桥梁结构设计中的耐久性设计
混凝土桥梁耐久性设计规范
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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。
钢结构桥梁的耐久性设计与材料选择
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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。
桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析
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桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析随着社会的不断发展,大型桥梁越来越多地出现在我们的生活中。
由于桥梁作为交通和物流的重要设施,其安全性和耐久性显得尤为重要。
实现桥梁的安全和持久需要考虑多个因素,如设计准则、建材、建造技术、环境压力等。
在本文中,我们将对桥梁安全性和耐久性问题进行分析。
一、安全性问题桥梁的安全性是指桥梁在使用过程中,可以满足设计结构的强度和稳定性要求,不会发生破坏或崩塌等事故,以保障用户的生命和财产安全。
为保障桥梁的安全性,我们需要重点考虑以下因素:1.设计准则在桥梁的设计过程中,需要充分考虑设计准则的要求,包括桥梁的承载能力、抗震能力、弯曲刚度、疲劳寿命等。
同时,还需要考虑桥梁在使用过程中的应力、变形和温度等因素,以确保桥梁的安全和稳定。
2.建材选择桥梁的建造必须选用高强度、高耐久的建材,以增加桥梁的承载能力和稳定性。
在建材的选择上,需要考虑物理特性、机械特性、耐腐蚀特性、工艺性等多个因素,以保障桥梁建造质量。
3.施工工艺桥梁的施工必须遵循正确、科学的施工工艺。
在施工中,需要密切关注施工现场的安全问题,确保施工作业人员和行人的安全。
同时,还需要注意现场环境的压力和变化,尤其是在高海拔、狭窄、风大、雪大等特殊环境下施工时更要重视安全问题。
二、耐久性问题桥梁的耐久性是指桥梁在使用过程中,可以经受住自然环境和人工因素的作用,不失效,不腐蚀,不失去性能,保持长期稳定使用。
为保证桥梁的耐久性,我们需要考虑以下因素:1.材料腐蚀桥梁在长期使用中会经受到复杂的环境压力,如高温、高湿、雨雪、酸雨等,这些因素可能导致桥梁材料的腐蚀和老化。
因此,在选材时需要考虑材料的抗腐蚀、耐老化等特性,以降低桥梁的腐蚀度。
2.氧化桥梁在长期使用过程中会经受到大气氧化等因素的影响,可能导致材料的氧化、老化等问题。
因此,在选材时,需要选择具有良好氧化特性的材料,同时在施工过程中应合理设计桥梁的观察檐来增加桥梁的遮阳性能,降低自身长期暴露于自然环境的可能。
浅述桥梁结构设计中的耐久性设计
![浅述桥梁结构设计中的耐久性设计](https://img.taocdn.com/s3/m/5cff12d16f1aff00bed51ef2.png)
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22 设计 理论 和结构 构 造体 系欠 完善 .
