浅析混凝土结构桥梁的耐久性设计
试析建筑工程中混凝土结构的耐久性设计

试析建筑工程中混凝土结构的耐久性设计摘要:建筑工程中混凝土结构的耐久性设计是确保建筑物在长期使用过程中能够保持稳定、安全和可靠的重要环节。
混凝土结构广泛应用于各种建筑类型,如住宅、商业建筑、桥梁和水利工程等。
耐久性设计的目标是通过选择合适的材料、优化结构设计、正确的施工方法以及定期维护和修复来延长混凝土结构的寿命。
只有确保混凝土结构的耐久性,才能有效地避免因老化、破坏或腐蚀等问题导致的安全隐患和维修成本。
因此,进行混凝土结构的耐久性设计是建筑工程中不可或缺的一部分。
关键词:建筑工程;混凝土结构;耐久性设计1、混凝土结构的耐久性设计概述混凝土结构的耐久性设计是指在建筑工程中,针对混凝土结构的设计过程中考虑结构在长期使用和环境作用下的耐久性能。
耐久性设计的目标是确保混凝土结构在设计寿命内能够安全、稳定地承受荷载,并保持其功能和外观。
混凝土结构的耐久性设计可以有效延长结构的使用寿命。
通过合理选择材料、优化结构设计和采取防护措施,可以减少结构受到的环境侵蚀和损害,延缓结构老化和破坏的速度,从而使结构能够持续稳定地使用更长的时间。
而且,良好的耐久性设计可以减少混凝土结构的维修和修复需求,从而降低维护成本。
通过预防性的措施,如防水、防腐等,可以减少结构的损坏和修复频率,避免因结构损坏导致的昂贵的修复费用。
此外,耐久性设计可以提高混凝土结构的安全性和可靠性。
良好的耐久性设计能够保证结构在设计寿命内能够安全承受荷载和环境作用,减少结构的失效风险,确保结构的稳定性和可靠性。
最后,耐久性设计可以减少混凝土结构的损坏和废弃,从而减少资源的浪费和环境的污染。
通过选择耐久性较好的材料和采取环保的防护措施,可以降低结构的维修和替换频率,实现可持续发展的目标。
2、建筑工程中混凝土结构的耐久性设计策略2.1确定设计目标耐久性设计在建筑工程中起着至关重要的作用。
在混凝土结构的设计过程中,首先需要明确设计目标。
这包括对建筑环境和使用条件的分析,以了解可能对混凝土结构造成影响的因素。
混凝土结构耐久性设计原理及方法

混凝土结构耐久性设计原理及方法一、耐久性设计的基本概念混凝土结构的耐久性是指结构在使用寿命内,在各种环境和荷载作用下,依然能够保持满足使用功能和安全要求的能力。
耐久性设计就是在设计阶段,通过对混凝土结构的材料、结构和施工进行科学合理的考虑,使其在使用寿命内保持良好的耐久性。
二、混凝土结构耐久性的影响因素1. 环境因素:包括温度、湿度、气候、气体、水质等因素。
2. 材料因素:包括水泥、骨料、粉煤灰、矿粉等材料的选择和使用。
3. 结构因素:包括结构形式、尺寸、布置、构造和设计荷载等因素。
4. 施工因素:包括混凝土的浇筑、养护、质量控制等因素。
三、混凝土结构耐久性设计方法1. 材料选择:在选择水泥、骨料、粉煤灰、矿粉等材料时,应根据环境条件和结构要求,选择合适的材料。
例如,在高氯离子环境下,应选用低碱度水泥和低氯离子含量的骨料,以减少氯离子侵蚀。
2. 结构设计:在结构设计中,应根据结构形式、尺寸、布置、构造和设计荷载等因素,合理设计结构的各个部分。
例如,在混凝土桥梁的设计中,应根据桥梁所处的环境条件和使用要求,合理设置排水系统、防水层和防护层等。
3. 施工控制:在混凝土的浇筑、养护、质量控制等方面,应采取科学合理的措施,确保混凝土的质量和性能。
例如,在混凝土的浇筑前,应对模板进行充分的清洁和防腐处理,以减少混凝土表面的裂缝和腐蚀。
4. 养护措施:在混凝土结构的养护中,应根据环境条件和使用要求,采取适当的养护措施,延长混凝土的使用寿命。
例如,在高温环境下,应采取适当的降温措施,以减少混凝土的收缩和开裂。
四、混凝土结构耐久性设计的实践应用1. 混凝土结构的抗渗性设计:在混凝土结构的设计中,应根据结构的使用要求和环境条件,合理设置防水层和防护层等,以保证混凝土结构的抗渗性能。
2. 混凝土结构的抗裂性设计:在混凝土结构的设计中,应根据结构的尺寸、布置和设计荷载等因素,合理设置加劲杆、钢筋和钢板等,以提高混凝土结构的抗裂性能。
