钢筋混凝土桥梁耐久性设计的方法
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。
海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性 技术措施分析
海水中钢筋混凝土桥梁结构防腐耐久性技术措施分析随着社会发展的需求与技术的进步,使得公路桥梁的建设由内陆水环境延伸为沿海甚至跨海环境,在新环境的要求下,钢筋混凝土桥梁的防腐耐久性技术日趋重要。
然而处于海水环境中的钢筋混凝土桥梁结构,由于氯盐环境的影响导致结构内的钢筋极易锈蚀,进而大幅度降低了桥梁的使用寿命,对结构的安全也带来了危害。
据工业发达国家报道,钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区内,使用寿命大幅缩短,结构大量返修,造成的损失往往能达到总投资的40%。
本文主要分析了海水环境下桥梁结构腐蚀的原因,并就海水环境下的桥梁结构防腐耐久性技术措施从结构形式、构造及材料选择等几个方面进行分析论述。
最后,针对北方海洋环境下桥梁的设计和施工,提出具体的提高桥梁抗腐蚀性的技术措施。
一、海水环境下的桥梁结构腐蚀原因分析一般来讲,砼内部的高碱性能使钢筋表面形成一层钝化膜,保护钢筋免受锈蚀。
而钢筋锈蚀往往也就开始于其表面钝化膜的破坏。
在海水环境下,它的破坏主要有以下原因导致:首先是供氧不足。
一般来讲,钢筋表面钝化膜要保持良好需要一定浓度的氧流量(一般为0. 2~0. 3mA/m2),而水下环境的氧流量一般很低,进而导致钝化膜的厚度逐渐减小直至完全消失,导致钢筋非常缓慢的腐蚀。
再有,海水环境下的桥梁结构由于经常与海水接触并处于潮湿环境中,因各种原材料挟进砼中的氯离子以及海水中的大量氯离子不断渗入到钢筋周围,当此氯离子含量达到某一临界值时,钢筋的钝化膜开始破坏,丧失对钢筋的保护作用,从而引起钢筋锈蚀,削弱其有效断面,并引起膨胀,进而破坏砼保护层,形成恶性循环,加速砼结构破坏,使桥梁使用寿命受到严重威胁。
因此,必须进行防腐蚀耐久性设计,保证砼结构在设计使用年限内的安全和正常使用功能。
二、桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计桥梁结构钢筋混凝土防腐蚀耐久性设计,应针对结构预定功能和所处的环境条件,选择合理的结构形式、构造和抗腐蚀性、抗渗性好的优质砼;对处于浪溅区和水位变动区的桥梁下部结构,宜采用高性能砼,或同时采用特殊的防腐措施,同时宜采用焊接性能好的钢筋。
钢结构桥梁的耐久性设计与材料选择
钢结构桥梁的耐久性设计与材料选择一、引言:钢结构桥梁因其优良的机械性能、高强度、轻质化和耐久性而被广泛应用于现代交通建设。
然而,随着桥梁使用寿命的延长和交通负荷的日益增大,桥梁的耐久性设计和材料选择对于保障桥梁的安全和可靠运行变得尤为重要。
二、桥梁的耐久性设计:1. 耐久性设计的概念和意义:耐久性指的是材料和结构在使用环境下长期承受的各种力学、化学和物理影响的能力。
对于钢结构桥梁而言,耐久性设计的核心是确保桥梁在设计寿命内(通常为50年或更长)不发生超限荷载、断裂或失效的情况。
2. 耐久性设计的基本原则:(1)合理的荷载设计:根据桥梁所处位置和运输需求,合理确定桥梁的设计荷载。
同时考虑气候、地震、风载等因素对桥梁的影响,进行综合考虑。
(2)合理的结构设计:通过合理的结构配置和几何形式设计,使得桥梁能够承受预期荷载并保持平衡。
考虑桥梁的刚度、变形和稳定性等方面的设计要求。
(3)适当的材料选择:选择高强度、耐腐蚀和耐久性良好的材料,以确保桥梁在使用寿命内能够保持稳定性和可靠性。
3. 钢结构桥梁的耐久性设计方法:(1)使用寿命设计:通过对桥梁使用寿命进行评估和预测,确定合理的检修和维护计划,以延长桥梁的使用寿命和保持功能完整性。
(2)材料寿命设计:通过对材料的耐久性和寿命进行评估,选择合适的材料。
例如,选用耐腐蚀性能好的钢材,采取防腐措施等。
(3)耐久性监测:对桥梁的结构和材料进行定期监测,通过实时监测和数据分析,及时发现和解决潜在的问题,以确保桥梁的耐久性。
三、钢结构桥梁材料选择:1. 高强度结构钢:高强度结构钢具有优异的抗拉强度和承载能力,能够减少桥梁自重,提高桥梁的承载能力和整体性能。
常用的高强度结构钢包括Q345、Q390、Q420等牌号,其抗拉强度能够达到500MPa以上。
2. 耐蚀钢:钢结构桥梁常处于潮湿、高盐度以及大气污染等环境下,容易出现腐蚀问题。
因此,钢结构桥梁材料的选择要考虑到耐蚀性能。
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.
