如何优化混凝土桥梁耐久性设计

如何优化混凝土桥梁耐久性设计

摘要现阶段，混凝土桥梁的耐久性往往较差，耐久性作为建设混凝土桥梁的一项重要指标，对桥梁使用寿命有直接影响。本文就从优化混凝土桥梁耐久性设计的原则入手，探究提出若干策略建议，以促进混凝土桥梁耐久性的提升，延长桥梁使用寿命。

关键词混凝土桥梁；耐久性；优化设計

大量桥梁特别是混凝土桥梁在使用环节存在诸多问题和缺陷，包括结构开裂、混凝土被侵蚀等，导致很多混凝土桥梁未达到预定使用年限就提前失效，继续使用则存在安全隐患。究其原因，桥梁耐久性不足是关键，它会严重破坏混凝土桥梁结构，直接影响桥梁的使用，带来巨大经济损失[1]。所以对如何优化混凝土桥梁耐久性设计进行深入探究是非常重要的。

1 优化混凝土桥梁耐久性设计的原则

在优化混凝土桥梁耐久性设计时应以《混凝土结构耐久性设计规范》为依据进行，充分考虑影响桥梁耐久性的因素，包括桥梁支座、桥梁伸缩缝、桥梁防排水系统等，从而实现对混凝土桥梁耐久性设计的优化。应当遵守的原则主要包括：一是不断优化混凝土桥梁结构设计，增加混凝土保护层的厚度，预防混凝土裂缝的出现与发展；二是重视优化混凝土桥梁的防水层设计、排水系统设计；严格依据相关规定和标准优化桥梁结构设计，保证工程质量。

2 优化混凝土桥梁耐久性设计的主要策略建议

2.1 优化桥梁支座耐久性设计

如果条件允许，在混凝土桥梁支座的预期使用寿命比桥梁结构使用寿命短的情况下，应选择在盖梁上或墩顶预留通道、空间，方便运送支座、放置千斤顶等顶升设备，提升桥梁耐久性。同时要尽可能设计工作人员的操作平台，降低操作难度，最大限度减少后期维护混凝土桥梁支座的费用。另外，应在支座周围设计适当的空间，方便检查与维修；在设计混凝土桥梁结构时还要考虑怎样到达支座，重视考虑放置顶升设备之处有较大集中力，优化盖梁计算、配筋设计；在设计桥梁支座的细部时则应考虑怎样将可能堆积在支座上的水气、尘土等排除；设计时还要考虑采用保护措施、维修措施、支座材料等抵抗环境对混凝土桥梁支座的锈蚀。

2.2 优化桥梁伸缩缝构造设计

当下，混凝土桥梁伸缩缝是桥梁施工与维护的重难点，因为桥梁伸缩缝在大气中长期暴露，是桥梁结构里最容易被破坏的、难以维修的部位。破坏混凝土桥梁伸缩缝不但会导致行车状况日益恶化，还会降低桥梁耐久性，缩短桥梁使用年

限。针对混凝土桥梁伸缩缝的耐久性构造要求，应站在可维修、可更换的角度实施优化设计。一是在要求的混凝土桥梁耐久性设计使用年限里充分保持伸缩缝的适用性，方便进行检查、维护；二是设计好伸缩缝的排水系统，预防混凝土桥梁表面、桥台等被腐蚀；三是在部分桥面继续通车的前提下更换伸缩缝，即设计的桥梁伸缩缝组成构造之中的标准件能在车辆继续通行的情况下进行更换；四是设计的混凝土桥梁伸缩缝的使用寿命必须足够长，预防因使用频繁而更换。

2.3 优化桥梁防排水系统设计

水不仅是锈蚀混凝土桥梁中的钢筋的关键因素，还是诱发混凝土冻融破坏以及碱骨料反应的重要因素，所以优化混凝土桥梁防水设计是桥梁防腐和提升耐久性的基础防线[2]。一方面，优化混凝土桥梁放水设计，加强放水保护。具体可采取桥梁结构表面处治措施、使用电化学设备等方式做好对混凝土桥梁的防水保护，且在设计所用桥面防水层铺装材料时必须满足几点要求：抗渗性良好、耐高温和耐低温性能良好；和混凝土水泥桥面、沥青面层等的黏结性牢靠；在经过碾压之后，桥梁面层的无破损性良好；对桥面状况的适应性良好；能较好地抵御桥面裂缝产生的影响；材料寿命不得比桥梁面层寿命短；边缘绝密性良好。

另一方面，优化混凝土桥梁排水设计，保证集中而快速地将水排出桥外。有效的、合理的设计策略包括：针对桥面设计足够大的坡度，在缘石处积水口集中收集雨水，再通过在桥面下悬吊的、在桥面内浇筑的排水管将水排出桥面；设计伸缩缝下面的结构时要考虑伸缩缝渗漏、损坏等对桥梁构件耐久性的负面影响，在盖梁顶面或台帽设计排水道或斜坡，尽快将可能流经伸缩缝表面的积水排出；为方便在排水管道失效时进行检查、更换，应尽量避免在混凝土内设计浇筑排水管道，而应将其设计在桥面之下或主梁之间或桥面边缘的管沟里；混凝土桥梁排水系统务必要坚固、耐用，材料务必稳定，有效抵抗化学物质的侵蚀；针对可能发生排水渗漏之处，设计时要预留可替代的出口，避免空心板、箱梁里积水；混凝土桥梁范围内外的管道清扫口等和主要排水系统之间的连接应保持和对应细部的协调，并在方便检修之处设计排水系统结合点。在混凝土桥梁耐久性设计之中，梁式桥上常用的泄水管设置形式是将泄水管设置在行车道的边缘处，离缘石的距离为0.10～0.50m，如图1所示。

3 结束语

当前很多关于桥梁耐久性的研究还在进行当中，混凝土桥梁耐久性设计的诸多问题很难在短期内解决。在工作实践中，设计单位应严格遵守优化混凝土桥梁耐久性设计的原则，探索更多行之有效的设计策略显著提高混凝土桥梁的耐久性，从而增加桥梁使用年限，提高桥梁经济效益、社会效益。

参考文献

[1] 朱东胜.混凝土桥梁耐久性病害分析及设计措施[J].交通世界，2016，（30）：35-37.

[2] 张军，刘佳钰.试论钢筋混凝土桥梁耐久性设计[J].城市道桥与防洪，2016，（01）：46-47，55，8.