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1、试论桥梁结构耐久性病害的成因 试论桥梁结构耐久性病害的成因 【摘要】 桥梁工程是交通运输的命脉，随着桥梁建设如火如茶的开展，我国桥梁结构耐久性缺乏的问题也逐渐突显。我们应该从桥梁的设计、施工等阶段提高认识，加强对耐久性问题的重视工作，建立完善、有效的防范措施，延长桥梁结构的使用寿命。 【关键词】桥梁结构 耐久性 设计 中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号： 随着我国国民经济的开展和社会的进步，我国的公路交通事业也得到了快速的开展，公路桥梁作为交通运输的咽喉，其健康的运营状态意义非常重大。因此，加强桥梁结构耐久性的研究，提高设计水平，保证施工质量，延长使用寿命，是摆在我们面前急需
2、解决的现实课题和任务。 一、桥梁结构耐久性差的主要原因 11 环境因素的影响 桥梁结构产生耐久性失效主要受以下几个方面的环境因素影响：混凝土碳化。由于混凝土碳化导致混凝土的pH值降低，使得混凝土中的钢筋锈蚀。钢筋锈蚀。混凝土中钢筋锈蚀会产生钢筋锈胀力。锈胀力会使钢筋与混凝上接触面处出现内部径向裂缝。随着钢筋锈蚀的加剧，锈胀力将会导致保护层开裂。 冻融破坏。混凝土受冻破坏主要是混凝土中可冻水在结冰时体积膨胀而产生了静水压、渗透压、水分迁移，促使结构破坏。混凝土碱骨料反响。混凝土孔溶液中由水泥或含碱外加剂、矿物掺合料以及环境等释放出来的Na 、K 、OH与骨料中的有害活性矿物发生膨胀性反响，导致混
3、凝土膨胀并开裂。 12 在桥梁设计阶段来重视耐久性设计 目前桥梁设计过程按承载能力和正常使用两种极限状态来进行。前者是控制结构在丧失效劳能力临界状态时的承载能力、设计的根本原那么是要求荷载效应不利组合的设计值，必须小于或等于结构抗力的设计值。利用荷载平安系数、材料平安系数及工作条件系数来考虑不确定因素作用下的结构总体的平安储藏，是个半概率的极限状态设计法。 现在，国内的结构设计过程中，要考虑强度多而考虑耐久性少；重视强度极限状态而不重视使用极限状态，而结构在整个生命周期中最重要的却恰恰是使用时的性能表现；重视结构的建造而不重视结构的维护。实际上，目前的桥梁设计中，对于耐久性更多的只是作为一种概
4、念受到关注，既没有明确提出使用年限的要求，也没有进行专门的耐久性设计。这些倾向在一定程度上导致了当前工程事故频发、结构使用性能差、使用寿命短的不良后果：也与国际结构工程界日益重视耐久性、平安性、适用性的趋势相违背；也不符合结构动态和综合经济性的要求 13耐久性设计标准有待完善 131 我国现行标准存在缺乏现行混凝土结构设计与施工标准主要考虑的是荷载作用下结构平安性与适用性的需要，然而，结构长期使用过程中由于环境作用所引起的材料性能劣化的影响，那么没有被重视起来进行量化的标准要求。对于大气环境作用以及土体、水体环境中氯盐、硫酸盐、碳酸盐等化学物质侵蚀对结构的影响，标准也仅仅采取了宏观控制结构的材
5、料组成以及一些结构构造措施。这种传统的耐久性设计方法，通常是针对不同的环境作用，提出混凝土应采用的原材料，混凝土的最低强度等级、最小水泥用量和最高水灰比，以及钢筋的混凝土保护层最小厚度，外表裂缝的最大宽度等。由于环境作用和混凝土耐久性的复杂性，干湿交替和盐类环境对钢筋与混凝土的腐蚀作用，环境因素耦合作用在桥梁结构上造成的破坏影响并没有被人们所量化认识，由此产生的大量的桥梁结构在不到设计使用年限的时候就已经破坏，不能正常使用。 13.2 我国现行标准与国外标准的差距由于耐久性问题，某些混凝土结构设计标准在国际上都在日趋地修改约混凝土的最小保护层厚度以及最低强度等级等，同时增加了很多新标准。各国标