虽然在许多国家 的设计规 范中都 明确规定钢 筋混凝土结构 的耐 久 性 要 求 , 是 , 一 宗 旨并没 有 充 分 地 体 现 在 具 体 的设 计 但 这 条文 中 ,导 致 在 工程 设 计 中普 遍 存 在 重 视 结 构 强 度 设计 而 轻 视 甚至忽视结构耐久性设计、重视承载能力极 限状态而不重视正 常使 用 极 限状态 、 重视 结构 的建 造 而 不 重视 结构 的维 护 等 现 象 。
专 版l
浅 述桥 梁 结构 设计 中的耐久性 设计
钟 丽
摘 要: 本文主要 分析 了桥梁结构耐久性不足 的原因 , 并从中提 出桥梁 结构耐久性设计的有关问题 , 仅供 同行参考 。 关 键 词 : 梁 ; 久 性 ; 计 桥 耐 设
1 前 言
随着混凝土结构的更广泛应用 ,其使用环 境 日益多样化 , 混 凝 土 结 构 受 环 境 侵 蚀 的危 害性 也 日益增 加 , 凝 土 结 构 的 耐 混 久 性 与 使 用 寿 命 问题 , 渐 成 为 交 通 领 域 普 遍 关 注 的 问题 。 不 逐 同结构所处 的环境条件不 同, 对结构耐久性起主导作用 的因素 也 不 同 。结 构 在 规 定 的 时 间 内 , 规 定 的条 件 下 完 成 预 定 功 能 在 的 能 力 称 为 结 构 的 可 靠 度 。 结 构 的基 本 功 能 是 由其 用 途 决 定 的 , 括 结 构 的 安 全 性 、 用 性和 耐 久 性 。 因 此 , 构 的 耐 久 性 包 适 结 也 是 影 响 结 构 可 靠度 的重 要 因素 。
桥梁结构耐久性设计
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桥梁结构耐久性设计摘要:桥梁结构的安全运行依赖于耐久性设计是否完备, 依赖于后期检测和维护是否得当。
作为桥梁耐久性保障的第一步, 桥梁结构设计必须重视耐久性设计问题, 从选材、选型等多个层面全面加强混凝土桥梁结构的耐久性。
本文探讨了桥梁结构耐久性设计。
关键词:桥梁结构;耐久性;设计;原因;措施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;劣化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性和耐久性做出决策。
一、桥梁耐久性差的主要原因1、设计标准低。
我国公路桥梁荷载标准是经过多次修改逐步提高的,随着交通事业的发展,旧有桥梁的荷载标准不能满足当前汽车荷载标准的要求,由此可能导致桥梁耐久性加速劣化,并且由于经济及社会条件的限制,我国规范在桥梁性能及构造细节设计方面的要求一直较低,也在客观上影响了桥梁的耐久性。
2、桥面铺装破坏严重。
在车辆(尤其是超载、超限车辆)的长期作用下,尚未达到预期年限的桥面板经常出现凸凹不平或网状开裂等破坏现象。
桥面铺装的过早破坏是世界范围的难题,特别是在气候寒冷需要采用除冰盐消除桥面积雪的国家和地区,因为氯盐侵蚀和冻融破坏的共同作用,桥面铺装寿命短、病害严重的情况非常普遍。
桥面铺装损坏的问题在我国也非常严重,不仅在早期修建的桥梁中大量存在,而且国内近年来修建的几座特大型桥梁在运营不到 5 年就纷纷出现桥面铺装损坏的问题。
3、施工和管理水平低,在我国由于许多的施工单位偷工减料导致施工质量不过关,外多座桥梁的突然破坏与倒塌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。
桥梁设计中的耐久性考虑因素
![桥梁设计中的耐久性考虑因素](https://img.taocdn.com/s3/m/50e6392d793e0912a21614791711cc7930b77849.png)
桥梁设计中的耐久性考虑因素作为一名工程专家和国家专业的建造师,我深知桥梁设计中耐久性的重要性。
耐久性是指桥梁在使用寿命内能够承受正常荷载和环境影响而不出现结构破坏或功能失效的能力。
