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。
混凝土结构桥梁的耐久性设计
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低和高用量,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,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。
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。
混凝土结构设计中的耐久性设计
混凝土结构设计中的耐久性设计混凝土结构在建筑工程中扮演着重要的角色,其耐久性设计尤为关键。
耐久性设计是指在一定使用期限内,结构能够保持其设计使用功能。
耐久性设计的好坏直接影响着结构的使用寿命和安全性。
本文将从混凝土结构耐久性设计的概念、影响因素、设计要点以及常见问题等方面进行探讨。
一、耐久性设计的概念耐久性设计是指在结构设计过程中考虑和控制结构在使用环境中受到的各种破坏因素,使结构满足设计使用寿命的要求。
耐久性设计的目的是确保混凝土结构在使用寿命内具有足够的承载能力和稳定性,并且保持良好的使用功能和外观。
二、耐久性设计的影响因素1. 材料选择:混凝土的品种、配合比、强度等对结构的耐久性至关重要。
要选择符合设计要求和使用环境的混凝土材料,严格控制材料的质量。
2. 环境条件:结构所处的环境条件,如潮湿度、温度、气候等都会影响结构的耐久性。
要合理选择结构材料和采取防护措施,以适应不同的环境条件。
3. 结构设计:结构设计中的构造形式、截面尺寸、支座方式等都会对结构的耐久性产生影响。
要合理设计结构,确保结构在使用寿命内不会出现严重的损坏。
4. 施工工艺:施工过程中的施工方法、工艺操作等也会影响结构的耐久性。
要保证施工质量,严格按照设计要求执行施工工艺。
三、耐久性设计的要点1. 防水防潮:混凝土结构在使用过程中要经受各种湿润环境的考验,要做好防水防潮的设计工作,防止水分侵入混凝土内部引发腐蚀。
2. 防腐防火:结构要考虑到防腐和防火等方面的要求,选择耐候性好的材料和进行合理的防护措施,提高结构的耐久性。
3. 疲劳抗震:结构在使用过程中会受到外部荷载的作用,要考虑结构的疲劳和抗震性能,合理设计结构的受力方式和抗震构造。
4. 维护保养:结构的保养工作对于其耐久性至关重要,要制定合理的维护计划,及时检修和维护结构,延长结构的使用寿命。
四、混凝土结构设计中的常见问题1. 配合比不合理:混凝土配合比过高或过低都会影响结构的性能,容易导致混凝土开裂和渗水等问题。
混凝土结构耐久性设计规程
混凝土结构耐久性设计规程一、前言混凝土结构耐久性设计规程是根据我国混凝土结构耐久性设计和施工的实际情况制定的,旨在确保混凝土结构具有良好的耐久性和安全性。
本规程适用于新建和修缮的混凝土结构,包括桥梁、隧道、堤坝、水库、大型工业设施和民用建筑等。
二、设计原则1. 耐久性设计应综合考虑结构的使用环境、结构材料、结构构造、结构施工、结构维护等因素,确保结构在设计使用年限内满足要求。
2. 耐久性设计应遵循可持续发展的原则,注重环保、节能、安全等方面的要求。
3. 耐久性设计应符合国家相关法规及标准的要求,保证结构的安全性和可靠性。
4. 耐久性设计应综合考虑工程经济效益,选择合适的结构材料和施工工艺,降低工程造价。
三、环境因素1. 气候条件:应充分考虑结构所处地区的气候条件,包括温度、湿度、风速、降雨等因素,选择合适的结构材料和施工工艺。
2. 地质条件:应充分考虑结构所处地区的地质条件,包括地基承载力、地下水位、地震等因素,选择合适的地基处理和结构设计方案。
3. 使用环境:应充分考虑结构所处的使用环境,包括化学腐蚀、盐雾腐蚀、冻融循环等因素,选择合适的结构材料和施工工艺。