6、准中就广泛地规定混凝土在冻融条件下需要引气。持续地提高了混凝土的最低强度等级，即使在通常条件下，英国标准要求混凝土的最低强度等级是C30。在1950年初期，混凝土强度等级在国际上大多都是C15至C20的范围之内。 14施工上只是强调短期质量保证 在施工上，承包商和监理单位往往只是强调当时的质量状况，主要以强度作为控制指标，耐女性仅仅取决于相关人员的技术水平和责任心。然而质量得到保证并不等于在运营状态下结构能够发挥良好的工作性能。承包商不对耐久性负责，承包商在工程完成后只要符合标准就可以了，不可能对之后的耐久性负责。 另外，不恰当的加快施工进度的行为也是造成耐久性差的主要因素，混凝土强受质量尤其
7、需要有足够的施工养护期予以保证。媒体上加大宣传的所谓就几个月就建成一座大桥、某某大桥提前几个月完工等，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。 15桥梁工程使用阶段的正常监测与维护制度不健全 结构耐久性和使用寿命，与使用阶段的监测、维护和修理不能分割，尤其是对处于露天和恶劣环境下的桥梁工程。要保证结构平安性和耐久性，确保正常的运营状态，必须对建成后处于使用状态的工程进行定期监测和维护。 二、提高桥梁耐久性的措施 21 通过加强构造配筋，防止和控制混凝土裂缝产生防止和控制混凝土的裂缝的产生，对提高混凝土结构的耐久性，延长桥梁使用寿命是十分重要的。控制桥梁结构上的裂缝，除了按标准要求控
8、制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更要加强构造措施，控制桥梁施工及使用过程大量出现的非工作裂缝，缩减桥梁使用寿命。 2.2 提高混凝土性能，防止钢筋锈蚀设计时，尽量采用高性能混凝土或者根据条件向混凝土中填加硅灰等抗腐蚀剂。高性能混凝土具有高尺寸稳定性、高强度、高耐久性等特点，可以有效地延长桥梁结构的使用寿命。另一方面，提高钢筋的抗腐蚀能力。主要是控制混凝土中氯离子的含量。混凝土中氯离子含量对钢筋腐蚀的影响极大，一般情况下，氯盐掺量应少于水泥重量的1。掺氯盐的混凝土必须振捣，且不宜采用蒸汽养护。 23 设计人员应提高对耐久性的认识桥梁工程在当代交通运输中的作用是有目共睹的，桥梁结构的平安性有着举
9、足轻重的作用。作为设计人员，不仅要保证桥梁结构承载能力、截面应力、裂缝宽度等满足标准要求，而且要从耐久性的角度保证桥梁结构在使用期内能够平安有效的发挥作用，并且考虑如何延长桥梁结构的使用寿命。 24 定量地标准桥梁结构耐久性的构造要求现行标准中有关钢筋混凝土耐久性的要求，仍以考虑荷载作用下的结构平安性为主，而对混凝土结构在长期使用过程中由于环境因素所引起的材料性能劣化的影响考虑很少。因此希望在以后标准修订时，能将近几年对于此方面的研究成果考虑到标准当中。 【结语】 耐久性的问题是贯穿设计、运用、维修保养的整个过程的，如果一座桥梁先天缺乏，仅靠维修养护很难延长其寿命的，但先天好，后天不养也是难以保证其应有的使用寿命的。而桥梁的整个生命期内“几易其主的特点，更是增加了保证耐久性的困难。目前，我国正处在交通大开展时期，大量的桥梁已经建成和将要建成，如何在设计、施工、养护中更多地考虑结构耐久性问题，应当作为突出的问题，引起重视。 【参考文献】 l彭栋木，冯建华桥梁结构耐久性设计J.深圳土木与建筑，2006,3(2)：4649 【2】李青云桥梁设计中耐久性的几点思考J中国新技术新产品，2021，(18)：131 【3】杨珑提高腐蚀环境下混凝土结构耐久性的措施 中国铁路，200610：60-62