混凝土桥梁耐久性设计规范

混凝土桥梁耐久性设计规范一、前言混凝土桥梁作为公路交通的重要组成部分,其设计必须考虑到耐久性问题。
本文将详细介绍混凝土桥梁耐久性设计规范。
二、耐久性设计原则1.设计要求:桥梁设计应符合国家规定的强度、稳定性和耐久性要求。
2.耐久性要求:桥梁在使用寿命内应保证结构安全、使用功能正常、外观美观、维护成本低、环保节能等要求。
3.耐久性设计基础:桥梁的设计应考虑到结构的强度、稳定性、耐久性、施工工艺等因素,以确保桥梁的耐久性。
三、耐久性设计内容1.材料选用(1)混凝土:混凝土的材料应符合国家标准规定,且应具备强度高、耐久性好、抗渗性能好、易加工、成本低等特点。
(2)钢筋:钢筋应符合国家标准规定,且应具备强度高、耐久性好、抗腐蚀性能好等特点。
(3)防护材料:防护材料应选用质量可靠、使用寿命长、耐久性好、耐腐蚀、抗紫外线等特点的材料。
2.结构设计(1)桥梁的结构设计应考虑到强度、稳定性、耐久性等重要因素,以确保桥梁的安全性、经济性和实用性。
(2)桥梁的结构设计应符合国家标准规定,且应具备优美、简洁、实用、经济等特点。
(3)桥梁的结构设计应考虑到桥梁的使用寿命,选择合适的材料、施工工艺和防护措施,以确保桥梁的耐久性。
3.施工工艺(1)混凝土的浇筑应按照规范进行,以确保混凝土的质量。
(2)钢筋的布置应符合国家标准规定,且应考虑到钢筋的保护、防腐蚀等因素。
(3)桥梁的施工应符合国家标准规定,且应根据桥梁的结构设计和使用寿命,选择合适的施工工艺和防护措施。
4.防护措施(1)混凝土桥面应做好防水、防冻、防腐等防护措施。
(2)桥梁的承台、墩柱、梁等部位应做好防水、防腐、防震、防风、防火等防护措施。
(3)桥梁的防护措施应采用质量可靠、使用寿命长、耐久性好、防腐蚀、抗紫外线等特点的材料。
四、结论混凝土桥梁耐久性设计规范是确保混凝土桥梁在使用寿命内保持结构安全、使用功能正常、外观美观、维护成本低、环保节能等要求的关键。
材料选用、结构设计、施工工艺、防护措施都是保证混凝土桥梁耐久性的重要因素。
混凝土桥梁的耐久性标准

混凝土桥梁的耐久性标准一、前言混凝土桥梁是现代交通建设中不可或缺的重要组成部分,其耐久性是保证其安全运行的重要因素。
为了确保混凝土桥梁的耐久性达到一定标准,需要建立一套科学的标准体系。
二、设计标准1. 混凝土强度混凝土桥梁的强度是其耐久性的重要指标之一。
设计时应根据桥梁所处环境和使用要求,确定混凝土的强度等级。
一般而言,桥梁混凝土的强度等级应不低于C30,对于特殊环境或使用要求较高的桥梁,强度等级应适当提高。
2. 混凝土配合比混凝土配合比是影响混凝土强度和耐久性的重要因素之一。
在设计混凝土配合比时,应考虑到桥梁所处环境和使用要求,同时考虑到混凝土的强度、耐久性、施工性和经济性等因素,制定合理的配合比。
3. 钢筋钢筋是混凝土桥梁中重要的构件之一,其质量的好坏直接影响桥梁的耐久性和安全性。
在设计时应根据桥梁所处环境和使用要求,确定钢筋的规格和数量。
一般而言,钢筋的规格应符合国家标准要求,钢筋的数量应根据桥梁的荷载和使用要求进行合理的计算。
4. 抗裂性混凝土桥梁在使用过程中可能会出现裂缝,因此在设计时应考虑到其抗裂性。
一般而言,应采用适当的混凝土配合比和钢筋布置方式,以提高桥梁的抗裂性。
5. 防水性混凝土桥梁通常需要具有一定的防水性能,以防止水分渗透导致混凝土的腐蚀和钢筋的锈蚀。
在设计时应考虑到桥梁所处环境和使用要求,采用合适的防水材料和施工工艺,以提高桥梁的防水性能。
三、施工标准1. 混凝土浇筑混凝土浇筑是影响混凝土桥梁质量的重要因素之一。
在施工时应采用适当的浇筑方式和工艺,以确保混凝土的质量和密实度。
同时应注意控制混凝土的水灰比,避免出现过度流动或过于干燥的情况。
2. 钢筋加工和安装钢筋加工和安装是混凝土桥梁中重要的施工工艺。
在施工时应严格按照设计要求进行加工和安装,保证钢筋的规格、数量和布置符合设计要求。
同时应注意控制钢筋的间距和保护层厚度,避免出现钢筋锈蚀和断裂的情况。