利用钢筋阻锈剂来提高桥梁钢筋混凝土结构的耐久性
利用钢筋阻锈剂来提高桥梁钢筋混凝土结构的耐久性李文琪1温斌2(1.中国路桥集团桥梁特种工程有限公司 2.上海加固行建筑技术工程有限公司)摘要钢筋锈蚀在混凝土结构中大量存在,是混凝土结构耐久性破坏的主要形式之一。
引起钢筋锈蚀的原因有很多,其中以氯腐蚀与碳化(中性化)的影响作用最为明显。
使用钢筋阻锈剂是一种比较经济有效的保护措施,能够明显提高结构的抗锈蚀能力和耐久性。
本文对钢筋阻锈剂的应用背景、阻锈性能等进行了简要介绍,并与传统方法进行了对比分析,结果表明:使用阻锈剂技术具有更经济及应用方便的特点。
随着我国对混凝土耐久性认识水平的不断深入与重视,钢筋阻锈剂应该能得到更大的发展。
1.应用背景但随着服役时间的延长,钢筋混凝土桥梁结构中会出现各种各样的病害。
如果混凝土材料的施工质量不好,或结构物设计有缺陷等、都会加速病害的发生和发展速度。
采用高质量的材料、优良的施工和设计质量、可以提高新建桥梁的耐久性,但仍然有许多理由需要对这些新桥进行保护以便使其能达到或超过设计服役寿命。
对已经服役一定时间的桥梁,则更要进行经常性的保护和维修,以便使其经常处于良好的条件下,延长服役寿命[1]。
在影响桥梁钢筋混凝土结构耐久性的诸多因素中,钢筋锈蚀问题举足轻重。
在1991年召开的第二届混凝土耐久性国际学术会议上,Metha教授指出:“当今世界混凝土破坏原因按重要性递减顺序排列是:钢筋锈蚀、寒冷气候下的冻害、侵蚀环境下的物理化学作用”[2]。
他明确将“钢筋锈蚀”排在影响混凝土耐久性因素的首位,而来自海洋环境和使用除冰盐引来的氯腐蚀与来自CO2和SO2等的混凝土中性化又是造成钢筋锈蚀的主要原因。
1998年美国运输部门给国会的关于美国公路与桥梁状况的报告中指出:“现在积压着有待修补的混凝土桥梁的维修费是1550亿美元”[3]。
美国公路研究战略计划披露,到20世纪末,为更换或修复冬天撒除冰盐引起的破损公路混凝土桥面板,估计要耗资4000亿美元,其中大部分是由钢筋锈蚀引起的。
桥梁结构耐久性设计理方法论文
桥梁结构耐久性设计的理论与方法研究摘要:结构耐久性不足产生的病害往往直接表现为建筑材料物理和力学性能的退化,例如混凝土出现开裂、保护层剥落、钢筋(包括各种预应力钢筋)锈蚀、钢构件锈蚀等。
由于认识到材料耐久性对于结构耐久性的重大影响,人们从一开始就对其研究投入了大量的精力,并取得了不少关于材料耐久性退化机理和过程的研究成果,在此基础上也开展了有关耐久性设计理论与方法的研究。
关键词:混凝土结构;桥梁工程;耐久性;力学性能;保护层;混凝土开裂;强度;刚度;稳定性1引言目前我国桥梁工程中应用最广泛的建筑材料是混凝土和各类钢筋,其次是型钢、钢板等钢材。
材料耐久性问题的研究主要是针对混凝土和钢筋进行的;而钢材的耐久性主要涉及其外部防护问题,防护材料种类繁多,不同防护材料的耐久性能差异很大,与混凝土结构耐久性研究的重点有较大区别。
由于混凝土结构在整个桥梁结构中应用最广,耐久性问题也较为突出,本文将主要讨论和研究混凝土桥梁结构基于材料性能退化的耐久性设计方法问题。
2环境指数评定法该法首先由日本土木工程师协会混凝土委员会于1987年提出,并已列入日本《混凝土结构物耐久性设计准则(试行)》稿中。
该法对于混凝土结构物的耐久性探讨,是要求构件各部位的耐久指数tp 大于或等于环境指数sp,即tp≥sp (1)这里环境指数sp是根据结构物所处的环境条件和结构物不需维修年限所定义的指数;而耐久指数tp是根据结构物的施工条件、使用材料及设计详图等内容,在设计阶段所计算的指数。
从式(1)可以看出,这虽然是一个新的概念,却与安全性问题探讨时的思路相似,二者的比较如表1所示。
与安全性问题探讨时相似,对构件各部位的耐久性进行验算,意味着对耐久性可能较低的所有断面各部分进行验算。
如果全部验算部位在耐久性方面都合格,那么就可以认为此结构物为耐久结构物。
该《准则》中,对于耐久性问题的探讨是在结构物的设计阶段根据事先设定的材料及施工条件进行的。
五倍定律—钢筋混凝土耐久性
五倍定律——钢筋混凝土耐久性钢筋混凝土结构的耐久性问题已越来越引起人们的关注。
美国的学者用“五倍定律”形象地说明耐久性的重要性,特别是设计对耐久性问题的重要性。
设计时,对新建项目在钢筋防护方面,每节省1美元,则发现钢筋锈蚀时采取措施多追加5美元,混凝土开裂时多追加维护费用25美元,严重破坏时多追加维护费用125美元。
这一可怕的放大效应,使得各国政府投入大量资金用于钢筋混凝土结构的耐久性与加固的研究。
除了耐久性外,还有施工质量问题,许多新建的建筑工程也存在较严重的工程质量问题和质量事故,这些建筑的加固在整个加固工作中,也占有相当大的比例。
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类,设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
一、直接加固的一般方法1、加大截面加固法在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层,可增加截面有效高度,扩大截面面积,从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力。
起到加固补强的作用.在适筋范围内,混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。
在原构件正截面配筋率不太高的情况下,增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。
在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面,通过新加部分和原构件共同工作,可有效地提高构件承载力,改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工艺简单、适应性强,并具有成熟的设计和施工经验;适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固;但现场施工的湿作业时间长,对生产和生活有一定的影响,且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、有粘结外包型钢加固法粘钢加固法是比较新颖的一种加固方法,它是在混凝土构件表面用特别的建筑结构胶粘贴钢板,以提高结构承载力的一种加固方法。
该方法始于60年代,优点是简单、快速、不影响结构外形,施工时对生产和生活影响较小。
在国际上它是一种适用面较广的先进的加固方法。
不仅在建筑上使用,而且在公路桥梁也普遍采用。
外包钢加固法也是一种使用面较广的传统加固方法,分湿式与干式两种情况。