四、结构材料1. 混凝土材料:应选用符合国家相关标准的混凝土材料,包括水泥、矿渣粉、石灰石粉、砂、石子等,保证混凝土的强度、耐久性、抗裂性等性能。
2. 钢筋材料:应选用符合国家相关标准的钢筋材料,包括普通钢筋、高强度钢筋、不锈钢筋等,保证钢筋的强度、耐久性、抗腐蚀性等性能。
3. 预应力钢筋材料:应选用符合国家相关标准的预应力钢筋材料,保证预应力钢筋的强度、耐久性、抗腐蚀性等性能。
4. 其他结构材料:如防水材料、隔热材料、隔声材料等,应选用符合国家相关标准的材料,保证其性能和使用寿命。
五、结构构造1. 结构设计:应根据工程实际情况进行结构设计,包括形式、尺寸、布置、连接等方面的设计,保证结构的稳定性和承载能力。
2. 结构施工:应根据结构设计要求和施工工艺要求进行施工,保证结构的质量和安全性。
论桥梁结构耐久性设计
而在设计时对桥梁整体结构全寿命使用过程进 梁 的 司行 性 。 混凝土桥梁 结构耐久性问题是耐久性研 究 行全 面综合分 析和计算 ,提高结构 的使 用耐久 2 可检性、 3 可修性和可替换佳原见 I j 中的重要组成部分 。桥梁建设是 国家重要 的基 性。 人 们有一个 习惯 的误解 ,认为桥梁属于永 础建设之一,桥梁工程是关系到社会和经济协 2混凝土桥梁设计耐久眭构造措施 久 性建筑 ,它的设计基准期为 10 , 0 年 那么在 调发展的生命线工程。 桥梁建设的快速发展 , 巨 桥梁结 构构造设计研究虽 然 比较成 熟 , 但 10 0 年内就不应该 出现部件的损坏与更换。 实际 大的资金投入, 在经济社会中的显赫作用, 使得 应引起设计 人员足够 的重视 ,避免桥梁建成后 上桥梁整体结构的寿命和结构各个部件的寿命 人们对桥梁的安全性 、 耐久性越来越重视。由于 的先 天性不 足 , 在具体桥梁设计时应加强深入 是 不等 的 ,如橡胶 支座 的寿命 一般在 2 年左 0 环 境影响、日益增长的交通量 以及公路 运输 业 的分析和研究 。 主要包括以下几个方面的内容 。 右 , 钢拉索 的寿命约 1 年 O , 0 年 钢结构油漆保 经常提倡提高汽车荷载标准,因此许多既有桥 2 . 1合理的结构在荷载作用下 , 其传力路径 护寿命约为 2 年 , 0 因而对这些寿命期低 于结构 梁不能满 足为设 计新桥而规定 的结构要求 ; 劣 较短的原 则 寿命期的部件必须做 到可检查 、可维修、可更 对于拉任 肝 , 主应力迹线均平行于杆件 换 。原苏联对其桥梁各组成部件统计的平均服 其 化和荷载增加也 导致 了桥梁可靠 性的降低 , 桥 因此 传力路径等于杆件的长度 。而对于 务年限 , 梁的可靠度最终可能降低到规定的水平之下, 轴线 , , 有的长达百年以上 , 有的仅数年。桥梁 因此需要经常根据桥梁 的安全性和耐久性作 出 纯受弯杆件 ,任一横截面 内均有拉应力及压应 构件达到使用寿命期而损坏,管理单位就应进 决策。 力, 其主拉 ( 应力迹线平行 于杆件轴 线 , 压) 其传 行正常的更换 ,不能 因未及时更换而引起或加 分析混凝土桥梁 10 3 余年 的发展历程不难 力路径等于杆件的长度。但梁常为弯剪耦合构 速主要承重构件 的损坏而影响桥梁的整体耐久 发现 , 素混凝 土、 从 钢筋混凝土 、 预应力混凝土 、 件 , 内任意一点均处于二 向受力状态 。 主应 性 。 梁 其 部分预应力混凝土, 以至预应力钢筋混凝土 , 每 力迹线呈 曲线 , , 力路径复杂 , 可见 其传 此时可 2 世纪末北京 的西直门立交桥重建 , 旧 0 在 步都含有与混凝土耐 性作斗争的内容 。 将梁 比拟为“ ”立 桁架 付 压结构) , 各构件传力路径 桥拆除时发现 的病害 十分严重 ,其中橡胶支 座 1混凝土桥梁耐久性设计病害原因分析 之和可定义为梁的传力路径。对于弯剪扭耦合 老化结硬 , 以致承 台破裂。 、 墚 的永久构 不念 桥 梁工程是—个由许 多结构件组成 的—个 构件 , 可将其 比拟为“ 空间桁架” 。