构的细部设计影响桥梁工程的耐久性，应结合工程具体环境特点，加强对于桥梁结构细部设计的重视，以有效提升桥梁结构的耐久性。