钢筋混凝土桥梁耐久性设计技术规程
钢筋混凝土桥梁耐久性设计技术规程一、前言钢筋混凝土桥梁作为现代交通建设中的重要组成部分,其耐久性设计至关重要。
本文旨在对钢筋混凝土桥梁耐久性设计技术规程进行全面、具体、详细的介绍,以期提高其设计水平,确保其使用寿命和安全性。
二、设计原则钢筋混凝土桥梁耐久性设计的原则如下:1. 综合考虑桥梁的使用环境、负荷条件、材料性能、施工工艺等因素。
2. 采用适当的结构形式和材料,满足桥梁的耐久性要求。
3. 采用先进的设计理念和技术手段,确保桥梁的设计水平。
4. 严格按照国家有关规范和标准进行设计。
5. 预留充足的维修、加固和改造空间,确保桥梁的可维修性和可改造性。
三、耐久性设计参数1. 设计使用年限钢筋混凝土桥梁的设计使用年限应当根据桥梁的使用环境和负荷等因素确定。
一般而言,城市桥梁的设计使用年限为50年,公路桥梁的设计使用年限为100年。
2. 设计荷载钢筋混凝土桥梁的设计荷载应当根据桥梁的使用环境和负荷等因素确定。
一般而言,城市桥梁的设计荷载应当符合GB/T 50107-2010《城市道路桥梁设计规范》的要求,公路桥梁的设计荷载应当符合GB/T 50009-2012《建筑结构荷载规范》的要求。
3. 设计基本风压钢筋混凝土桥梁的设计基本风压应当根据桥梁的使用环境和负荷等因素确定。
一般而言,城市桥梁的设计基本风压应当符合GB/T 50107-2010《城市道路桥梁设计规范》的要求,公路桥梁的设计基本风压应当符合GB/T 50009-2012《建筑结构荷载规范》的要求。
4. 设计基本雨量钢筋混凝土桥梁的设计基本雨量应当根据桥梁的使用环境和负荷等因素确定。
一般而言,城市桥梁的设计基本雨量应当符合GB/T 50107-2010《城市道路桥梁设计规范》的要求,公路桥梁的设计基本雨量应当符合GB/T 50009-2012《建筑结构荷载规范》的要求。
5. 设计基本地震加速度钢筋混凝土桥梁的设计基本地震加速度应当根据桥梁的使用环境和负荷等因素确定。
混凝土桥梁耐久性设计和修固方法
基金项 目: 内蒙古 自治区 自然科 学基金项 目( 同号 :0 0 O 0 ) 合 2 1MS 7 8 资助。 作者简介 : 宣新祥 (9 1 , 工学硕 士 , 1 7 一) 男, 工程师 , 长期从事公路桥 梁管理工作 , 现就职 于浙 江诸暨市公路 管理段 。 田 浩 (9 2 ) 男 , 学博 士 , 就 职 于 同济 大 学 桥 梁 工 程 系。 18一 , 工 现 范 彩 霞 (9 1 , , 学硕 士 , 师 , 就 职 于 内 蒙古 大 学 交通 学院 。 18 一) 女 工 讲 现
提 出结 构 混 凝 土 耐 久 性 的 基 本 要 求 应 符 合 表 1的 规
定。
考 虑 到公 路 桥梁 采 用 的设 计使 用 寿命 较 长 , 在 《 路 桥 规 》钉 9 1 1条 将 桥 梁 各 种 构 件 的 钢 筋 最 公 [第 . . 小 保 护 层 厚 度 按 不 同环 境 类 别 做 出 规 定 。 具 体 规 定 如 下 : 通 钢 筋 和 预 应 力 直 线 钢 筋 的 最 小 混 凝 土 保 普
护 层 厚 度 ( 筋 外 缘 或 管 道 外 缘 至 混 凝 土 表 面 的 距 钢 离 ) 应 小 于 钢 筋 公 称 直 径 , 张 法 构 件 预 应 力 直 线 不 后
收 稿 日期 :0 1 0 — 2 2 1— 9 3
由 表 1可 以 看 出 , 范 根 据 桥 涵 所 处 的 不 同 环 规 境 条 件 , 结 构 混 凝 土 的 水 灰 比 、 泥 用 量 、 凝 土 对 水 混
近 年 来 , 界 各 国 特 别 是 欧 美 等 发 达 国家 普 遍 世
混凝土桥梁耐久性和安全性设计要点
混凝土桥梁耐久性和安全性设计要点p桥梁工程它是一个由许多结构件组成的一个系统结构,各结构件需要有足够强度和耐久性,在组合到整个桥梁中也要满足全桥安全性和耐久性,目前一些设计人员在结构的整体性、耐久和安全性考虑不足,造成有的结构整体性延性不足,冗余度过小,有的计算图式和受力路线不明确,造成局部受力过大,强度要求过低,保护层厚度过小及构件截面过薄和过大。
这些都削弱了结构耐久性,会严重影响结构的安全性。
结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题,设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。
桥梁在不同的环境下、不同的设计对象都会对结构体系得出不同的布局和构造要求,规范再详细也不能代替应由设计人员解决的各种问题,规范更新再快也适应不了新技术、新材料、新工艺快速发展对结构设计提出的各种新要求,目前的设计可视为静态设计,过于偏重设计建成时期结构的工作和服务能力而对使用期实际的性能表现随时间的劣化缺乏足够的认识和考虑。
2、桥梁安全性和耐久性设计要点2.1 应该更加重视结构的耐久性问题桥梁在建造和使用过程中,会受到环境、有害化学物质的侵蚀,并要承受车辆、风、地震、超载、人为因素等外来作用,同时桥梁所采用材料的自身性能也会不断退化,从而导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。
很多桥梁的安全问题都与其耐久性设计有关,大量的病害实例也证明,除了施工和材料方面的原因,影响结构耐久性的决定性因素是来自结构上的缺陷。
长期以来,设计者偏重于结构计算方法研究,忽视对总体构造和细节处理方面。
结构耐久性设计与常规的结构设计有着本质区别,除强调结构设计和建造时期的安全性、耐久性、整体牢固性的要求外,利用在使用期间的检测、维修、加固的新技术,对不同工程结构物的灾害和可接受的危险水平和评估进行了深入研究,提出了耐久性设计的概念。
结构耐久性设计所要解决的问题也就是经济、合理的使用年限问题,即结构寿命期问题。
基于解决够耐久性设计的新设计理念认为桥梁耐久性的保证是需要桥梁设计、施工、运营和维护各个阶段共同努力的结果。
钢筋混凝土桥梁中耐久性设计及养护措施
钢筋混凝土桥梁中耐久性设计及养护措施中图分类号:u445.57文献标识码: a 文章编号:摘要:对于使用寿命很长的建筑工程结构,加强建造过程中的材料质量和施工质量管理只是保证结构耐久性的一个方面,使用过程中的维修养护管理也是极其重要而且是不可或缺的。
也就是说,管理决策贯穿于建筑工程项目的全寿命。