可见 , 拉 肝 件或需要中期更换的构件,都应该能让检查人 系统结构 , 各结构件不仅本身要有足够强度和 件传力路径较受弯杆件短得多,它是传力最简 员容易到达、 进行检查和耐久性维护 。 桥梁设计 耐久性 ,而 目 组合到整个桥梁中也要满足全桥 捷的构件 。 时就应该为此创造必要 的条件 ,如为更换支座 安全性和耐久性 。 引起混凝土桥梁结构耐久性 不论是桥跨结构还是支承结 构 , 不论是横 应在盖梁上预 留有放 置千斤顶等提升设备的空 失效的原 因存在于结构 的设计 、施工及维护 的 截面内使 受 弯箱梁在弯矩平面 内的传力路径主 间 , Ⅱ 也应为工作人员 留有操作平 台; 否则将大大 各个环节。 以往 的乃至现在 的结构工程设计中 , 要是沿腹板传递 , , 因此 其主筋应配置在靠 近腹 增加后期维护 的困难 和费用 。国内很多桥梁设 普遍 存在着重 强度设 计 而轻耐 久性设 计 的现 板的范 围内为好等) 细部 构造( 拱上立柱 计 中没有考虑构件更换 的需要 ,甚至没有设 置 还是 如 象。 同时 , 不合格 的施工也会影响混凝土结 的 与箱拱连接处横隔板沿立柱竖向设 置较径向设 检查所需的通道 。 构 耐久性 , 常见的施工问题如混凝土质量不合格 、 置传力简捷 ;带挂孔的悬臂 梁桥采用受拉 型铰 2 . 4结构 体系防水 的原则 钢筋保护层厚度不足都 有可能导致钢筋提前锈 较传统受压型铰施工 吊装方便 、 牛腿 的受 力与 防止桥面雨水等对主梁和墩台的侵蚀是减 蚀 。另外 , 在结构的使用过程 中, 由于没有合理 梁的受力吻合 , 细部构造优越 等1 ,传力路径简 少 桥梁病 害 和保证 桥 梁耐 久性 的基本要求 之 明快 是较好的形 式。 的维护而造成的结构耐久性降低也是不容 忽视 捷 、 , 良好的构造措施是实现这—要求的根本。 特 的 , 对结构的碰撞 、 如 磨损及 使用环 境的劣 化 , 2 2整体性 、 连续性和冗余性原则 别是对 于我国北方利用撒盐进行桥面除冰的地 这些者会使混凝土结构无法达到预定 的使用 年 § 合理的结构整体性好 ,构件体形变化平顺 区, 应特别注意在桥梁设计中处理好桥梁防水、 限。国外学者曾用“ 五倍定律 ” 形象地描述 了混 不仅是美观的要求, 而且构件体形变化平顺、 节 隔水 的问题 ,以阻止可能引起钢筋严重锈蚀的 凝土结构耐久性设计的重要性 ,即设计 阶段对 点处或边界处过渡平顺 、结构整体性强 是力流 盐水 的侵 蚀。现阶段关于结构耐久性 的系列研 钢筋防护方面节省 1 美元 , 么就意 味着 : 那 发现 平顺 的必要条件 , 同时 , 可提 高结构 的承载能 究还在进行 , 久性 设计的很 多问题不会在短 也 耐 钢筋锈 蚀时采取措施将 追加维修 费 5 美元 ; 混 力和刚度 。 期 内研 究彻底 , 不会很 快制定 出系统 、 也 适用的 凝土表面顺筋开裂时采取措施 自 加维修费 2 5 整体性和冗余陛可 以保证桥梁在运营状态 规 范和方法。本文从结构设计的角度探讨 了保 美元 ; 严重破坏时采取措施将追加维修费 15 下具有 良好 的使用性能及对局部损伤和破坏具 证桥梁 耐久性的一些设计原则 , 2 希望 以后 的桥 美元。 很多桥梁病害经常与施工质量低劣有关 , 有适 当的抵抗能力 ,这些特点有 利于结 构抵抗 梁设计 不仅要满足现行规范关于强 度和变形方 但在承 认施工存在问题的同时 , 也不可 否认 在 诸如超载 、 等荷载 。 地震 由于桥梁的伸缩缝长期 面的要 求 ,还应该考虑耐久性对于体 系和构造 桥 梁设 计领域还有许多可以改进的地方。许 多 暴露 在大气 中, 使用环境 比较恶劣 , 梁结构 上的要 求 ;同时桥梁耐久性 的研究不能将太多 是桥 设计 人 员往往 只满足于规范对结构强 度计算 上 中最 易遭 到破 坏而 又较难 以修补的部位 。