桥梁作为承载交通的重要设施,其耐久性直接关系到人民生命财产的安全以及交通运输的顺畅。
因此,在桥梁设计中,必须要考虑到各种因素来确保其耐久性。
首先,耐久性的考虑因素之一是材料选择。
在桥梁设计中,不同材料具有不同的特性和耐久性,如钢材、混凝土、木材等。
对于不同的桥梁类型和使用环境,需要选择适当的材料以满足其要求。
例如,在沿海地区,由于海水腐蚀的影响,可以选择更耐腐蚀的材料来延长桥梁的使用寿命。
此外,还需要考虑材料的强度和稳定性,以确保桥梁结构的安全性和稳定性。
其次,设计中的结构形式也是耐久性的重要因素。
不同桥梁结构形式具有不同的承载能力和适应性,因此也会对其耐久性产生影响。
例如,梁桥结构相对简单,施工方便,但受力状态相对集中,容易出现疲劳现象;而悬索桥等复杂结构具有较高的承载能力,但施工难度大。
因此,在设计过程中,需要综合考虑桥梁结构的性能要求、使用环境和经济性等因素,以确保其耐久性。
此外,桥梁设计中还必须考虑到荷载和环境影响因素。
荷载包括静荷载和动荷载,静荷载是指桥梁本身自重和静止载荷,动荷载则是指车辆、行人等移动载荷。
这些荷载对桥梁结构会产生不同的影响,如弯矩、剪力、弹性变形等。
因此,在桥梁设计中需进行详细的荷载分析和确定。
同时,还需要考虑到环境因素,如温度变化、风荷载、地震等,这些因素会对桥梁结构产生影响,需要在设计中进行相应的考虑和处理。
最后,桥梁施工和养护也是确保耐久性的重要环节。
在施工阶段,需要确保工艺和质量控制,避免出现施工缺陷和质量问题。
在养护阶段,要对桥梁进行定期检测和维护,如防腐、防锈、补强等,以延长其使用寿命。
此外,还需要根据桥梁使用的实际情况,采取相应的保养措施,如清理桥面上的杂物、修复裂缝等。
综上所述,桥梁设计中的耐久性考虑因素包括材料选择、结构形式、荷载和环境影响,以及施工和养护等方面。
桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析
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桥梁设计中的安全性和耐久性问题分析桥梁是连接两地的重要交通通道,其设计具有重要的安全性和耐久性问题。
本文将从桥梁设计中的安全性和耐久性问题进行分析,探讨如何提高桥梁的安全性和耐久性。
一、桥梁设计中的安全性问题在桥梁设计中,安全性是首要考虑的因素。
桥梁的安全性主要包括结构安全和使用安全两个方面。
结构安全是指桥梁的承载能力和抗震能力,而使用安全是指桥梁在使用过程中的安全性能。
1、结构安全桥梁的结构安全是指桥梁在承载荷载和外力作用下不发生破坏和变形。
桥梁的结构安全问题主要包括以下几个方面:(1)荷载标准:桥梁设计应该依据当地的交通流量和车辆荷载情况来确定荷载标准。
如果荷载标准设定不合理,就会导致桥梁结构安全风险增加。
(2)材料选择:桥梁的结构材料应该具有良好的承载性能和耐久性能。
在材料选择方面需要考虑材料的强度、韧性、耐久性等因素,以确保桥梁的结构安全。
(3)抗震设计:地震是桥梁结构安全的重要威胁之一,因此桥梁设计应该考虑地震荷载的作用,合理进行抗震设计,提高桥梁的抗震能力。
2、使用安全(1)交通安全:桥梁是交通运输的重要通道,因此在设计时需要考虑桥梁的通行能力、通行安全等因素,确保桥梁的使用安全。
(2)防护设施:桥梁的设计应该考虑人行道、护栏、标志等防护设施的设置,以保障行人和车辆的安全。
(3)养护维修:桥梁的使用寿命受到养护维修的影响,因此在设计时需要考虑桥梁的养护问题,确保桥梁的使用安全。
桥梁的耐久性是指桥梁在使用过程中能够保持良好的结构性能和服务性能,具有较长的使用寿命。
桥梁的耐久性问题主要包括以下几个方面:1、材料耐久性桥梁结构材料的耐久性是保障桥梁长期使用的重要因素。
常用的桥梁结构材料包括混凝土、钢材、预应力混凝土等,这些材料的耐久性直接影响着桥梁的使用寿命。
因此在桥梁设计中需要考虑材料的耐久性,选择耐久性好的材料来保障桥梁的使用寿命。
2、养护保养桥梁的养护维修是保障桥梁耐久性的重要措施。