关键词:钢筋混凝土桥梁耐久性养护管理abstract: for long service life of the building structure, strengthen in the process of building materials quality and construction quality management is to ensure the durability of the structure of a hand, used in the process of repair maintenance management is extremely important and is an indispensable. that is to say, the management decision in construction project life cycle.key words: durability of reinforced concrete bridge maintenance management耐久性设计对混凝土结构设计而言是一个崭新的概念,如果在设计时不考虑混凝土耐久性要求,有可能使结构的使用寿命达不到预期的设计寿命,混凝土结构耐久性设计主要从选材、设计与施工、维护等各个环节着手来提高钢筋混凝土桥梁的耐久性。
1.环境作用由于桥梁等基础设施处于露天环境中,环境比较恶劣,结构性能受环境的影响也比较大。
我国建设部的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25-30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15-20年。
桥梁工程中混凝土结构的耐久性设计
2 0 1 3 年 第3 3 期I 科技创新与应用
桥梁工程 中混凝 土结构 的耐久性设计
李 顺 起
( 黑龙 江省公路勘察设计院 , 黑龙江 哈 尔滨 1 5 0 0 0 0 ) 摘 要: 在桥梁工程建设 中, 混凝土结构耐久性的研 究对于确保桥梁工程安全工作具有重要 的现 实意义。 桥 梁在长期运行过程 中 会 受 到 来 自周 围各种 因素 的 影 响 , 而 混凝 土 对 于 这 些 因素 的抵 抗 能力 就称 为混 凝 土 结 构 的耐 久 性 , 该性 能也 是衡 量桥 体 使 用 寿 命的一个重要指标。在此 , 文章作者结合多年工作 经验及 专业技 能对于我国桥梁工程 中混凝 土结构耐久性的影响 因素展开研究 讨论 , 并 对全 面提 高我 国桥 梁工 程 混凝 土 结构 耐 久性 的 方 法做 出细 致总 结 。
关键词: 桥 梁工 程 ; 混凝 土结 构耐 久 性 ; 影 响 近些年来 , 随着我 国现代化发展脚步的加快 , 我 国桥梁工程建 国内还是 国外的桥梁工程建设质量都存在很大 的问题 , 设 也 在 日益壮 大 。桥 梁 工 程 的建 设 也 不 再 是 单 纯 地 为交 通 事 业 服 坍 塌 造 成 国家 和 人 民安 全 利 益 损失 的报 道 屡 见 不 鲜 , 因此 , 在 确保 加 强桥 梁 工 程施 工 阶 段 的管 理力 务, 而是 更 多 地促 进 了现 代 化 的发 展 和 普及 。在 桥梁 工 程 不 断发 展 桥 梁 工程 设 计科 学 合 理 的前 提 下 , 的同时, 其 质 量安 全 以及 防 护维 修 问 题 就成 了人 们关 注 的焦 点 。而 度 对 于确 保 我 国桥 梁工 程 的 安全 性 以及 耐久 性 也是 十 分必 要 的 。 通 混 凝 土结 构 的 耐久 性 设 计 的质 量 就是 决 定 我 国桥 梁 安 全 与 否 的关 过对现有 的桥梁坍塌案例的分析 ,可 以发现导致工程质量不合格 、 键。下面 , 首先简单介绍我国桥梁工程中混凝土结构耐久性设计 的 “ 豆腐 渣 工程 ” 的主 要 原 因就 是 施 工过 程 中施 工 材 料 的强 度 、 规 格 和 内容 ,再 着重 从 影 响 我 国桥 体 混凝 土结 构 耐 久性 的不 利 因 素着 手 , 用 量 不 达标 。项 目承 包 方为 谋 取 私人 利 益 , 偷 工减 料 、 以次 充好 、 缩 严 重损 害 了桥 梁 工 程 的安 全 质 量 。 同时施 工 规 范也 是 影 响 分析桥体 安全质量差及耐久性差的原 因 , 同时 , 针对这些 原因给出 短 工 期 , 混凝 土结 构 耐久 性 设计 方 面 的改 进 措施 。 工 程 质 量 的一个 重 要 因素 ,施 工 过程 必 须 严格 按 照 工程 设 计执 行 , 并且结合施工规范制度使施工操作更加规范, 更加严谨 。 1耐 久性 设 计 内容 我 国桥 梁 工 程 建 设 中混凝 土结 构 耐久 性 设 计 的 内容 主要 包 括 3 提高 久 性 措施 两方面, 一是 混 凝 土材 料 的选 用 , 二 是上 、 下 部结 构 的 细部 设 计 。在 3 . 1合理 选 择 混凝 土 结构 的组成 材 料 材料选用方面 , 必须 以确保桥体坚实 、 稳固 、 安全为前提 , 还要 注意 混 凝 土 各组 成 材 料 及 钢 筋 的选 用 应 满 足 材 料 的耐 久 性 质 量 要 节 能环 保 的问题 , 同时 还要 考 虑 工 程造 价 的 问题 。 而 工程 设 计 方 面 , 求, 应 按 规 范规 定 对 进场 原 材 料进 行 严 格 的质 量 检 验 。 同时合 理 改 则 是 一切 工 程展 开 的基础 和核 心 。 只有 科 学合 理 的设 计 才 能保 证 工 善颗粒级配 , 提高混凝土 的密实性 , 从而提高耐久性。 程 建设 的质 量 。 其中 , 桥梁 工 程 的上 部 结构 细 部设 计 主要 包 括 桥 面 、 3 . 2 提 高混 凝 土 的密 实性 桥 面 防水 层 、 主梁 以及 伸 缩 缝 , 在 这 些 设 计 中应 当 注 意 混 凝 土 的 铺 控 制混 凝 土 的最 大 水灰 比和 最小 水 泥 用量 , 改善 混 凝 土 的施 工 装设计要严谨科学 , 每一个层次的疏忽都会 导致桥体受到积水的侵 工艺 , 搅 拌 均匀 、 充分振捣, 加 强 养护 , 严 格 控制 施 工质 量 。 除 了选 择 蚀 从 而影 响其 安全 性 和 耐久 性 。 而桥 梁 工 程 的下 部结 构 细 部设 计 工 及配 良好 的集料和精心施工保证混凝土充分捣实 和水泥充分水化 作则主要包括分联墩盖梁和桩顶两方面的设计。 这两部分结构有个 外 ,水灰比是影响混凝土密实性的最重要的条件 ,故 《 桥规} ( J T G 共 同点就是易受融化的除冰盐水 的腐蚀 , 因此其设计应以免受盐水 D 6 2 )中规 定 了各 类 环境 条 件 下满 足混 凝 土耐 久 性要 求 的最 大水 灰 侵蚀和加厚保护层厚度两方面考虑 , 从而使桥梁 的安全性 和耐久性 比和最小水泥用量值 。同时适当掺用外加剂 , 如掺用减水剂或引气 得到提高。 剂, 可改 善 混凝 土 的 孔 隙结构 , 提高 混凝 土 的 密实 性 。 