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桥梁结构耐久性设计方法研究

 快速发表网 2017-03-23
桥梁结构耐久是指在设计年限内 ,在外界条件和其他突发
事件等共同作用下 ,能够在预期维护和维修情况下 ,保持结构
安全性、适用性及外观稳定性的能力。桥梁结构耐久性是桥梁
结构安全性、适用等性能的综合评价指标。我国正处在桥梁基
础建设迅速发展时期 ,研究桥梁建设目前存在的问题以及桥梁
结构的耐久性显得更为紧迫和意义重大。
1 桥梁结构耐久性因素研究
影响桥梁结构稳定性的因素较为复杂 ,主要影响因素桥梁
结构的病害。对于桥梁结构耐久性能的研究也就是对引起桥梁
结构耐久性病害的因素的分析。引起桥梁结构结构病害产生的
因素主要有设计方面的因素、施工与管理方面的因素以及使用
因素。
1.1 影响桥梁结构耐久性能的主要病害
1.1.1 桥面铺装破坏以及桥头跳车
桥面铺装破坏是在正常使用年限内 ,由于车辆荷载的长期
作用 ,使桥面板出现凹凸不平或者面板块状剥落等破坏现象。
另外 ,由于交通行业的快速发展 ,超载现场的普遍存在 ,使桥
面铺装破坏更加普遍且难以控制。
桥台后的填土下沉 ,使桥台高于路面 ,桥台与路面产生高
差这中现象为桥头跳车。桥头跳车现象使行驶车辆对桥台及整
个桥梁结构产生较大的冲击力 ,冲击力的作用更加加剧了跳车
现象 ,也严重影响了桥梁结构耐久性能。
1.1.2 混凝土的开裂及钢筋锈蚀
混凝土开裂是建筑结构常见的病害 ,混凝土梁体的开裂是
影响桥梁结构耐久性能的病害中较为普遍的病害。混凝土裂缝
按裂缝的成因不同可以分为结构裂缝和非结构裂缝。非结构裂
缝是由于混凝土结构变形收到约束而产生的裂缝 ,严重影响着
混凝土结构的耐久性能。结构裂缝是由于混凝土结构承受的力
超过混凝土结构的极限抗拉强度而产生的裂缝 ,普遍存在于混
凝土结构中 ,一般对结构的性能影响可以忽略。
钢筋锈蚀的主要由于氯离子的侵蚀和混凝土的碳化。混凝
土中钢筋的锈蚀使得钢筋的受力面积减少 ,并且锈蚀钢筋的体
积膨胀导致混凝土的剥落 ,同时使混凝土结构的受力截面也减
少。另外 ,钢筋锈蚀使得钢筋与混凝土之间的粘结力减少、钢
筋与混凝土结构的共同作用受到严重破坏 ,结构的承载能力下
降。钢筋的保护层混凝土剥落使钢筋暴露于空气中 ,加快了钢
筋的锈蚀 ,造成恶性循环 ,严重影响钢筋混凝土结构的耐久性。
1.2 影响桥梁结构耐久性能的病害的成因分析
桥梁结构病害成因较多 ,涉及范围较广 ,且因桥梁结构类
型和使用环境不同而不同。另外 ,桥梁病害涉及到从勘测、设
计、施工、使用、养护等整个桥梁的寿命周期。因此 ,对于桥
梁结构病害的防治比较困难 ,必须根据具体的情况 ,合理的设
置防治措施。
1.2.1 施工方面的因素
1)施工质量标准低
在施工过程中对施工技术以及材料等控制不严格 ,造成结
构施工质量降低。这种现象虽然对结构的短期使用性能没有影
响 ,但是严重影响着桥梁结构耐久性能。常见的施工问题有 :
(1)施工裂缝处理未严格按照规范要求 ;(2)预应力混凝土结
构中钢筋的张拉力不足 ,张拉技术不规范 ,锚固设施防护不够 ;
(3)混凝土搅拌、浇筑及养护不当 ;(4)建筑材料质量控制不
严格。施工技术与材料的控制不规范 ,导致结构质量降低 ,使
桥梁结构在使用年限内出现影响使用的病害 ,甚至在刚开始使
用不久就出现影响耐久性不足的问题。
2)施工管理制度不完善
目前桥梁建设期管理的制度还不完善 ,一些惯例和做法也
在一定程度上导致桥梁病害突出、耐久性不能满足要求。施工
管理中存在的比较普遍的问题有 :1)在项目建设过程中 ,建
设单位往往只注重桥梁工程施工成本 ,忽略了桥梁从项目建议
书、施工设计、运营、养护维修整个寿命周期的总体成本。工
程实践证明 :一味地追求降低施工成本 ,不仅影响结构的耐久
性性能 ,后期的养护维修费用剧增。因此 ,合理地规范施工管
理制度 ,将施工成本应视为项目成本控制的一部分 ,统筹兼顾
项目寿命周期的各种成本 ,使项目的总成本达到最低 ;2)对
于工期设计不合理。建设单位与施工单位为了控制工期 ,一味
缩短工期 ,降低工期成本 ,最后导结构耐久性能差。对于混凝
土桥梁结构足够的养护时间是保证其耐久性能最基本要求。提
前完成合同规定的工期 ,虽然有利减少工期成本 ,但是后期的
维修养护费用投资剧增 ,结构使用寿命降低。另外 ,工程竣工
一年后进行竣工验收 ,在一年保修期内工程质量问题由施工单
位负责 ,超过一年以后工程出现问题有业主承担维修费用 ,这
种移交方式更加滋养了施工单位对桥梁结构耐久性能的忽视。
1.2.2 设计方面的因素
桥梁的大部分病害与桥梁工程施工质量与施工管理密切相
关 ,但是对于设计方面存在的问题也不可忽视。设计人员往往
只追求规范对结构强度的要求 ,忽视从设计方案、材料选取 ,
结构维护等方面保证结构的安全性能、耐久性能。目前桥梁工
程设计中存在的主要问题有 :设计标准不高 ,结构与构造细节
重视度低等。

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