新桥梁规范下的桥梁结构耐久性设计_彭栋木[1]
![新桥梁规范下的桥梁结构耐久性设计_彭栋木[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/83b7ef0115791711cc7931b765ce0508763275ed.png)
第24卷第5期市政技术Vol.24No.52006年9月MunicipalEngineeringTechnologySeptember,2006文章编号:1009-7767(2006)05-0282-05新桥梁规范下的桥梁结构耐久性设计彭栋木,章友俊(深圳市市政工程设计院,广东深圳518035)摘要:2004年新颁布的桥梁规范,增加了公路桥涵结构应根据所处的环境条件进行耐久性设计的内容。
主要阐述了桥梁结构耐久性不足的后果、原因、结构耐久性设计的基本内容以及耐久性监控监测设计,从而减少或避免桥梁耐久性破坏的产生,提高桥梁的使用寿命。
关键词:桥梁;耐久性;耐久性设计;环境类别;全寿命管理(FLQM);性能设计(PBD)中图分类号:U442.52文献标识码:BElementaryIntroductiononDurabilityDesignofBridgeStructuresGuidedbyNewSpecificationsforBridgesPENGDong-mu,ZHANGYou-jun1概述2004年新颁布的桥梁规范《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004),在总则的1.0.7条增加了公路桥涵结构应根据所处的环境条件进行耐久性设计的内容,确立了Ⅰ~Ⅳ类环境类别,并明确规定了结构混凝土在最大水灰比、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方面的耐久性基本要求。
在总则1.0.4条更增加了设计基准期为100a的内容。
另外,2004年5月出版的中国土木工程学会标准《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(CCES01-2004),进一步提出了混凝土结构及其构件的耐久性应根据不同的设计年限、相应的极限状态、不同的环境类别及其作用等级进行设计的概念,明确提出了环境作用下混凝土结构耐久性设计与施工的基本原则与要求。
相比之下,我国1985年颁布的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和1989年颁布的《混凝土结构设计规范》,涉及结构耐久性设计的内容不多,除了一些保证结构耐久性的构造措施的一般规定条文之外,只对影响混凝土耐久性的裂缝宽度这一因素加以验算和控制。
桥梁的耐久性设计分析
![桥梁的耐久性设计分析](https://img.taocdn.com/s3/m/198c746c59fb770bf78a6529647d27284a73375a.png)
桥梁的耐久性设计分析引言:桥梁的耐久性是指在正常使用和维护条件下,桥梁能够长期保持其结构安全和功能的能力。
耐久性设计是桥梁设计的重要组成部分,它直接关系到桥梁的使用寿命和运营成本。
本文将从结构设计、材料选择和维护管理三个方面对桥梁的耐久性进行分析和设计。
一、结构设计:1.桥梁结构的选择和设计应根据具体条件和需求。
在考虑设计方案时,应综合考虑桥梁的跨度、荷载、地质条件等因素。
对于大跨度桥梁,可以采用悬索桥或斜拉桥等结构形式,以增强桥梁的承载能力和抗震性能。
2.在桥梁结构的设计中,应充分考虑桥梁的初始和施工阶段的荷载。
合理安排施工荷载和施工工艺,确保桥梁结构的安全性和稳定性。
3.桥梁的结构应保证合理的刚度和变形控制。
采用适当的截面形状和构造,以确保桥梁在荷载作用下的变形和挠度能够满足规定的要求。
二、材料选择:1.桥梁材料的选择应根据桥梁的使用环境和设计要求。
在一般情况下,常用的桥梁材料包括混凝土、钢材和复合材料等。
混凝土具有较好的耐久性和抗震性能,适用于制作桥墩、桥面板等部件。
