混凝土桥梁结构耐久性设计.pdf

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 8 4 桥梁结构 城 市道桥与 防洪 2 0 1 3 年 3 月第 3 期 土后 ，逐层敷环氧树脂砂浆 。对于局部严 重破损 处 ， 采取粘贴 钢板 ， 破损形成环 状 的， 采用粘贴碳 纤维布等。 3结构 耐久性设计 新颁布 的公路及城市新桥规 中都增加 了桥梁 结构耐久性 的设计 内容 ，同时相关行业也颁布 了 有关桥涵混凝土结构防腐蚀的技术规范和标准指 南等。其中提出了桥涵混凝土结构及其构件应根 据不同的设计年 限及相应 的极限状态 和不 同的环 境类别及其 作用等级进行 耐久性设计 的概念 ， 明 确提 出了环境作用下混凝土结构设计 的基本原则 和要求。学习规范， 并总结以往桥梁设计及维修过 程 ，依笔者的体会 ，耐久性设计具体到结构设计 中 ， 可从 以下几个方面予以着手。 3 ． 1 加强混凝土桥梁结构设计 中的技术保证措施 环境对混凝土结构 的腐蚀作用主要体现在钢 筋的锈蚀和混凝土的腐蚀或损伤 。 3 ． 1 ． 1 选用适宜的混凝土强度及性能等级 。 明确其 性能指标 设计不但要保证混凝土 的工作性能 和强度性 能 ， 还要保证混凝土的耐久性能 ， 尤其是 在恶劣环 境下 ， 对其抗渗性 、 抗冻融性 、 抗钢筋锈蚀性 、 抗碳 化及抗其它化学物质侵蚀性能提 出具体 的指标要 求 。因此 ， 在结构设计 中应根据结构的使用性能要 求 、 环境 程度 ， 选择适宜 的耐久性混凝土 ， 合理 地 使用添加剂 ， 增强混凝土的密实度 ， 提高混凝土 自 身 的抗破损能力 。对于北方寒冷地 区和近海地区， 桥梁 的有些部位可选择高耐久性混凝土 。严格遵 守对混凝土耐久性有很大影 响的技术指标 的限制 规 定 ， 如最大水胶 比、 最小水泥用量 、 最低 混凝土 强度 等级 、 最大氯离子含量和最大碱含量 等 ， 并提 出对混凝土胶凝材料等原材料选定的要求。 在恶劣环境作用下 ， 混凝土的强度往往取决于 耐久性而非承载力 。本文中的工程实例处于北方 地区， 濒临海滨， 其环境作用比较复杂。结构构件 经常处 于两类不 同的环境 ，这时就应 同时满足两 种环境类别分别作用下的耐久性要求 。对 于经常 接触水体的构件，如伸缩缝处的墩帽顶面等应按 冻融环境设计 ； 对于有氯盐侵蚀环境的跨海桥梁 ， 配置钢筋混凝土和预应力混凝土所用水泥的氯离 子含量尽可能地降低， 墩柱还需掺用引气剂， 有些 部位常常还需要采取附加防腐蚀措施等。而这些 是 工程技术人员 以往设计中没有考虑的。 3 ． 1 ． 2 加大混凝土的保护层厚度 加大保护层厚度 ， 减轻和延缓混凝土碳化及氯 离子 由混凝土表面 向内扩散 ，以尽可能保护钢筋 钝化膜 ， 从而减轻钢筋的锈蚀 ， 增加混凝土的耐久 性。这一点， 新规范有明确的要求。 3 ． 1 ．3 重视结构构造设计， 控制裂缝 1 在复杂环境下， 混凝土外形应力求简洁， 尽 量减少暴露的表面积和棱 角 ， 棱角宜做成圆角 。结 构 的形状和布置应有利于通风 ，便 于施工 时混凝 土 的振捣 、 养护。表面形状应有利于排水。选择适 宜的各种结构缝位置， 并做好其构造设计， 减少荷 载作用下或发生变形时的应力集中。 2 对于可能遭受氯盐侵蚀或处于干湿交替、 水 位变动等部位， 采取特殊的防腐措施 ， 如混凝土表 面防水处理 、 表面涂层或憎水处理等 。同时各种结 构缝也应尽可能避开最不利部位 。 3 ． 1 ． 4 加强构造钢筋 。 防止和控制混凝土裂缝 由于裂缝 的存 在 ，为水与气 的渗入提供 了通 道 ， 使混凝土和钢筋的腐蚀不断加剧 、 劣化 。因此 ， 控制裂缝对提高耐久性非常重要 。对此 ， 桥梁混凝 土结构尽可能采用预应力混凝 土结构 ，抗裂构造 钢筋布置不宜采用大直径大 间距 ， 等等 。 3 ． 1 ． 5 加强桥面排水和桥面铺装层的防水设计 城市立交桥的主桥和高架桥比较容易设置合 理的桥面纵坡 ， 设计应 考虑桥面 的纵 、 横坡 ， 合 理 布设泄水孔， 既保证车辆运行舒适， 又使桥面排水 顺 畅。合理设置桥面铺装防水层 ， 增设桥面柔性防 水层 ， 有条件的可设置刚性及柔性两层防水 ， 使 之 在不太增加造价的情况下 ， 提高防渗水效果。 3 ． 1 ． 6 重视结构细节及附属构造设计 1 在桥梁上部结构中， 太多采用预制简支梁 和纵横湿接头连接，而后期混凝土往往是结构的 薄弱环节 。后浇带混凝土收缩使两期} 昆凝土之间 产生缝隙， 形成渗水以至漏水， 使混凝土不断地被 腐蚀 ， 进 而破坏。工程实例 中的“ 露天” 正是这种情 况。因此设计中 ， 要避免采用此类结构。如果采用 这种结构时 ， 应采取技术保证措施 ， 如在后浇带混 凝土 中添加适量的膨胀剂 ， 以减小 收缩 ， 使两期混 凝土的耐久性 同步。 2 桥梁伸缩缝两端与主梁连接 的部位 ， 此处 也是极易破损之处 ，设计 中可采用高耐久性混凝 土 ， 添加膨胀剂及纤维增韧材料 ， 并做好伸缩装置 与构造钢筋的连接。 3 为封闭预应力筋金属锚具， 后浇混凝土的 强度等级应与构件本体混凝土强度等级相同。 3 ． 2 其他方面 当然 ， 混凝土结构 的耐久性在很大程度上还取 决于结构施工过程 中的质量控制 与质量保证 ， 以 下转第 8 7页 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m