2耐 久 性影 响 因素 3 . 3改 进结 构 设计 2 . 1工程 设 计 方 面 结 构 的选 型 、布 置 和 构 造 应 有 利 于 减轻 环境 因素 对 结 构 的作 可 以 说工 程设 计 的缺 陷 及 不 合 理 是 导 致 工 程 质 量 不 过 关 的 关 用。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 键 问题 。我 国的桥 梁 工 程 设计 存 在 许 多 不完 善 的 地方 , 一 是混 凝 土 筋 , 环 氧涂 层 钢 筋等 ) ; 加强 构 造 配 筋 , 控制 裂 缝 发展 ; 加 大 混凝 土 保 结 构 的耐 久 性 设 计 并 未 受 到 应有 的关 注 和 重 视 。在 桥 梁 工 程 建 设 护层厚度等。《 桥规》 ( J T G D 6 2 — 2 0 0 4 ) 与旧《 桥规》 相 比, 构造钢筋用 中 ,耐 久 性 设 计 的 不 完 善 和不 细 致 导 致 工 程 整 体 设 计 存 在 安 全 隐 量 增 多 , 混 凝 土保 护 层加 大 , 构 造不 合 理 的地 方进 行 了调 整 。 患, 影 响桥 梁 工程 质 量 。因此 提 高我 国桥 梁 工 程设 计 人 员 对此 类 结 3 . 4采 用 高强 混凝 土 以提 高结 构物 的耐久 性 构细 部设 计 的重视 度 对 减 少 桥梁 工 程 的 安全 隐患 是 十分 重 要 的 , 为 高 强 度 混凝 土 ( 5 0 M P a以上 ) 的配 制特 点 就 是低 水 灰 比, 加外 加 此, 在进行工程设计工作时要求设计人员要从工程整体全局的角度 剂 , 掺 用 超 细 活 性 掺合 料 , 它 的研 制 和 应 用 解 决 的 核心 问题 之 一 就 出发 , 同时注重各结 构体 系的联系 以及设 计构 造的角度 , 以便全面 是 保证 耐 久性 。 由于 高 强混 凝 土 的密 实性 能好 , 抗渗 、 抗 冻性 能均 优 有效 的提高耐久性设计 的水平 。 二是我国桥梁工程设计人员的综合 于普通混凝 土, 因此不但适用于高层和大跨度结构物 , 对 于海洋和 素质不强。 我国大多数设计人员在展开设计工作时都存在思维定式 港 口工 程 , 其 抗 渗和 耐腐 蚀 性 能均 大 大优 于普 通 混凝 土 。 的 问题 , 思 维 具有 一 定 的局 限性 。 不懂 得 从 工程 整 体角 度 出发 , 对 于 同时, 还应 加 强 桥 面 排 水 和 防水 层 设 计 , 改 善 桥梁 的环 境 作 用 工程 设 计 的考 虑 只 在 于 图纸 上 和 书本 上 ,未 能结 合 具 体实 际情 况 , 条 件 。加 强结 构 使用 阶段 的维 护 与检 测 , 提高 混凝 土 的 耐久 性 。 包括 桥 体 建设 的 自然环 境 , 桥体 投 入 使用 的功 能 及条 件 。设计 人 员 4 结 束语 唯有从实际角度出发才能设计出符合实际的结构布局 , 才能设计 出 我 国桥 梁工 程混 凝 土 结 构 耐久 性 设计 是 一 项 系统 工 程 , 为 了全 满 足实 际 要求 的体 系构 造 。随 着我 国桥 梁 工程 领 域 的 不 断发 展 , 设 面 提 高桥 梁 工程 的耐 久性 , 不 仅 要 从设 计 、 选 材 与施 工 、 维 护 各个 环 计理论 、 操 作 技 术 以 及施 工材 料 也 在 不 断 推 陈 出 新 , 这 无 疑 对 我 国 节着手 , 还要 以体现设计 为前提 , 改进我 国桥梁 防水 、 防腐结构设 的工 程 设 计人 员 提 出 了更 高更 严 格 的要 求 。 工 程设 计 人员 务 必 要扎 计 。做好我国桥梁工程病害防治和处理工作 , 以延长其结构的使用 实 自己 的 专业 基 础 , 并且 不 断 地 更 新 自 己的 专 业 知 识 , 以便 更 好 的 寿 命 。 投入 设 计 工作 中去 , 建 造 出安 全 可靠 的桥梁 工 程 。 另外 , 许 多 设 计人 参 考文 献 员 往 往 只 满 足 于结 构 强 度 计 算 上 的安 全度 需 要 ,而 忽视 从 结 构 体 f 1 ] 史成 梅 . 桥 梁混 凝 土结 构 耐久 性研 究 . 河南科 技 , 2 0 1 0 ( 1 7 ) . 系、 结构构造 、 结构 材 料 、 结 构 维护 、 结 构耐 久 性 等方 面加 强结 构 安 【 2 ] 吴岐 贤. 我 国桥 梁 耐 久性 设 计 中存 在 的 问题 及 对 策[ J 】 . 交通 科技 与 全性 , 同时 在 ��
桥梁设计中混凝土结构的耐久性设计内容
2 使 用 中检 测 和 维修 不 及 时 3
混凝 土结构 的耐久性要配合 正确 的使用 以及正常的检测 和维修。在我国的桥 梁建设 管理 中,往往存在一种错误的思 想 ,就 是 “ 新 建 、 轻 维修 ” ,对于 一些 基 础 设 施 ,我 们 应 重
使用期限是多少 :另外 ,还要 了解混凝土结构耐 久, 性的失效
标 ; 目前 ,针 对 拟 建桥 梁 的预 期 使 用 期 限 已经 有 明确 的规 隹。
性 、伸缩性的直接因素。在设计过程 中,往往因为对主梁 的
1 N 筋 锈蚀 :钢 筋锈 蚀 在 跨 河桥 中最 为严 重 , 由于 钢 筋 2 混凝 土长 期在 水 中浸 泡 ,水 或 者 其 他 腐蚀 性 物质 就 会顺 着 焊
掺 入 早 强 剂 ,造 成 混 凝 土 内 部 结 构 以 及 后 期 强 度 均 发 展 不
在 桥 梁 结 构 中 ,桥 面 是 直 接 接 触 车 辆 的部 件 ,也 是 排 水 的第 一 道 防 线 。 在 使 用 过 程 中 ,桥 面 不 仅 要承 受着 汽 车 行 驶 的冲 击 碾 压 作 用 ,还 要 承 受 由主 梁传 递 过来 的挠 变和 反 复 应 力 ,所 以特 别 容 易 出现 早 期 损 害 现 象 ,从而 破 坏 桥 面 的防 水
该在 设计 的 时候 就 对 结 构 的 全 寿 命作 经济 的 分析 和 评 价 ,最 经 济 的 方式 就 是 适 当地 增 加 初 期 投 资 费用 ,以达 到 强化 结 构
耐久 性 的 目的 。
系统 ,降低防水性能 ,使桥梁的主筋受到腐蚀 ,所 以在设计
混凝 土 耐 久 性 的 时候 要 特 别 注 意桥 面 的 铺 装 。桥 面 铺 装 和 主 梁 间 的 防水 层 是 桥 梁 防水 的第 二 道 防 线 ,在 很 多 设计 中只 采 用 防水 混凝 土做 简单 的防 水 。 这 种 做 法 是 错 误 的 ,因 为 防水 混凝 土 是一 种 刚性 防水 层 ,如 果 开 裂 ,防 水 性 能 就会 大 大 降 低 ,严 重 影 响桥 梁 的使 用 。