钢材具有较高的强度和韧性,适用于制作梁、拉索等承重部件。
复合材料具有较高的强度和耐腐蚀性能,适用于改善桥梁的耐久性。
2.在选择桥梁材料时,应考虑材料的可靠性和经济性。
选择具有较好耐久性和较低成本的材料,以提高桥梁的使用寿命和降低运营成本。
三、维护管理:1.桥梁的维护管理是确保桥梁耐久性的重要手段。
应建立完善的桥梁维护管理体系,包括巡检、检测、维修等环节。
定期对桥梁进行巡视和检测,及时发现和修复桥梁的损坏部位。
2.桥梁的防腐蚀工作是维护管理的重点内容。
根据桥梁的使用环境,采取适当的防腐蚀措施,延长桥梁的使用寿命。
对于海上或潮湿地区的桥梁,可以采用防腐蚀涂料或金属涂覆等方式进行防腐蚀处理。
3.桥梁维护管理应注重数据的收集和分析。
建立维护管理数据库,记录桥梁的使用情况和维护情况。
对桥梁的结构、荷载等数据进行分析,评估桥梁的健康状况,及时采取预防和维修措施。
桥梁结构的耐久性设计与实践案例分析
![桥梁结构的耐久性设计与实践案例分析](https://img.taocdn.com/s3/m/15d0d2936e1aff00bed5b9f3f90f76c660374c5b.png)
桥梁结构的耐久性设计与实践案例分析引言:桥梁结构是现代城市交通网络重要的组成部分之一,对于城市的发展和交通的畅通起着至关重要的作用。
然而,由于外界环境的影响以及长期使用所造成的疲劳和老化等因素,桥梁结构的耐久性成为设计与实践中必须重视的问题。
本文将从理论与实践角度,结合具体案例,分析桥梁结构的耐久性设计与实践的关键要素。
一、桥梁结构的耐久性设计要素1. 外部环境因素桥梁结构暴露在室外环境中,受到气候、温度、水分、盐分等因素的影响。
设计师在进行耐久性设计时,需要考虑这些因素对材料和结构的影响,选择抗腐蚀、抗氧化的材料,并采取相应的措施进行防护和维护。
2. 地基条件地基是桥梁结构的基础,良好的地基条件能够保证结构的稳定和耐久性。
因此,在设计过程中,需要充分了解地基的承载能力、土壤的水分情况等,选择合适的地基处理方法,并进行必要的加固措施。
3. 结构材料选择结构材料的选择直接影响到桥梁结构的耐久性。
例如,高强度混凝土、耐候钢等材料具有较好的耐久性能,能够有效地抵抗外界环境的侵蚀和疲劳。
设计人员需要根据桥梁的功能和使用环境,选择适合的材料,同时注意材料的特性和技术要求。
4. 结构设计与构造结构设计和构造的合理性对于桥梁的耐久性至关重要。
在设计过程中,需要充分考虑结构的荷载情况、布置形式和连接方式等因素,尽量减少结构的应力集中和疲劳损伤,提高整体的抗震和抗风能力。
此外,合适的施工方法和工艺也能够保证结构的质量和稳定性。
二、桥梁结构耐久性实践案例分析1. 杭州湾跨海大桥杭州湾跨海大桥作为我国目前最长的公路跨海大桥,其耐久性设计考虑了海洋环境的影响和长时间使用的需求。
在结构材料选择上,采用了高性能混凝土和耐候钢等耐久性较好的材料;在结构设计与施工上,采用了大跨度连续梁构造和预应力技术,提高了结构的抗风、抗震能力,同时减少了构造的缝隙和接缝,减轻了维护负担。
2. 京张高铁大梁桥京张高铁大梁桥采用了先进的钢筋混凝土连续梁结构,设计了稳定的地基处理方案,结构具有较好的耐久性。
浅析桥梁结构耐久性设计
![浅析桥梁结构耐久性设计](https://img.taocdn.com/s3/m/cc1a0c7901f69e3143329423.png)
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。
桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计
![桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计](https://img.taocdn.com/s3/m/3f71bbe43086bceb19e8b8f67c1cfad6195fe9b7.png)
桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计摘要:在道路规划设计中灵活使用桥梁结构,可以更好地适应不同的施工环境,特别是某些主要跨界河流,这些河流必须通过建造连续桥梁连接海峡两岸。
在桥梁设计中,安全和可持续性及其使用寿命与道路运营之间有着非常密切的联系,需要引起设计者的注意,同时平衡施工质量和成本,并优化道路桥梁的施工水平。
关键词:公路桥梁;设计安全;耐久性引言安全和可持续性一直是桥梁工程结构设计的关键要素,随着我国运输业的快速发展,安全和可持续性也面临着更高的要求。
在设计桥梁时,往往强调构件的强度或刚性,考虑的深度不够,影响到桥梁结构的安全性和可持续性,并影响到工程的寿命。
1重视公路桥梁设计安全耐久性的重要意义公路桥梁的应用需要对安全性和耐久性提出更高的要求:处理不同类型拥挤车辆的能力是必不可少的。
地下水系统和河流冲向载体建设;符合道路建设标准。
公路桥梁应用时,整体结构和内部构件都承受着越来越大的实际负荷,结构稳定性随着环境和使用寿命的推移而老化,超过桥梁结构的极限时会导致裂缝。
这不仅影响桥面自身的寿命,而且对驾驶车辆构成更大的安全威胁。
更好地识别道路桥梁设计优化中与风、压力等相关的荷载参数,以便提前识别桥梁使用中的潜在风险。
2桥梁结构耐久性的影响因素2.1预应力不足在设计桥梁时,预应力部件必须具有足够的电压储备。
在混凝土桥梁基础构件的质量,弯曲应力和管壁摩擦时的应力偏差,设计阶段精度控制的偏差等问题下,预应力可以减小或加剧。
对于电压不足的问题,桥梁结构设计必须结合各种实际情况,并采用科学合理的算法进行计算。
对预应力设计的影响应在设计时充分考虑,例如在连接点位移,渠道壁摩擦系数,安装时管道的偏差系数,项目位置的温度和湿度参数等方面,在施工阶段还按批号检测入口钢丝绳,进行弹性模量试验,并在预应力和弯曲时需要智能设备。
在桥梁建设项目的施工中,重要的是按照标准进行施工,以最大限度地减少预应力损失,提高桥梁施工的整体安全性。
论桥梁结构耐久性设计
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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 :
桥梁工程中混凝土结构的耐久性设计
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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。
桥梁工程中的规范要求与耐久性设计
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桥梁工程中的规范要求与耐久性设计桥梁工程是现代交通建设中至关重要的一环,对于保障人民出行安全和经济发展具有重要意义。
在桥梁的设计与施工过程中,规范要求与耐久性设计是不可忽视的关键因素。
本文将探讨桥梁工程中的规范要求与耐久性设计的重要性,并分析其中的关联与挑战。
一、规范要求的重要性规范要求是指在桥梁工程设计、施工和验收过程中,所必须符合的技术标准和规则。
它们以保障工程质量和安全为首要目的,具有以下重要性。
1.1 确保工程质量规范要求对桥梁工程的各个环节进行了详细规定,包括设计参数、施工工艺、材料要求等。
严格遵守规范要求可以有效避免设计错误、施工失误等问题,确保工程质量。
1.2 保障施工安全桥梁工程施工涉及到高空作业、重型机械操作等风险较高的环节。
规范要求中涵盖了施工安全的各个方面,包括作业人员的防护措施、设备的安全操作要求等,有助于减少施工事故的发生。
1.3 统一工程标准规范要求对桥梁工程的各个方面进行了统一规定,可以提供一个统一的标准,方便各个施工方、设计方等各方面的协作和沟通,避免因为标准不一致而导致的问题。
二、耐久性设计的挑战与追求耐久性设计是指针对桥梁工程在长期使用过程中所面临的各种环境和荷载作用,保证其结构安全和寿命可靠的设计。
