混凝土结构桥梁的耐久性设计
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工程建设中的重要组成部分，其耐久性直接关系到桥梁的使用寿命和安全性能。
因此，制定混凝土桥梁的耐久性标准是必要的。
二、基本概念1.混凝土桥梁：由混凝土制成的桥梁。
2.耐久性：指材料或构件在长时间的使用和自然环境的作用下，保持其原有性能的能力。
三、混凝土桥梁的耐久性标准1.材料标准混凝土桥梁中使用的混凝土应符合国家现行混凝土标准规定，包括但不限于强度等级、配合比、掺合料等方面的要求。
2.设计标准混凝土桥梁的设计应符合国家现行桥梁设计规范，包括但不限于荷载标准、抗震要求、温度变形等方面的要求。
3.施工标准混凝土桥梁的施工应符合国家现行建筑工程施工质量验收规范，包括但不限于混凝土浇筑、养护、钢筋加工等方面的要求。
4.维护标准混凝土桥梁的维护应符合国家现行桥梁维护规范，包括但不限于定期检查、保养、维修、加固等方面的要求。
5.检测标准混凝土桥梁的检测应符合国家现行桥梁检测规范，包括但不限于非破坏性检测、破坏性检测等方面的要求。
四、混凝土桥梁的耐久性评价指标1.强度混凝土桥梁的强度是评价其耐久性的重要指标之一。
在正常使用情况下，混凝土桥梁的强度应符合设计要求，且不能随着时间的推移而显著下降。
2.耐久性混凝土桥梁的耐久性是评价其使用寿命的重要指标之一。
在正常使用情况下，混凝土桥梁应能够承受自然环境的作用，如风吹雨打、紫外线辐射、化学物质腐蚀等，并能保持其原有性能。
3.渗透性混凝土桥梁的渗透性是评价其防水性能的重要指标之一。
在正常使用情况下，混凝土桥梁应能够有效地防止水分渗透，从而避免内部钢筋锈蚀和混凝土质量下降等问题。
4.裂缝混凝土桥梁的裂缝是评价其使用寿命的重要指标之一。
在正常使用情况下，混凝土桥梁应能够有效地控制裂缝的产生和扩展，避免裂缝对桥梁结构安全性能的影响。
五、混凝土桥梁的耐久性检测方法1.超声波检测超声波检测是一种非破坏性检测方法，可用于评估混凝土桥梁的强度和裂缝情况。
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。
混凝土结构的耐久性设计
四、混凝土结构耐用久性设计
当结构和结构构件受到多种、复杂环境类别共 同作用时，应分别满足每种环境类别单 独作用下的 耐久性要求。
不同类型环境下的结构构件，混凝土耐久性评 价指标的选取宜参考表 4.5.4。氯离子 含量、碱含 量、抗渗等级、含气量、气泡间隔系数、抗冻耐久 性指数、抗碱-骨料反应能力、耐磨蚀性能的要求应 符合《公路工程混凝土结构耐久性设计细则》（在 编）相关规定。裂缝宽度、保护层厚度应满足 规范 要求。
《结构设计原理》课件
013、混凝土结构的耐久性设计
一、混凝土结构的耐久性
混凝土结构的耐久性是指结构对气候变化、化学 侵蚀、物理作用或任何其它破坏过程的抵抗能力。