桥梁结构耐久性设计说明
桥梁结构耐久性设计说明1、结构耐久性设计依据本项目结构耐久性设计依据《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T 3310-2019)的相关标准、要求进行。
2、结构环境本项目结构所处环境类别按Ⅰ类考虑(一般环境);环境作用等级:I-A 级、I-C 级(下部构件)。
3、结构耐久性设计原则根据《公路工程混凝土结构耐久性设计规范》(JTG/T 3310-2019),本项目桥涵结构的设计基准期为100年,环境类别属Ⅰ类环境。
设计时将桥涵结构分两部分考虑:桥梁上部结构:Ⅰ-A类;其余构件均采用Ⅰ-C类。
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,本项目宜从以下方面解决混凝土桥梁结构的耐久性:(1)配制耐久混凝土选用低水化热、含碱量偏低、品质稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,使用品质稳定的粉煤灰、磨细矿渣等矿物掺和料或复合矿物掺和料;选用吸水率低、线胀系数小的骨料,骨料的级配合理、粒形良好、洁净坚实;限制单方混凝土中胶凝材料的用量,外加高效减水剂,尽量降低拌和水用量;结构浇筑时,应选择适宜于混凝土养生的环境温度。
(2)裂缝控制措施结构分层浇筑或分段浇筑时,层间应按照施工缝处理,加强混凝土结合;对新老混凝土连接部,应进行有效增强结合力的界面处理,除抹界面剂外还应在混凝土表层进行局部防水处理。
应重视结构表层钢筋网和预应力管道四周定位钢筋的设置。
(3)桥面排水桥面均设置专门的排水系统,减少桥梁结构接触雨水;预制梁及现浇梁外悬臂端部附近均设置滴水槽,避免护栏背面雨水浸湿、污染梁体;桥面铺装层与桥面结构之间设置可靠的防水层。
(4)河道中桥墩桩柱防撞、防磨蚀河道中桥墩在最大冲刷深度至设计洪水位之间设置防磨蚀套筒,减少河流水及砂石对桩柱的冲击、磨蚀,提高结构的安全耐久性。
(5)混凝土施工与养护耐久混凝土施工中,需要重点保证质量并采取专门措施的内容有:结构表层混凝土的密实性、均匀性与良好的养护,混凝土保护层厚度的准确性,混凝土裂缝控制。
钢筋混凝土桥梁耐久性设计技术规程
钢筋混凝土桥梁耐久性设计技术规程一、前言钢筋混凝土桥梁作为交通运输行业的重要基础设施,其耐久性是桥梁设计中非常重要的一个方面。
本技术规程旨在为钢筋混凝土桥梁的耐久性设计提供全面、具体、详细的规范和指导。
二、基础设计要求1.荷载分析荷载分析是钢筋混凝土桥梁设计的基础,必须根据实际情况确定桥梁的设计荷载,并按照规范进行荷载组合和计算。
同时,还应考虑桥梁的各种工况荷载及其组合。
2.结构形式钢筋混凝土桥梁的结构形式应选择合理的梁、板、柱、墩等构件,并考虑其相互作用,满足强度、刚度、稳定性和耐久性等要求。
3.材料选用钢筋混凝土桥梁的材料应符合国家标准和规范的要求,特别是混凝土的强度应不低于设计要求,并应注意钢筋的质量。
三、耐久性设计要求1.耐久性设计目标耐久性设计目标是保证钢筋混凝土桥梁的使用寿命,其基本要求是:结构在规定的设计使用年限内,不出现显著的损伤或减弱,以及不会影响桥梁的安全和使用性能。
2.耐久性设计方法(1)选用合适的材料在选用混凝土、钢筋和预应力钢筋等材料时,应根据实际情况和使用要求,选择符合规范和强度要求的材料,并进行检测和质量控制。
(2)考虑结构的使用环境钢筋混凝土桥梁的使用环境应充分考虑,包括气候、地理位置、交通状况、自然灾害等因素,以便确定结构的设计寿命和维护周期。
(3)加强结构的防护对于暴露在外的钢筋混凝土结构,应采取合适的防护措施,如防腐涂料、防水层、防火隔离等,以保障结构的使用性能和耐久性。
(4)进行结构检测和维护对于已经建成的钢筋混凝土桥梁结构,应定期进行检测和维护,及时发现和处理结构的缺陷和损伤,保障结构的安全和使用寿命。
四、结构设计要求1.混凝土的设计要求(1)强度等级的选择混凝土的强度等级应根据桥梁的荷载、使用要求和环境等因素确定,并应符合规范和标准的要求。
(2)水泥的选用水泥的选用应符合规范和标准的要求,应注意其抗硫酸盐、抗氯离子渗透等性能。
(3)配合比设计混凝土的配合比应根据混凝土的强度等级和使用要求进行设计,并应符合规范和标准的要求。
混凝土桥梁施工结构中的耐久性设计
照盟龃混凝土桥梁施工结构中的耐久眭设计陈琰(南京先行交通工程设计有限责任公司,江苏南京210016)睛要】本文主要阐述了混凝£桥梁耐久.】生设计病害原因,且混凝土桥梁设计耐久洼J构造措施,提出了保证桥梁耐久眭的一些设计原则,引起社会群众对桥梁耐久性的重视,其延长桥梁的使用寿命。
哄键阏混凝王;桥梁;耐久‰设计混凝土桥梁结构耐久性问题是耐久性研究中的重要组成部分。
桥梁建设是国家重要的基础建设之一,桥梁工程是关系到社会和经济协调发展的生命线工程。
桥梁建设的快速发展,巨大的资金投入,在经济社会中的显赫作用,使得人们对桥梁的安全性、耐久性越来越重视。
由于环境影响、日益增长的交通量以及公路运输业经常提倡提高汽车荷载标准,因此许多既有桥梁不能满足为设计新桥而规定的结构要求:病害和荷载增加也导致了桥梁可靠性的降低,桥梁的可靠度最终可能降低到规定的水平之下,因此需要经常根据桥梁的安全f生和耐久性作出决策。
分析混凝土桥梁130余年的发展历程不难发现,从寨混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、部分预应力混凝土,以至预应力钢筋混疑土,每—步都含有与混凝土耐久性作斗争的内容。
1混凝土桥梁耐久性设计病害原因分析引起混凝土桥梁结构耐久性失效的原因存在于结构的设计、施工及维护的各个环节。
以往的乃至现在的结构工程设计中,普遍存在着重强度设计而轻耐久性设计的现象。
同时,不合格的施工也会影响混疑土结构的耐久性,常见的施工问题如混凝土质量不合格、钢筋保护层厚度不足都有可能导致钢筋提前锈蚀。
另外,在结构的使用过程中,由于没有合理的维护而造成的结构耐久性刚氏也是不容忽视的,如对结构的碰撞、磨损以及使用环境的劣化,这些都会使混凝土结构无法达到预定的使用年限。
国外学者曾用“五倍定律”形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性,即设计阶段对锅筋防护方面节省1美元,那么就意味着:发现钢筋锈蚀时采取措施将追加维修费5美元i混凝土表面J|质筋开裂时采取措施将追加维修费25美元:严重破坏时采取措施将追加维修费125美元。
混凝土桥梁结构耐久性设计
混凝土桥梁结构耐久性设计1混凝土桥梁结构耐久性混凝土桥梁是现今道路建设和市政工程中最重要的一类建筑物之一,其桥梁结构的耐久性质在设计中至关重要。
混凝土桥梁的耐久性受许多因素的影响,主要有混凝土的性能、气候条件、桥梁结构的特性、设计及施工技术等。