然而,由于自然环境的变化以及日常使用过程中的各种因素,耐久性设计面临着一些挑战。
2.1 自然环境的影响桥梁工程所处的地理位置、气候条件等都会对其耐久性产生影响。
例如,海洋环境中的海水腐蚀、高寒地区的低温影响等都需要在设计过程中考虑并采取相应的措施。
2.2 荷载的变化桥梁工程在使用过程中会承受各种不同的荷载,如行车荷载、风荷载等。
荷载的大小和变化对桥梁结构的疲劳性能和变形性能都有一定影响,设计师需要合理考虑这些因素。
2.3 材料与施工质量桥梁工程的耐久性与所使用的材料和施工质量密切相关。
选用合适的材料、合理控制施工过程中的质量,对于提高桥梁的耐久性具有重要作用。
三、规范要求与耐久性设计的关联规范要求和耐久性设计在桥梁工程中是相互关联的,互为支撑的关系。
桥梁设计中混凝土结构的耐久性设计内容
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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
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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
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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
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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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桥梁结构设计中的耐久性设计
作者:张振华
来源:《科学与技术》2018年第13期
摘要:随着城市规模的不断扩大,城市布局错综复杂,为了是人们的出行更方便,城市中的桥梁建设越来越多,桥梁负荷越来越重,这就使得混凝土结构桥梁的耐久性大大降低。
在目前的混凝土结构桥梁设计中还存在不少问题,这些严重影响了桥梁的使用寿命。
因此,对混凝土结构桥梁耐久性设计进行研究,就显得十分有必要了。
本文对桥梁结构设计中的耐久性设计进行了探讨。
关键词:桥梁结构设计;耐久性设计;措施
耐久性是桥梁工程结构设计的重要内容之一,其会受到设计问題和超载问题等因素影响。
所以要保证桥梁工程结构设计整体质量,就应在优选结构设计材料的基础上,重视结构冗余设计和桥梁构造设计,确保可以增强其耐久性。
1桥梁结构耐久性的概念与重要作用
桥梁结构设计过程中必须考虑其结构耐久性,为了更有助于相关设计人员采用有效合理的设计方案来保证桥梁的耐久性要求,首先有必要对结构耐久性加以充分仔细的了解,完全掌握领会其含义要求,所谓结构耐久性,是指结构所具备的在有限的使用寿命和维护措施的前提下,针对外界荷载、环境变化以及材料等因素可能受到的各种力的作用,能够有效抵御恶劣影响的能力,而这种能力,无论对于提升桥梁的安全运行效率、经济营收效益,还是促进社会交通秩序发展、百姓日常出行的便利都具有着无比重要的作用,这不再是某个人或某个企业为追求经济利润所做出的工程业绩,而是国家的公共交通基础设施建设的巨大需要,所以其作用意义是深远的。
2影响桥梁耐久性的因素
2.1结构构造与设计体系存在缺陷
桥梁结构的耐久性设计是桥梁设计领域急需解决的一个重要问题。
在实际操作过程中,桥梁工程设计人员很容易只重视桥梁结构强度,用结构强度满足工程安全性的需求,而忽视溺寸过程和施工过程中的人为错误,因为人为错误极易使结构耐久性降低。
当桥梁工程计算标准不明确、设计标准较低、混凝土强度较低时,会给结构的耐久性带来一定的影响。
与此同时,按照工程的使用条件和使用环境的不同,对体系的设计要求也有所不同。