3. 防水材料施工防水材料施工是混凝土桥梁中保证防水性能的重要施工工艺。
基于混凝土材料的桥梁耐久性研究

基于混凝土材料的桥梁耐久性研究摘要:本研究以混凝土为主要研究对象,旨在深入探讨桥梁结构的耐久性问题。
在城市交通快速发展的背景下,混凝土桥梁作为基础设施的核心组成部分,其安全和耐久性至关重要。
通过分析混凝土在不同环境条件下的性能表现,以及桥梁结构所面临的挑战,本研究着重于提高桥梁的抗风化、抗腐蚀和抗疲劳能力。
结合实际案例,通过优化混凝土材料、施工工艺和维护策略,本研究提出了一系列可行的解决方案,旨在为提升桥梁耐久性、降低维护成本以及促进城市交通可持续发展提供有益参考。
关键词:混凝土耐久性、桥梁结构、抗风化、抗腐蚀、抗疲劳引言:随着城市交通的日益发展,桥梁结构的安全和耐久性成为重要的工程挑战。
混凝土作为主要的桥梁建筑材料之一,其性能直接关系到桥梁的寿命和可靠性。
本研究旨在深入探讨混凝土材料在桥梁工程中的耐久性,以提高结构的抗风化、抗腐蚀和抗疲劳能力。
在不同环境条件下,桥梁结构承受着复杂多变的荷载和外部环境的侵蚀,因此其耐久性的提升对于确保交通安全和降低维护成本至关重要。
本研究将通过深入分析混凝土组成、施工工艺和维护策略等多个方面,揭示桥梁耐久性的关键因素,并提出创新的解决方案,以应对不同环境条件下的挑战。
1.混凝土桥梁耐久性研究:结构现状与问题分析混凝土桥梁作为城市交通基础设施的关键组成部分,其质量和性能直接关系到交通安全和基础设施的可持续发展。
在当今社会,城市化和交通网络的不断扩展使得对桥梁结构的耐久性提出了更高的要求。
混凝土作为主要的建筑材料之一,其在桥梁工程中的应用引起了广泛关注。
混凝土作为一种多功能的建筑材料,在桥梁工程中得到了广泛应用。
其优势在于成本相对较低、可塑性强、抗压强度高等特点,使得混凝土成为桥梁建筑的首选材料之一。
混凝土的使用范围涵盖了桥梁的各个部位,包括桥墩、桥面、支撑结构等,为桥梁的整体稳定性和安全性提供了坚实的基础。
尽管混凝土在桥梁工程中有着广泛的应用,但其性能表现受到多方面因素的影响。
混凝土桥梁结构耐久性设计探讨

混凝土桥梁结构耐久性设计探讨虽然大多数桥梁的设计寿命在50年甚至100年以上,但是相当一部分桥梁混凝土在3—5年内即开始出现局部开裂、剥落等破坏现象。
国内的情况也大致如此。
因此,桥梁混凝土的耐久性越来越受到重视。
一、我国钢筋混凝土桥梁耐久性的现状我国的《公路钢筋混凝土桥梁及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTJ023-89)规定,板的保护层最小厚度为20 mm,混凝土最低强度为C15(用Ⅱ级以上钢筋时C20),直到04规范(JTG D62-2004)才把板的保护层最小厚度提高到40 mm,但仍远低于欧美国家的相应要求。
与国外相比,我国混凝土结构设计规范的构件最小保护层厚度远低于国际标准,设计标准低是我国混凝土结构中钢筋过早锈蚀,结构过早老化的最主要原因。
我国当前正在进行全球规模最大的土建工程建设,如果我们现在还不重视提高混凝土结构的耐久性,将在大建还未完成时,就陷入边新建边大规模维修,财政不堪重负的怪圈。
混凝土结构耐久性最主要和最直接因素是钢筋锈蚀。
由于钢筋的保护层太薄,混凝土的密实性太差,加上长期处于露天环境下,我国在役的混凝土桥梁出现钢筋锈蚀、混凝土开裂的现象相当普遍。
如天津滨海的3座混凝土桥使用8~10年后,礅柱钢筋遭严重锈蚀,柱体保护层普遍剥落;台湾澎湖跨海大桥因预应力套管内水泥浆体的氯离子浓度超标2~5倍,导致钢绞线锈蚀严重,大桥出现裂缝及混凝土表面爆开,以至于原设计寿命50年实际使用了6年就需要拆除重建。
以上案例均远低于城市一般桥梁使用寿命50年,特大桥1 00年的要求。
二、提高桥梁结构耐久性的对策(一)增加钢筋保护层的厚度水和氧气是钢筋锈蚀的必要条件,所以提高混凝土结构耐久性的最佳途径是增加钢筋混凝土保护层厚度和增加混凝土材料自身的密实性,以延缓水分、氧气及其它有害化学物质侵入混凝土并到达钢筋的时间。
有研究表明,待蚀介质渗入混凝土的速度与保护层厚度的平方成反比,所以增加保护层厚度是提高混凝土耐久性的最有效方法。