本文将讨论混凝土桥梁结构耐久性设计中受影响因素。
2混凝土性能混凝土桥梁的耐久性紧密依赖混凝土的性能,这包括抗压强度、抗折强度、抗裂性能、弹性模量、基本状态收缩裂缝等指标。
另外,混凝土的种类和搅拌工艺也会影响混凝土的性能,因此也会影响桥梁耐久性设计。
3气候条件全世界的气候条件表明,温度和湿度是混凝土桥梁耐久性设计中最重要的因素之一。
高温、高湿度环境会使混凝土的抗裂性能受到严重影响,因此在设计时应考虑到混凝土的热膨胀、混凝土的实际变形等因素。
4桥梁结构设计桥梁结构设计是影响桥梁耐久性的重要因素。
桥梁设计需满足受力性能、几何稳定性以及精细化要求,以确保其受力效率和结构安全性。
另外,还要考虑桥梁坑边材料抗压特性,涵洞墙抗拔特性,接触细节抗剪特性等。
此外,部分老旧桥梁还需考虑心墙的稳定性和维护保养寿命等。
5施工技术施工技术也是影响桥梁结构耐久性的重要因素。
正确施工方法和工艺等都可以帮助混凝土桥梁达到最优性能。
施工技术,如准备工序、混凝土浇筑及保护、涵洞构造及保护、混凝土振动等,应遵循水平、技术文件、施工要求的要求,以确保混凝土桥梁的质量和耐久性。
综上所述,混凝土桥梁结构耐久性设计包括混凝土性能、气候条件、桥梁结构的特性、设计及施工技术等因素。
这些因素都必须加以考虑,以保证混凝土桥梁抗腐蚀、耐久性及使用寿命。
桥梁混凝土耐久性设计
桥梁混凝土耐久性设计桥梁混凝土耐久性设计在路面施工及建设中具有重要作用,因此,其耐久性设计尤为重要。
耐久性设计是基于对桥梁混凝土材料和施工现场环境进行全面评估,以确保桥梁混凝土能够使其相应的技术要求得到满足的设计过程。
传统的桥梁混凝土耐久性设计主要从允许砂浆成分、材料水灰比、抗压强度和流动度等方面进行考虑。
其中,允许砂浆成分是指在施工过程中,对最终混凝土砂浆所含材料的种类和比例,以及水灰比等参数的最低要求;抗压强度则是指混凝土在轴压或抗拉加载作用下受力构件能够受力形成的力学性能;而流动度则是指混凝土在施工过程中,在满足抗压强度要求的同时,供给的浆状、流动度的操作性的参数。
针对不同的环境条件,桥梁混凝土耐久性设计需要采取不同措施。
例如,对于恶劣的环境条件,如极端温度、极端湿度、腐蚀度、介质等,相应的设计要求将加大,耐久性设计可以采取选用耐环境材料、更改混凝土抗压强度等来加强混凝土的抗腐蚀性;对于桥梁混凝土在收敛压缩中出现变形时,可以采取锚固技术和混凝土卸荷技术,以加强其耐热性能及极端温度环境的稳定性。
此外,为了futher保证桥梁混凝土的耐久性,可以在混凝土抗折实验中,监控混凝土密封层用最少水,在有效厚度范围内以优化抗折承载力,增加混凝土表面处理覆盖层,以降低其抗折强度及抗裂性能;采取压力控制试验,以准确及时确定早强拌料的机械性能、复合型耐久度及混凝土浆料抗压强度,确保早强及标准强度值得到满足;采取成型抗裂试验,以获取混凝土在不同维度及各种水灰比下,抗裂性能的变化;总之,桥梁混凝土耐久性设计需要全面、科学严谨地统筹考虑,以保证桥梁混凝土在今后的使用期中,其安全可靠性及刚度等性能得到有效保障。
钢筋混凝土桥梁耐久性设计的方法 茅晓东
钢筋混凝土桥梁耐久性设计的方法茅晓东发表时间:2018-07-03T10:31:52.750Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第2期作者:茅晓东[导读] 耐久性是衡量一个工程质量的重要性能,钢筋混凝土桥梁的结构在设计之时,如果没有做好全面细致的测量和调查。
临汾市交通勘察设计院山西临汾 041000摘要:本文首先说明了钢筋混凝土桥梁结构设计耐久性不足的后果,然后分析了钢筋混凝土桥梁耐久性设计存在的问题,最后详细阐述了钢筋混凝土桥梁耐久性设计的方法。
关键词:钢筋混凝土;桥梁;耐久性;疲劳损伤;材料一、钢筋混凝土桥梁结构设计耐久性不足的后果耐久性是衡量一个工程质量的重要性能,钢筋混凝土桥梁的结构在设计之时,如果没有做好全面细致的测量和调查,在一些环节上出现了一些偏差,很多数据信息的准确性不足,导致结构设计出现漏洞和缺陷,这样就会对整个工程的质量造成严重的影响,在施工中没有将这些问题查找出来,那么工程一旦竣工后交付使用,就会暴露出很多病害问题,当地政府或者相关的主管部门就要耗费更多的人力物力来维护和保养,即使如此,很多病害问题也是很难依靠这样修修补补能够彻底解决的,要进行加固或者大面积检修,将会花费更多的资金和精力,结构设计的不合理所造成的损失是很巨大的,结构定型以后就很难整改和变更,造成的耐久性严重不足也是一直困扰管理人员的难题。
二、钢筋混凝土桥梁耐久性设计存在的问题(一)安全意识和坚固性的缺失一般情况下,设计人员在设计桥梁时,大多考虑的都是经济方面的利益,而往往忽视相应安全性和坚固性的考量,从而降低桥梁整体性能。
设计人员在制定具体的方案之后,碍于安全性和坚固性等的缺失,继而会引发一系列的操作施工缺陷,例如混凝土的开裂、腐蚀和损坏等,钢筋也会出现锈化和断裂的情况,这些情况的出现会使得整个工程的使用期限大大缩短。
(二)桥梁架构解决措施的不科学从钢筋混凝土桥梁的策划方来看,安全性和坚固性的缺失不仅是由于设计人员的相关意识的淡薄,更在于相应的方案和策划不科学。
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总426期
2017年第12期(4月 下)
收稿日期:2017-01-27
作者简介:张勇(1970—),男,高级工程师,从事桥梁工程工作。
钢筋混凝土桥梁耐久性设计的方法
张勇
(中交第二公路勘察设计研究院有限公司,湖北 武汉 430056)
摘要:耐久性作为钢筋混凝土桥梁结构重要评价指标之一,钢筋混凝土桥梁耐久性不足将导致钢筋结构腐蚀膨胀、混凝土保护层塌落及结构损坏,大大降低了桥梁的使用寿命,严重时将引起桥梁事故。
针对钢筋混凝土桥梁耐久性及其重要性分析,结合钢筋混凝土桥梁耐久性影响因素,提出改善钢筋混凝土桥梁耐久性措施,通过具体案例详细对提升钢筋混凝土桥梁耐久性措施进行探究。
关键词:钢筋混凝土;桥梁设计;耐久性设计中图分类号:U445
文献标识码:B
0 引言
目前,国内钢筋混凝土结构桥梁的耐久性相对较差,作为混凝土桥梁建设的重要指标之一的桥梁耐久性,直接关系到桥梁后期的运营寿命。
本文基于钢筋混凝土桥梁结构的耐久性发展分析,结合造成桥梁耐久性差的施工因素,阐述了具体的桥梁耐久性提升措施;通过具体桥梁案例,对如何在桥梁施工过程中提升桥梁耐久性进行了详细的探究说明。
1 钢筋混凝土桥梁结构的耐久性分析及其重要性
随着科学技术的发展,钢筋、混凝土材料也得到了快速发展。
钢筋混凝土结构的建筑发展历史远低于木质结构和钢制结构的建筑。