要保证桥梁结构具有较强的可靠性,设计过程中一定要严格依据设计规范进御蜀十,确保设计人员深刻了解桥梁结构的本性,仔细判断设计结构是否真正科学合理日。
2.2设计规范存有不足
桥梁工程要保证其具有良好的质量,必须有相关规定或规范进行指导。
桥梁工程的建设过程中,一切工作都要按照相关规定开展,不能随意更改任何规范或标准,如果必须修改,一定要有明确的规定。
和其他国家桥梁规程不同,我国很多桥梁工程的规范和规定都具有强制性的特点,且具有一定的法律效益。
但建筑部门在管理过程中并没有让这些规范规程发挥应有的作用,一些跨海大桥工程,常常缺少对应的规范做指导,导致桥梁工程质量难以保证。
3桥梁结构设计中耐久性设计的措施
3.1施工材料的选择
在选择施工材料时,混凝土要选用低水化热、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。
3.2桥梁上部结构细部设计
(1)桥面铺装的设计
在进行桥梁工程施工设计时,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)桥面防水层的设计
在进行桥梁工程施工设计时,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)主梁的设计
在进行桥梁工程施工设计时,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)伸缩缝的设计
在进行桥梁工程施工设计时,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。
3.3下部结构的细部设计
(1)分联墩盖梁的设计
在进行桥梁工程施工设计时,分联墩处由于上部结构设置伸缩缝,桥面水经常通过伸缩缝薄弱环节泄漏到分联墩盖梁上,尤其是采用除冰盐的地区,分联墩盖梁长期承受着腐蚀性除冰盐水的腐蚀。
因此,分联墩盖梁顶面应该设置横坡以便排走桥面流下的水,并且要在盖梁保护层厚度方面重点考虑防腐蚀要求。
另外,为了防止腐蚀性盐水顺墩身流下,避免对墩身和桩基产生不利的影响,设计中可在盖梁挑檐上设置滴水槽。
(2)桩顶的设计
在进行桥梁工程施工设计时,桥梁桩基安全直接决定着桥梁的整体安全,是桥梁设计的重中之重。
桩基顶部与承台或墩身相连,受截面突变的影响,属于应力集中的部位。
桥梁桩顶一般设计于地面线附近,受地面水、地下水、桥面排下的含除冰盐的冰水、地面土(尤其像盐渍土、土中有机质)等因素中的一种或几种的影响,经常处于干湿交替和腐蚀性环境,对于桩基顶部的钢筋混凝土耐久性产生较大的不利作用。
因此,桩基尤其是桩顶的设计中必须要根据桩顶处的水位情况、土质情况合理判定环境等级,选择相应的耐久性设计标准,最终确定保护层厚度。
3.4重视结构冗余设计
在桥梁工程结构耐久性设计的过程中,需要高度重视冗余设计的重要性,这里所指的冗余设计实际上就是要适当地放大设计标准和限制,尽可能地将车辆超载等问题以及结构耐久性随时间衰退问题等考虑在内,提升桥梁工程结构耐久性设计的整体质量。
比如,在桥梁工程结构进行设计的过程中,需要做好轴载谱调查工作,结合轴重核查桥梁设计荷载、车辆构成等实际情况,对车辆超载现象进行充分考虑,设计期间需要适当地增加桥梁结构的安全储备,使其可以承受未来更大荷载的可能性,这样可以更好地提升桥梁结构设计的耐久性,防范因为车辆超载等所造成的结构耐久性失衡问题。
综上所述,保证桥梁设计结构耐久性和安全性是关系国计民生的大事,在构建社会主义和谐社会的今天,我们只有从实际出发,借鉴国外成功的经验和做法,从桥梁构造的角度、结构体系和设计理念做好耐久性设计。
参考文献
[1]张韶波.桥梁耐久性设计方法和关键问题探究[J].工程建设与设计.2018(07)
[2]李平.桥梁结构耐久性设计研究[J].黑龙江交通科技.2018(01)
[3]周运琥,杜继辉.桥梁结构设计中的耐久性设计[J].交通世界.2017(28)
[4]庄孝敏.桥梁混凝土耐久性设计[J].四川水泥.2018(08)
(作者单位:辽宁省公路勘测设计公司)。