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1、公路桥梁结构设计六要点公路桥梁结构设计六要点满足结构混凝土耐久性的基本要求近些年来,不少桥梁发生倒塌的严重事故,造成很多不该有的人间 悲剧。通过调查分析结果表明，很多事故是因为设计不规范或施工不 注意质量控制造成的。施工中的偷工减料、工程吃，设计中的态度不 严谨,计算错误等等都是造成桥梁出现安全隐患的重要因素。目前.， 桥梁设计的耐久性设计,常常只是作为一个参考价值,而不是具体计 算出其应有的安全使用年限,更不会对桥梁的耐久性进行一系列的实 验研究。这种现象在一定程度上导致了桥梁事故发生频繁、结构使 用性能差、耐久性差的严重后果,也背离了国际上对桥梁的结构的耐 久性、安全性、适用性日益重视的发
2、展趋势。提高混凝土自身的耐久性是解决混凝土结构耐久性的前提和基础 混凝土的耐久性主要取决于混凝土的材料组成，其中水灰比、水泥 用量、强度等级均对耐久性有较大影响。桥规JTGD62明确规定 了不同使用环境下，结构混凝土的基本要求，对影响混凝土耐久性 的最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量和 碱含量做出了限制规定，这是桥规JTGD62)对公路桥涵结构耐久 性设计的基本要求，设计时应遵照执行。加大钢筋的混凝土保护层厚度钢筋混凝土是钢筋与混凝土构成的一种复合型建筑材料，由钢筋 外边缘到混凝土表面的最小距离称为保护层厚度。钢筋保护层的主 要作用是满足混凝土构件截面受力需要，保护钢筋不被
3、锈蚀，保证结 构的正常使用。一般情况而言，只有保护层混凝土碳化，钢筋表层 钝化膜破坏，钢筋才有可能锈蚀。钢筋混凝土保护层厚度对结构使 用的寿命、使用的安全性有着直接关系。国家现行规范对钢筋混凝土受力钢筋保护层厚度又提高了一级， 这更说明受力钢筋保护层对结构使用的耐久性、安全性、抗腐性、 抗碳化、抗火灾等有重要作用。钢筋混凝土的碳化深度与使用时间 成正比。受碳化影响的混凝土表面强度、密实度降低，使水蒸汽或 其他有害气体容易侵入混凝土。当保护层完全碳化，水蒸汽或其他 有害气体就直接侵蚀到钢筋，钢筋就会锈蚀，保护层越薄碳化所需 时间表越短。钢筋表面锈蚀而产生膨胀力（其膨胀力在混凝土体积中 一般要增加
4、24倍），锈蚀形成向外胀力，拱裂混凝土保护层，使 气体直接渗入，侵蚀受力钢筋，影响结构安全和使用寿命。因此，加大钢筋的混凝土保护层厚度，是保护钢筋免于锈蚀，提 高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。鉴于此，桥规JTGD62 给出了钢筋最小混凝土保护层厚度，但其与国际上较为通用的设计 规范相比，还是有点差距。设计时适当加大钢筋的混凝土保护层厚 度对提高混凝土结构耐久性是非常有益的。加强构造配筋混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂 缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表，反过来，裂缝的存在会 增加混凝土渗透性，提供了使侵蚀破坏作用逐步升级，混凝土耐久 性不断下降的渠道。当混凝土开
5、裂后，侵蚀速度将大大加快，形成 导致混凝土结构耐久性的进一步退化的恶性循环。因此，防止和控 制混凝土的裂缝，对提高混凝土结构的耐久性是十分重要的。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作 裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，控制混凝土施工及使用过 程大量出现的非工作裂缝。桥规JTGD62突出强调了加强水平防 缩钢筋和箍筋在控制裂缝中的作用，提高了水平防收缩钢筋的配筋 率和箍筋间距的规定，其指标都比老桥规有所提高，这是防止和控 制收缩裂缝的重要构造措施。提高后张法预应力钢筋管道压浆质量后张法预应力钢筋管道压浆质量是影响预应力混凝土粱耐久性的 关键因素之一。桥规JTGD62规定，预
6、应力钢筋管道压浆用水泥 浆的抗压强度不应低于30MPa,其水灰比为0.40.5,为减少收缩, 还可通过试验掺入适量膨胀剂混凝土结构耐久性设计与施工指南 CCES012004认为，预应力钢筋的锈蚀会导致结构的突然破坏，事 先不易发现，在耐久性设计中必须特别重视，并采用多重的防护手 段。对此，对于可能遭受氯盐侵蚀的预应力混凝土结构，预应力筋、 锚具、连接器等钢材组件应采用环氧涂层或涂锌，后张预应力体系 的管道必须具有密封性能，不使用金属的螺旋管，宜采用有良好密 封性能的高密度塑料波形管。同时，管道灌浆材料和灌浆方法要事 先通过试验验证，尽可能降低浆体硬化后形成的气孔，并采用真空 灌，必要时还可以在
7、灌浆材料中掺入适量的阻锈剂。在结构局部使用防腐材料目前，我国大量地修建L=1625nl的多跨现浇连续钢筋混凝土箱 梁结构的桥梁，由于普通钢筋混凝土结构是一种必然地带裂缝工作 的结构，因而在负弯矩区总会出现负弯矩裂缝，鉴于负弯矩区裂缝 是一种向上开口的“v”。形裂缝，桥面水容易渗入，遭受长期浸蚀 后，负弯矩钢筋的锈蚀问题是应予以重视的问题。近年来，由国外 引进的环氧树脂涂层钢筋己在国内生产，应用于一般钢筋混凝土负 弯矩区的钢筋中，这对保证结构的耐久性无疑是很好的,事情。再如, 英、美等国的调查均发现锚头区有钢丝锈蚀问题，甚至发生过桥梁 倒塌事故，因而张拉结束后立用环氧树脂砂浆封堵锚头可有效防锈。
8、加强桥面铺装层的防水设计桥面渗水的排除和防渗漏问题，都将涉及到桥梁的耐久性问题， 应引起格外的重视。桥面铺装防水层对桥面的防护有重要作用，必 需精心设计与施工。桥面铺装层应采用密实性较好的C30以上等级 的混凝土，混凝土铺装层内应设置钢筋网，防止混凝土开裂。采用 复合纤维混凝土和在混凝土中掺入水泥基渗透结晶材料（赛柏斯）， 都能收到较好的防水效果。桥面铺装层顶面应设置防水层，特别是连续粱（或悬臂粱）的负弯 矩段更应十分重视防水层设计。此外，还需加强泄水管设计，应特 别注意泄水管周边的构造细节处，加强伸缩缝处的排水设计，防止 水分从伸缩缝处渗入粱内。高速公路桥而铺装的早期破损以及板梁较缝漏水现象，引起了人们对桥面防水层施工工艺、材料的关注。 选择合适的防水层型式不仅能起到良好的防水效果，保证桥梁主体 结构的安全，还能延长桥面铺装的使用寿命和降低造价。优良的桥 面防水层应具有如下特性：1、与桥面碎具有良好的粘结性，不起皮，不脱落。2、与沥青混凝土桥面铺装能粘结成一个整体。3、不透水、抗刺破，有一定的抗拉强度和延性适应变形。4、对桥面碎表面质量无特殊要求，施工方便易行。