混凝土结构耐久性问题的表现： ◎混凝土的损伤：裂缝、破碎、酥裂、磨损、溶蚀等。 ◎钢筋的锈蚀、脆化、疲劳、应力腐蚀。 ◎钢筋与混凝土之间粘结锚固作用的削弱。
二、影响混凝土结构耐久性的因素 1、影响混凝土耐久性的因素 ☆ 混凝土的碳化 ☆ 化学侵蚀 ☆ 碱集料反应 ☆ 冻融破坏 ☆ 温度变化的影响 2、钢筋的腐蚀及其对结构耐久性的影响
三、混凝土结构耐用久性设计原则 混凝土桥梁结构的耐久性取决于混凝土材料自身特
性和结构的使用环境，与结构设计、施工及养护管理密 切相关。
四、混凝土结构耐用久性设计 不同环境类别下，钢筋混凝土及预应力混凝土构件
的混凝土强度等级不应低于表4.5.5 的要求。 注：承台、桩基础不受此规定限制。
结构混凝土耐久性的基本要求
环
境 类
环境条件
型
Ⅰ 温暖或寒冷地区的大 气环境；与无侵蚀的水或 土接触的环境
最大 水泥
比
0.55
最小水 泥用量
275
➢提出对混凝土材料选控要求（适宜的原材料、合理的 配合比、适当的耐久性指标）， 以确保混凝土的耐久 性；
第三章 混凝土结构的耐久性设计
二,混凝土结构耐久性设计原则
混凝土桥梁结构的耐久性取决于混凝土材料的自身特性和结 构的使用环境,与结构设计,施工及养护管理密切相关.综 合国内外研究成果和工程经验,一般是从以下三个方面解决 混凝土桥梁结构的耐久性: (1)采用高耐久性混凝土,增强混凝土的密实度,提高混 凝土自身抗破损能力; (2)加强桥面排水和防水层设计,改善桥梁的环境作用条 件; (3)改进桥梁结构设计,其中包括加大混凝土保护层厚度 ;加强构造钢筋,防止控制裂缝发展;采用具有防腐保护的 钢筋(例如:体外预应力筋,无粘结预应力筋,环氧涂层钢 筋等).
一,混凝土结构的耐久性
混凝土结构的耐久性是指结构对气候作用,化学侵蚀,物 理作用或任何其他破坏过程的抵抗能力.由于混凝土的缺 陷(例如裂隙,孔道,汽泡,孔穴等),环境中的水及侵 蚀性介质就可能渗入混凝土内部,产生碳化,冻融,锈蚀 作用而影响结构的受力性能.并且结构在使用年限内还会 受到各种机械物理损伤(腐损,撞击等)及冲刷,溶蚀, 生物侵蚀的作用.混凝土结构的耐久性问题表现为:混凝 土损伤(裂缝,破碎,酥裂,磨损,溶蚀等);钢筋的锈 蚀,脆化,疲劳,应力腐蚀;以及钢筋与混凝土之间粘结 锚固作用的削弱等三个方面.从短期效果而言,这些问题 影响结构的外观和使用功能;从长远看,则会降低结构安 全度,成为发生事故的隐患,影响结构的使用寿命.
影响混凝土结构耐久性的因素十分复杂,主要取决于以下四 个方面: (1)混凝土材料的自身特性; (2)混凝土结构的设计与施工质量; (3)混凝土结构所处的环境条件; (4)混凝土结构的使用条件和防护措施. 混凝土材料的自身特性和结构的设计与施工质量是决定其耐 久性的内因.混凝土的材料组成,如水灰比,水泥品种和 数量,骨料的种类与级配都直接影响混凝土结构的耐久性. 混凝土的缺陷(例如裂缝,气泡,空穴等)都会造成水分 和侵蚀性物质渗入混凝土内部,与混凝土发生物理化学作 用,影响混凝土结构的耐久性.