混凝土桥梁的耐久性
混凝土桥梁的耐久性一、概述本文主要从材料的耐久性问题、不同使用环境对桥梁耐久性的影响、桥梁耐久性的设计以及寿命预测等方面,对2020 年国内外学者在相关内容上所取得的进展进行梳理。
二、桥梁耐久性设计在桥梁结构中,不同的混凝土构件所受到的荷载以及所处环境的不同会导致桥梁混凝土结构耐久性能差异的现象,针对这一现象,陈琳等[2]对混凝土构件的耐久性设计方法进行了研究,提出了混凝土结构的分层模块化划分方法。
林政园[3]对全寿命周期的桥梁设计流程进行了系统的介绍(图 1) ,分析对比了该方法与传统设计方法的区别,并且以日喀则地区某市政桥梁设计为例,开展了桥梁全寿命周期设计。
王崇交等[4]通过考虑桥梁使用周期内的荷载、环境和灾害作用,结合桥梁与周围环境、经济的相互关系,采用时变可靠度分析方法,建立桥梁结构时变可靠指标,并以成本效益为最优目标提出了基于可靠度的桥梁全寿命设计方法。
殷鹏程[5]以湄洲湾跨海大桥为工程背景,考虑桥梁使用环境中具有的侵蚀性离子和结晶破坏等特点,对该桥梁开展了结构耐久性设计,主要手段是高性能混凝土的应用、混凝土保护层厚度的增加以及结构表面的防腐措施的应用。
图1 全寿命周期设计流程示意图[3]秦向杰等[6]对南京长江大桥加固方案进行了比选,为了满足文物保护要求而采用了不同的填料材料来提高结构性能,分别采用了薄层自密实混凝土、轻质泡沫混凝土填料等来提高桥梁结构的承载力以及耐久性能。
黄海新等[7]为实现钢筋混凝土 T 梁桥结构的优化设计,以桥梁设计规范为基础,采用模块化的思想构建了能进一步考虑耐久性和可靠性的优化设计模型,并采用 VB 和MATLAB 平台开发了优化程序。
通过上述研究可以发现,在桥梁结构的设计和桥梁构件层面提出了更为细化的设计方法,并且桥梁全周期设计方法也得到了进一步的提升。
三、桥梁混凝土材料耐久性问题的研究混凝土桥梁中混凝土材料的耐久性问题体现为材料本身的劣化问题,主要包括碱骨料反应、硫酸盐侵蚀和冻融循环等对混凝土的损伤和破坏,典型情况如图 2 所示。
浅析桥梁结构耐久性设计
浅析桥梁结构耐久性设计摘要:本文首先论述了桥梁结构耐久性设计的定义,然后简要地分析了影响桥梁结构耐久性的主要因素,最后再结合实际情况解析了提高桥梁结构耐久性设计的具体措施,以此希望我国桥梁建设能够得到进一步发展。
关键词:桥梁结构耐久性设计引言桥梁建设是我国最重要的基础建设之一,直接影响着我国社会和经济的全面协调发展。
随着时间的推移,我国桥梁的数量已然是相当的庞大,然而由于受到环境、气候以及日益增长承载负荷等因素的影响,不少桥梁开始暴露出缺陷,一些桥梁出现耐久性能严重退化的现象,甚者是出现坍塌等毁灭性事故,严重地威胁到人们的生命财产安全。
于是,人们越来越关注桥梁的耐久性能,桥梁建设也应该更加重视桥梁结构耐久性设计。
本文就将针对桥梁结构耐久性设计进行简要的分析。
一、桥梁结构耐久性设计的定义桥梁结构耐久性设计总体上分为以下三个部分:(一)耐久性材料设计耐久性材料设计就是根据材料耐久性退化机理,提高桥梁建设中所选材料的质量水平以及材料的施工质量,例如提高防渗混凝土、高强混凝土、混凝土外加剂以及防锈钢筋的设计要求等等。
(二)耐久性计算和验算耐久性计算和验算指的就是将耐久性的影响系数η考虑进现行规范的设计计算和验算当中去,这里的η表示的是桥梁结构的承载负荷、抗力随时间而衰退的规律,是一个时间函数。
这样一来,就可以利用它来预测桥梁结构承载能力的变化规律,从而有效地控制桥梁的“健康状况”。
(三)桥梁结构外观和构造措施桥梁结构外观和构造措施指的就是在设计桥梁的时候,务必要注意桥梁结构是否适宜于当地的自然地理环境条件。
结构外观——依据各种地形条件的具体情况来布置桥梁跨径和慎重选择桥梁的结构形式;构造措施——桥梁结构的构造应该尽量避免计算出现不利于桥梁耐久的内力和变形,在荷载作用下力求传力简明、均匀、平滑,最大限度地防止应力应变集中、局部集中裂缝等现象的发生。