19世纪中期,随着钢筋和混凝土材料的发展,钢筋混凝土结构也迅速发展起来;到了19世纪下半叶,法国设计建筑了第一座钢筋混凝土结构桥梁,随之越来越多的钢筋混凝土结构桥梁逐渐问世,呈现在人们的视野范围内。
据科学数据调研发现,截止到2007年底世界上钢筋混凝土桥梁总数超过57万座,桥梁建设已慢慢演变为基础设施工程建设的重要环节。
由美国土木工程师学会2003年底发布的混凝土桥梁相关研究报告可以发现,世界上有1/4的钢筋混凝土桥梁耐久性不达标,严重影响了桥梁的后期运营寿命[1]。
国内外相关工程研究人员对不同桥梁的耐久性进行比较分析发现,桥梁结构的构件损坏均由桥梁耐久性差引起。
通过对近些年钢筋混凝土桥梁事故原因分析,钢筋腐蚀、结构机械磨损、桥梁冻融循环及混凝土碳化均是导致桥梁事故的主要原因,而引起这些桥梁故障的最终因素是桥梁耐久性差。
2 钢筋混凝土桥梁耐久性改善措施
2.1 确保混凝土灌注的密实性
提升混凝土灌注的密实性是提升钢筋混凝土桥梁耐久性的重要措施之一,可以从水灰比、骨料及振捣工艺三方面入手,如精确把控水灰比,认真检查骨料质量以及严格
按照规范进行混凝土振捣等,提升混凝土密实度[2]。
2.2 提升混凝土和钢筋间的黏附力
为保证混凝土各项性能指标满足施工需求,避免坍塌程度太大,需严格按照设计规范进行钢筋布设,混凝土振捣要充分,尽可能降低混凝土和钢筋间的缝隙。
2.3 保证碱一集料反应工艺满足建设需求
为保障碱一集料反应工艺满足工程设计需求,需从以下方面入手:当混凝土施工过程中含钾、钠离子较多的混凝土添加剂在使用前需进行试验,以保证不影响混凝土施工质量;对于预应力混凝土原材料不得含有海砂,若必不可少时需先进行海砂淡化处理,降低氯离子含量不超过万分之二;实际施工中,水泥中碱含量不得超过0.6%。
2.4 做好钢筋防锈蚀工作
为防止钢筋表面锈蚀,可从几方面入手:适当增设钢筋保护层厚度,钢筋材料可选取非金属材质,涂刷防护层于钢筋表面位置,采用阴极保护措施等。
2.5 严格把控原材料质量及性能指标
对于混凝土原材料,需对其质量和性能指标进行严格控制,如严格按照相关规范对水泥含碱量比及表面积等进行合理把控,以确保混凝土结构在原材料方面不出任何问题。
2.6 采取合理措施对梁体裂纹进行维护和保养
桥梁建设完成后,要定期对桥梁结构梁体开展检查维护,一经发现问题马上采取措施进行处理。
此外,还需要定期检测桥梁排水情况,确保排水通畅,杜绝长时间积水引起桥梁结构损坏。
2.7 关注行车环境及天气等环境因素对桥梁造成影响
在进行桥梁结构线路设计时需关注行车环境和天气情况,确保桥梁正常桥上线路设计,也应该将行车环境和天气条件对梁体产生影响考虑在内;要确保桥梁的正常运营期间来往行车不受影响;同时,桥梁的长期运行情况受天气条件影响很严重[3]。
此外,需实地开展桥体结构的检查,避免桥身损坏出现裂缝,影响运行。
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交通世界3 实例分析
以某大桥建设为实例,对钢筋混凝土桥梁结构耐久性进行解析。
某大桥位于某河段上,地处公路段交界处,全程长达17km ,桥体由主桥和南北两侧侧桥组成。
该桥属于北部第一座矮塔式斜拉桥体,外观形状新颖、结构牢固、安全可靠、成本合理且经久耐用,属于优秀桥梁建筑之一。
由于该桥梁位于河流上方,地处某河段泄洪末尾段,作用是泄洪,属于海河流域北部四条河流关键入海口。
同时,该桥梁施工处的某河段水位受潮汐变化的影响非常高,尤其是春季影响较大。
据调研发现,当地许多桥梁因长期承受海水冲刷及河流撞击引发桥梁运营期限较短就发生坍塌现象。
故而在对该桥梁进行结构设计时,需重点关注桥梁的耐久性,从以下几方面对桥梁耐久性进行设计。
(1)结合桥梁地理位置及周围环境,制定精确的桥梁耐久性技术指标。
(2)采用较适应环境的桥梁结构形式,从桥梁构造设计上提升桥梁耐久性。
(3)对桥梁承载能力进行合理评估,设计需满足构造工艺。
(4)严格控制桥基处保护层厚度,并制定完善的裂缝控制措施。
对于桥梁建设原材料,项目承建单位按照高要求标准,进行混凝土原材料选择。
如混凝土原材料水泥的选择采用了环境作用等级在D 以上,且水泥中C3A 含量不超过8%,对于特殊结构的水泥需按实际施工进行质量要求;对于混凝土掺和料粉煤灰和磨细矿渣选择时结合了结构所处环境进行特殊要求,对于暴露在空气中的构件,粉煤灰掺杂量控制在1/5内,对于潮湿环境中的构件,粉煤灰掺杂量控制在1/2内;磨细矿渣比表面积严格控制在350m/kg ~600m/kg 内。
图1为水灰比对混凝土碳化深度的影响图。
图
1 水灰比对混凝土碳化深度的影响
对于结构钢材的选择,要严格满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范》的需求,并采取合理措施对钢材各项性能指标进行检测,以保证其满足施工需求。
为保证桥梁耐久性,要严格控制混凝土配合比符合施工规范需求,对混凝土材料中氯离子扩散系数进行严格控制[4]。
此外,为满足北方冬季天气寒冷,对于混凝土抗冻性、抗水渗透性及耐久性要严格满足相关规范要求。
最后,桥梁实际施工过程中,要格外关注混凝土结构裂缝的预防,制定合理的裂缝防御措施,采用增大桩顶段尺寸、增加混凝土保护层厚度,以及在混凝土表面涂刷防腐材料和防水排水处理等提升钢筋混凝土桥梁的耐久性。
因该桥梁在进行桥梁结构设计时,对于桥梁耐久性提出了相关需求,并严格按照设计进行施工。
故而,该大桥自2000年6月份竣工以来,始终处于正常运营状态下,未发现任何裂缝或损坏情况,耐久性非常好。
这一案例充分说明在进行桥梁结构设计时,需结合桥梁地理位置、周围环境及实际运行情况进行桥梁耐久性设计,选择最佳设计方案,保障桥梁运行安全及耐久性,尽可能的延长桥梁后期使用寿命。
4 结语
综上所述,在进行桥梁结构设计初期,就需要结合桥梁所处地理位置、周围环境及实际运行环境对桥梁结构的耐久性进行合理设计。
对于建设施工过程中可能影响桥梁耐久性的隐患因素采取合理的预防措施,力求在设计初期就能考虑到所有可能出现的问题。
同时,桥梁后期的检查、保养维护也是提升耐久性的重要环节,需做到裂缝一经发现及时采取措施进行修正,特别是在后期维修时,需对桥梁损坏情况正确评估,避免决策失误造成二次损坏。
参考文献:
[1] 陈翔. 钢筋混凝土桥梁耐久性研究[J ]. 黑龙江交通科
技,2014(5):78-80.
[2] 任更锋,徐岳,邹存俊. 基于模糊理论的在用RC 桥梁耐
久性评估[J ]. 混凝土,2010(7):143-145. [3] 邱厚好. 海水环境下铁路桥梁混凝土结构耐久性施工技
术[J ]. 铁道律筑,2011(8):83-85.
[4] 元成方,牛荻涛. 基于AHP 法和模糊综合评价的钢筋混
凝土桥梁耐久性评估[J ]. 西安建筑科技大学学报(自然科学版),2010(6):94-96.
(编辑:刘学文)。