混凝土桥梁结构耐久性设计探讨
包括混凝土的碳化 、氯离子的侵蚀、碱 一骨料反 应、 冻融 循 环 破 坏 、 钢筋 锈 蚀 。特 别 值 得一 提 的是 冻 融 循 环破 坏 。北 方 地 区 冬 季 一般 均 采 用 撤盐 除 冰 ， 由于盐 类 与 冻 融 循 环 的 共 同作 用 引起 盐 冻 破 坏 是 冻融 循 环 破 坏 的一 种 特 殊 形式 。盐 冻破 坏 是 静水 压 及 盐 溶 液 的渗 透 压 和 结 晶压 共 同作 用 的 结果 ， 因此 ， 冻破坏要 比单纯的冻融破坏严酷得 盐 多 。 冻 破 坏 区别 于其 他 破 坏 形 式 的主 要 特 征是 ： 盐 （ ） 面 分 层 剥 落 ， 料 暴 露 ， 剥 落 层 下 面 的 混 １表 骨 但 凝 土 完好 ；２ 破 坏 速 度 快 ， 未 采 用 防盐 冻 措 施 （） 对 而使 用除冰盐者 ， 少则一 冬 ， 多则几冬 ， 即可产生 严 重 盐 冻 破 坏 ； ３ 在 没 有 干 扰 的 剥 蚀 表 面 或 裂 （） 缝 中可见到 白色盐结 晶体 。 值 得 注 意 的是 ，上 述 所 有 侵 蚀 混凝 土 和 钢筋 的作 用 都需 要 有 水 作 介 质 。 一 方 面 ， 乎 所有 的 另 几 侵 蚀 作 用对 混 凝 土 结 构 的 破 坏 都 与侵 蚀 作 用 引起 的 混凝 土膨 胀 ， 终 导致 混 凝 土 的开 裂 有 关 。 最 而且 １ 桥 梁病 害分析 当混凝 土结构开裂后 ， 腐蚀 速度将大大加快 ， 形成 要 做好 耐久 性设 计 ， 先要 清 楚 既有 桥梁 病 害 导 致 混 凝 土 结 构 的 耐 久 性 进 一 步 退 化 的 恶 化 循 首 情况 ， 从桥梁运 营的实际情况 中汲取经验 ， 做到有 环 。因此 ， 新 建 结 构 而 言 ， 高 混凝 土 结 构 耐 久 对 提 的放矢 。混凝土结构的病害表现形式多种多样 ， 性 的基本途径是增强混凝 土的密实度 ，防止和控 引 起 病 害 的原 因 错综 复 杂 ，从 引 起 病 害 的 原 因 来 分 制混 凝 土 开 裂 ， 止水 分 的侵 入 ， 阻 同时 加 大 混 凝 土 析， 可以将其划分为两大类 ： 第一类为 由环境 作用 保 护层 的厚 度 ，防 止 由于混 凝 土保 护 层 碳 化 引 起 引起 的混 凝 土结 构损 伤 与破 坏 。 由于 混凝 土 的缺 陷 钢 筋钝 化 膜 的破 坏 。 于在 役 桥 梁 而 言 ， 高混 凝 对 提 （ 如 裂 隙 、 道 、 泡 、 穴 等 ） 环境 中 的水 及 侵 土结 构 耐 久 性 的基 本 思路 是 在 清 除病 害 根 源 的基 例 孔 汽 孔 ， 础上 ， 堵裂缝 ， 补 破损 混凝 土 ， 设 防水 层 ， 封 修 增 收 稿 日期 ：０ Ｏ － ７ ２ １— ４ ｏ ｌ 防止 水 分 的侵 入 ， 同时 还 要 注 意 原桥 的设 计 标 准 ， 作者简介 ： 莉 （ ９ ３ ） 女 ， 康 １ ７一 ， 河北 石家 庄人 ， 硕士 ， 教授 级高 级 工程师 ， 从事 桥梁工 程设 计工作 。 控 制 运 营 车 载 在 设计 要 求 范 围 内 。
混凝土结构耐久性设计标准
混凝土结构耐久性设计标准一、前言混凝土结构的耐久性设计是保证混凝土结构长期安全使用的基础。
耐久性设计标准的制定是为了保证混凝土结构在使用过程中不发生严重的损坏或失效，从而达到延长混凝土结构使用寿命的目的。
本文将介绍混凝土结构耐久性设计标准的相关内容，包括设计原则、设计指标、设计方法等。
二、设计原则1.设计原则的基本要求混凝土结构耐久性设计标准的制定应该遵循以下基本要求：（1）根据混凝土结构使用环境和使用要求确定设计寿命和使用寿命。