二、影响桥梁结构耐久性的主要因素(一)环境条件混凝土的抗拉强度大约是自身抗压强度的十分之一,早期水化热促使混凝土的干缩反应明显,另外再加上受到所处环境中的湿度、温度、日照、雨淋等影响,混凝土结构是很容易发生开裂的。
桥梁混凝土结构耐久性研究-土木工程
桥梁混凝土结构耐久性研究Study on durability of bridge concrete structure摘要长时间以来,我国在实体设计的问题上,只求预算最小,却没有注意到结构的长时间损耗,对混凝土结构的耐久性思考的不够全面。
当前,我国存在着大量的老旧桥梁,这些桥梁由于当时设计、施工等原因,大部分含有不良的根基,由于某些高分子化合物材料,在混凝土结构的长期使用中,变得黏软或硬脆,又或者是恶劣环境的作用以及滥用误用,都会给混凝土结构带来伤害,而这种伤害长时间聚集一定会使耐久性下降、地基强度对建筑物负重的能力降低,从而使混凝土结构损坏,危险性提高。
许多包括美国在内的一些发达国家的桥梁结构由于耐久性差的原因致使结构坍塌,并为此付出了很大的牺牲。
本文展开对桥梁混凝土结构耐久性的研究, 介绍了其设计时应该遵循的原则,分析了影响桥梁混凝土结构耐久性的原因,并针对这些因素提出了提高耐久性的具体措施,这对于防止由于耐久性的问题而导致安全事故的发生,保障人民的生命财产安全具有非常重要的意义。
关键词:耐久性;桥梁;混凝土结构;耐久性设计AbstractFor a long time, China in the problem of entity design, only to the minimum budget, but did not pay attention to the long time loss of the structure, the durability of the concrete structure thinking is not comprehensive enough.At present, there are a large number of old bridges in our country, these bridges because of the design, construction and other reasons at that time, most of them contain bad foundation, because of some polymer materials, in the long-term use of concrete structure, become sticky soft or hard brittle, or the role of harsh environment and abuse misuse, will bring harm to the concrete structure, And this kind of injury long accumulation will certainly make the durability decline, the foundation strength to the building load capacity is reduced, so that the concrete structure damage, the danger increases. Bridge structures in many developed countries, including the United States, have collapsed as a result of poor durability and have paid a great sacrifice for this.This paper studies the durability of bridge concrete structure, introduces the principles that should be followed in its design, analyzes the reasons that affect