桥梁 的精力 集 中在材料耐久性退化机理上 , 从构造 的安全度需要 , 忽视从结构体 系 、 构造 、 伸缩缝在设计 、 而 结构 施工上稍有缺陷或不足 , 就会引 和体系上研究桥梁耐久性 的设计方法应引起人 结构材料、 结构维护、 结构耐久性以及从设计、 起其早期破 坏 ; 而桥梁伸缩缝的破坏 , 又可能引 们的足够重视 。 施 工到使 用全过程 中经常出现的人为错误等方 起很 大的车辆冲击荷 载, 恶化行车状况 , 急剧降 参考文献 面去加强 和保 证结构的安全性 。 的结 构整体 低桥 梁使用寿命。世界各 国的学者都在努力寻 【卫军 , 有 1 】 张晓玲 , 赵霄龙. 混凝土结构耐久 l研究 生 性和延性不足 , 冗余性小 ; 有的计 算图式和受力 求最好的伸缩缝结构 , 得到的结论是 “ 的伸 现状和发展方向口低 温建筑技术 , 0( : 最好 l 2 3). 0 59 路线不明确, 造成局部受力过大; 有的混凝土强 缩缝结构是无伸缩 缝” 。近年来 , 日益强调 『 伟 良, 羽.. 土结构耐久性【 国外 2 险 赵 _混凝 i h 北京 : 度等级过低 、 保护层 厚度过小 、 钢筋直径 过细 、 通过减少甚 至取消桥梁接缝“ 缩缝) 支座来 科 学出版社2 0 : 2 . 申 和 O 27 5 _ 构件截面过薄 , 这些都削弱 了结构耐久性 , 会增 保证桥梁的整体性和适用性 ,同时可 以减 少后 f牛获 涛. 3 1 混凝土结构 耐久性与寿命预测 北 加桥梁 的病害 。 因此 , 合理可靠的结构设计除 了 期的维护费用。美 国等国家 已经修建 了一些没 京 : 学 出版社. 0 : l. 科 2 32 4 0 - 满足规范要求外 , 还要求设 计人员具有 对结构 有支座和伸缩缝的整 体式桥梁 , 使用情况 良好 。 f 黄贤增 , 小江. 4 1 余 混凝土结构 耐久性设计 的一 本性的正确认识 。 丰富的经验和准确 的判断 。 从 此外 ,已经有 越来越 多的人开始研究整体式桥 些建议田. 山西建筑 , 0 , (19-Z 2 83 3) 19 0 4 :
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。
混凝土结构耐久性-环境作用等级及耐久性设计要求
环境 类别
1 2 3 4
最大水灰比
0.55 0.50 0.45 0.40
最少水泥用量 (Kg/m3)
275 300 300 325
最低混凝土 强度等级
C25 C30 C35 C35
大碱含量 (%)
3.0 3.0 3.0 3.0
4、处于Ⅲ类或Ⅳ类环境的桥梁,当耐久性确实需要时, 其主要受拉钢筋宜采用环氧树脂涂层钢筋;预应力钢筋、 锚具及连接器应采取专门防护措施。 5、水位变动区有抗冻要求的结构混凝土,其抗冻等级应 符合有关标准的规定。 6、有抗渗要求的混凝土结构,混凝土的抗渗等级应符合 有关标准的要求。
THE END
《钢筋混凝土结构》
混凝土结构的耐久性
环境作用等级 及耐久性设计要求
环境类别 1 2 3 4
环境条件 温暖或寒冷地区的大气环境、与无侵蚀性的水或土壤接触的环境 严寒地区的大气环境,使用除冰盐环境、滨海环境 海水环境 受人为侵蚀性物质影响的环境
《公路桥规》对桥梁结构的耐久性设计要求:
1、结构混凝土材料耐久性的基本要求应符合表9-2的规定。 2、对于预应力混凝土构件,混凝土材料中的最大氯离子含量 为0.06%,最小水泥用量为350kg/m3,最低混凝土强度等级为 C40; 3、特大桥和大桥的混凝土最大含碱量宜降至1.8kg/m3,当处 于Ⅲ类、Ⅳ类或使用除冰盐和滨海环境时,宜使用非碱活性 骨料。
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。
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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。