（2）确定混凝土结构的设计指标，包括混凝土的强度等级、混凝土配合比、钢筋的质量等级、覆盖层厚度等。
（3）采用可靠的设计方法进行计算，确保混凝土结构的安全可靠性。
（4）根据混凝土结构的使用特点，采用有效的施工工艺和质量控制方法确保混凝土结构的质量。
（5）采用可靠的检测方法对混凝土结构进行定期检测，及时发现并处理混凝土结构的问题。
2.设计原则的具体要求混凝土结构耐久性设计标准的具体要求包括以下几个方面：（1）根据混凝土结构使用环境和使用要求确定设计寿命和使用寿命。
设计寿命应该满足混凝土结构的使用要求，使用寿命应该满足混凝土结构的经济要求。
（2）确定混凝土结构的设计指标，包括混凝土的强度等级、混凝土配合比、钢筋的质量等级、覆盖层厚度等。
其中，混凝土的强度等级应该满足使用要求，混凝土配合比应该考虑混凝土的强度、耐久性和施工要求，钢筋的质量等级应该满足使用要求，覆盖层厚度应该满足混凝土结构的耐久性要求。
（3）采用可靠的设计方法进行计算，确保混凝土结构的安全可靠性。
设计方法应该考虑混凝土结构的使用要求、使用环境和使用特点，采用可靠的计算方法进行计算。
（4）根据混凝土结构的使用特点，采用有效的施工工艺和质量控制方法确保混凝土结构的质量。
施工工艺应该考虑混凝土结构的使用要求、使用环境和使用特点，采用有效的施工工艺和质量控制方法确保混凝土结构的质量。
（5）采用可靠的检测方法对混凝土结构进行定期检测，及时发现并处理混凝土结构的问题。
受弯构件设计—混凝土结构的耐久性(结构设计)
设计使用年限
2. 保证耐久性的措施
（1） 规定最小保护层厚度；
（2）满足混凝土的基本要求；控制最大水灰比、最小水 泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量以及最大碱 含量。
（3）裂缝控制：一级：严格要求不出现裂缝的构件；二 级：一般要求不出现裂缝的构件；三级：允许出现裂 缝的构件。
（4）其他措施 ✓ 对环境较差的构件，宜采用可更换或易更换的构件； ✓ 对于暴露在侵蚀性环境中的结构和构件，宜采用带肋
环氧涂层钢筋，预应力钢筋应有防护措施。 ✓ 采用有利提高耐久性的高强混凝土。
随着时间推移，结构耐久性损伤的积累与发展导致混凝 土结构耐久性下降，严重时会导致结构的安全性降低，甚至 破坏。
根据国内外广泛的现场调查资料及研究，桥梁混凝土结 构和构件耐久性损伤现象主要是钢筋锈蚀和混凝土的劣化。
混凝土结构耐久性损伤产生原因
混凝土结构耐久性损伤产生原因
内部因素
混凝土的强度、密实度、 水泥用 量、水灰比、氯离子及碱含量、
混凝土结构耐久性与耐久性损伤现象
结构功能
安全性 适用性 耐久性
具有足够的承载力和变形 能力
在使用荷载下不产生过大 的裂缝和变形
在一定时期内维持其安全 性和适用性的能力
混凝土结构的耐久性是指在正常维护条件下，在预计 的使用时间内，在指定的工作环境中保证结构满足既定的 功能要求。
所谓正常维护，是指不因耐久性问题而花过高的维修 费用。
预计设计使用时间亦即设计使用寿命。耐久性设计的 目标是要保证结构的设计使用寿命。
问题的提出：大量的钢筋混凝土结构的提前 失效，达不到规定的服役年限。
混凝土结构在自然环境和使用条件下，随着时间的 推移，材料逐渐老化和结构性能劣化、出现损伤甚至损 坏，是一个不可逆的过程。它不是直接由力学因素引起 的。是物理化学作用的结果，继而影响到建筑物的使用 功能和结构的承载力，最终影响整个结构的安全。我们 把造成混凝土材料劣变或整体性受损的这种现象，称之 为混凝土结构耐久性损伤。
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混凝土结构桥梁的耐久性设计
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。