the durability of bridge concrete structure, and puts forward some concrete measures to improve durabilityin view of these factors, which can prevent the occurrence of safety accidents due to the problem of durability, It is of great significance to guarantee the safety of people's lives and property.Keywords: durability; bridge; concrete structure; durability Design目录第1章绪论 (3)1.1混凝土结构耐久性的概念 (3)1.2桥梁混凝土结构耐久性研究背景及国内外研究现状 (3)1.3研究桥梁混凝土结构耐久性的必要性 (4)1.4本文的主要研究内容 (4)第2章桥梁混凝土结构耐久性的影响因素 (5)2.1 混凝土的碳化 (5)2.2 化学侵蚀 (5)2.3 冻融破坏 (6)2.4 碱骨料反应 (6)2.5 混凝土中的钢筋锈蚀 (6)2.6设计构造、理念不合理 (7)2.7材料、施工质量不合格 (7)2.8外界环境条件恶化 (8)第3章桥梁混凝土结构耐久性的提高方式及其设计原则 (8)3.1提高桥梁混凝土结构耐久性的措施 (8)3.1.1耐久性方案设计的改进 (9)3.1.2加强施工管理 (10)3.1.3 防止混凝土结构劣化 (11)3.2桥梁混凝土结构耐久性设计应遵循的原则 (12)第4章总结与展望 (13)4.1总结 (13)4.2展望 (13)参考文献 (14)第1章绪论1.1混凝土结构耐久性的概念混凝土(砼)的耐久性是其结构在正常维持保护的情形下,随着时间的变化而仍满足预定事物所发挥的有利作用的能力。
桥梁工程中混凝土结构的耐久性设计
桥梁工程中混凝土结构的耐久性设计摘要:混凝土结构的耐久性概括起来是指混凝土抵抗周围不利因素长期作用的性能。
下面从影响混凝土结构耐久性的主要因素和提高耐久性的技术措施两个方面来探讨混凝土的耐久性问题。
关键词:桥梁结构;混凝土;耐久性;设计abstract: the durability of concrete structures generally refers to the long-term effect of unfavorable factors of performance around the concrete resistance. the following from the main factors affecting the durability of concrete structure and improve the two aspects of the technical measures for durability of concrete durability.key words: bridge construction; concrete; durability; design中图分类号:tu2一、桥梁安全性、耐久性差的主要原因1.1施工和管理水平低。
国内外多座桥梁的突然破坏与倒塌,已使工程界对桥梁安全性问题倍加关注。
一般的看法认为当前的工程事故主要是野蛮施工和管理腐败所导致。
对于短期内发生的诸如突然破坏与倒塌,多是由于施工质量没有达到规范和设计要求,典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格等;也有个别桥梁存在诸如偷工减料、以次充好等严重的管理问题,更是对桥梁安全造成致命的损害。
1.2设计理论和结构构造体系不够完善。
在承认施工存在问题的同时,也不可否认,在桥梁设计领域,特别是关于桥梁施工和使用期安全性的问题还有许多可以改进的地方。
结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案,其次是结构分析与构件和连接的设计,并取用规范规定的安全系数或可靠性指标以保证结构的安全性。
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浅析混凝土结构桥梁的耐久性设计
随着城乡建设的不断发展,城市桥梁和公路桥梁的负荷越来越重,造成混凝土结构桥梁的不同程度的损坏;在设计和施工过程中不注重细部结构的设计也是造成桥梁耐久性的一个很重要的因素,这些问题的存在严重影响了桥梁的使用寿命,因而从多方面对混凝土结构的耐久性设计的分析和研究是非常必要的。
1 混凝土结构耐久性不足的主要原因
1.1 工程设计的耐久性标准低结构设计规范主要考虑荷载作用下的结构安全性,环境作用下的耐久性设计处于次要的地位,有很多指标都是定性的规定,在一些细部构造设计方面存在一定的漏洞。
规范中没有设计寿命和耐久性设计的明确要求。
规范在耐久性设计方面不能随着今年来水泥的性能、施工条件、环境条件的巨大转变而与时俱进。
1.2 工程施工过程中片面的追求施工进度由于混凝土强度等级的提高和施工进度的加快,实际耐久性质量大幅度下降。
在一些桥梁的混凝土施工中添加的早强剂,使其内部结构和后期强度发展不良,易开裂,耐久性降低。
养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低,使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩小。
1.3 在桥梁运营过程中缺少正常的检测和维修结构耐
久性需要有正确使用和正常检测与维修相配合。
重新建、轻维修是桥梁建设管理工作中重大缺陷,对于基础设施工程,应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价,只有适当加大初始投资费用,强化结构耐久性,才是最经济有效的途径。
2 混凝土结构耐久性设计的主要内容
2.1 混凝土材料的选择混凝土应选用低水化热、低C3A 含量、偏低含碱量的水泥。
混凝土的骨料宜选用坚固耐久的洁净骨料,重视粗骨料级配及粒形,可以将适量引起作为常规手段,宜采用偏低的用水量并限制单方混凝土中水泥材料最低和最高用量,尽可能降低水泥材料中的硅酸盐水泥用量。
2.2 上部结构细部设计①桥面铺装。
桥面铺装是桥梁与车辆直接接触的部件,也是桥面排水的第一道防线。
桥面铺装一方面承受着汽车的冲击碾压剪切作用,另一方面又承受着主梁传递的反复应力和挠变,经常出现早期损坏,进而破坏桥面防水系统,最终导致主梁受桥面水影响而腐蚀主筋,铺装混凝土逐渐与主梁剥离,削弱了主梁的受力性能,影响了整个结构的安全性和耐久性。
②桥面防水层。
桥面铺装与主梁之间的防水层是防止桥面水渗入主梁的第二道防线。
不少设计中仅单一采用防水混凝土进行防水。
由于防水混凝土属于刚性防水层,一旦开裂后防水性能便大为下降。
③主梁。
主梁是全桥的主要承力构件,一般在设计
当中均要进行整体分析和局部分析,重视程度很高,从理论计算角度均能满足规范要求。
可是在实际运营当中,主梁(主要是箱梁)箱体内长期大量积水的现象时有发生,甚至积水灌满箱体的情况也有发生,极大地损伤了主梁的预应力钢筋和普通钢筋,使得主梁安全性大大下降。
究其原因,很大程度上是对于主梁细节设计的不到位,主梁排水构造设置不够完善,桥面积水在长时间不能排出桥外时便通过梁顶裂隙进入箱体,进而在箱体内不断积累,最终形成箱体内积水。
④伸缩缝。
伸缩缝是桥面的重要组成部分,直接影响着桥梁的伸缩性、舒适性。
由于对主梁收缩徐变考虑不足,经常出现的问题是型号选择不当,导致梁端或在最高温度时挤压损坏,或在最低温度时拉坏梁体。
伸缩缝在保证梁体纵向伸缩的同时,也应重视防水设计。
在很多设计中,采用直线式伸缩缝,这样做固然设计比较方便,但在桥梁两端的护栏处成为主要的漏水区域。
因此,建议选用横向两端有翘头的伸缩缝,使得整个伸缩缝形成一个闭合良好的U型槽,可以有效避免桥面积水沿伸缩缝这个排水薄弱环节下泄到分联梁端及分联墩盖梁上。