分析桥梁细部设计对结构耐久性的影响

李丙申

(河南省建筑设计研究院有限公司，河南 郑州 450014）

在桥梁细部设计中需要对多个桥梁结构进行设计，还要考虑混凝土材料种类、性能等问题，具有一定的复杂性。在设计过程中应以相关设计规范及要求为依据，并结合桥梁工程所在地实际情况进行设计，有意识的提高桥梁结构的耐久性，延长桥梁的使用寿命。

1 桥梁细部设计对结构耐久性的影响

设计理念、承载能力及结构细节设计等都是影响结构耐久性的重要因素，要从根本上解决结构耐久性问题，首先就要了解这些因素对结构耐久性的实际影响及影响程度。

1.1 设计人为因素对结构耐久性的影响

在桥梁细部设计过程中，设计人员将重点放在了桥梁结构强度计算的安全度，然而却忽略了桥梁结构体系、结构材料、施工、整体构造及后期维护等诸多因素，因此在桥梁细部设计中常出现一些人为因素，这种人为因素易导致桥梁结构使用性较差，影响桥梁结构的耐久性。

1.2 载重问题对结构耐久性的影响

在桥梁实际应用中，公路桥梁具有一定的承受力，若汽车荷载超出了桥梁的承载能力，会造成桥梁疲劳，严重的话可以会造成难以恢复的损伤，这样会对桥梁结构的耐久性造成直接性影响。

1.3 桥梁结构细节的不合理设计对结构耐久性的影响

桥梁在建设以及使用中，不仅会遭受恶劣环境与有害化学物质的侵害，同时还承载着风、超载、地震及人为因素的作用力，在这种状况下桥梁中所使用的材料性能也会逐渐退化，从而给桥梁细部带来不同程度的影响及损害。

1.4 设计时未考虑实际环境给结构耐久性造成的影响

有些设计人员虽然在桥梁细部设计中考虑到了温度应力、混凝土收缩等一些非荷载因素的影响，但若混凝土的徐变计算理论与桥梁实际环境不相符，也会影响桥梁结构的耐久性，给桥梁结构埋下安全隐患。

2 提高结构耐久性的设计策略研究

在桥梁结构设计中既要重视桥梁的结构计算分析及选型，确保其满足相关规范要求，同时还要重视施工、材料、技术及管理水平等，采取科学合理的设计方法针对不同环境及条件对结构细部进行合理化布局与构造，以此来提高桥梁结构的耐久性，以下是对提高结构耐久性的设计策略研究。

2.1 对桥梁主体结构的混凝土材料进行严格把关

桥梁主体结构是桥梁结构的重要组成部分与核心，因此合理选择主体结构的混凝土材料尤为重要。混凝土材料应尽量选择含碱量较低、低水化热的水泥，混凝土骨料应选择一些坚固且耐久性较好的洁净材料，尽可能的降低水泥中硅酸盐水的使用量。近几年来，很多地区在桥梁结构施工中都纷纷采用高性能混凝土材料，这种材料比较易于浇筑，捣实后不离析，并且能够长期保持其本身的力学性能，早期强度较高，体积稳定性较好，即使在恶劣的环境条件下依然具有较强的耐久性。对于比较特殊的环境，设计时应根据桥梁项目的水位变动区确定混凝土材料的抗冻等级、抗冻耐久性指数以及混凝土拌合物的很含气量、水灰比等等。而在沿海地区则应使用具有防腐效果的混凝土材料，并结合实际情况掺入适量的防锈剂。

2.2 合理控制桥梁结构的冗余性

在桥梁施工之前，需要对桥梁细部设计项目进行轴载谱调查，并根据车辆构成以及轴重全面核查桥梁设计荷载，同时还要充分考虑车辆行驶的超载现象。为了保证桥梁施工的安全性，还要给桥梁适当增加安全储备，以此来确保桥梁设计的安全性与经济性。

2.3 做好桥梁构造设计

首先，在桥梁主梁设计中应尽可能的使用耐久性结构，对于桥梁上部结构中主梁的选择，应使用预应力较强，耐久性较好的混凝土结构。一般进行钢筋混凝土结构设计时，桥梁跨径应控制在20m以内。对于有特殊要求的桥梁跨径应适当考虑对其进行T梁结构设计。混凝土保护层的厚度也要合理控制，在满足相关规范的基础上结合实际环境进行保护层厚度设计，在设计过程中要考虑主梁之间的横向整体性，一般情况下横隔梁之间的距离应控制在10m以内。其次，在主梁尺寸拟定以及钢筋布置设计中，不仅要满足桥梁受力需要，同时还要考虑施工需要，确保混凝土浇筑以及振捣质量，保证现浇部分的宽度与钢筋焊接等环节施工需要相一致。主梁中钢筋避让也是桥梁设计中的重要问题，在设计中应根据实际应力情况，对主钢筋空间位置进行慎重考虑，在设计中要具体说明钢筋材料避让的先后顺序，以此来避免桥梁施工中操作失误。再者，要对桥面铺张进行合理设计，保证桥面铺张设计的合理性。

3 总结

桥梁设计中结构的耐久性问题一直以来都是桥梁工程中的难题，在桥梁细部设计中影响结构耐久性的因素有很多，有人为因素、材料因素、施工因素、设计因素等等。要提高桥梁结构的耐久性，应从桥梁细部设计入手，它是提高桥梁结构耐久性的基础因素，只有做好桥梁细部设计，才能从根本上保证桥梁结构的安全性、稳定性与耐久性。

[1] 赵素洁.桥梁细部设计对结构耐久性的影响分析[J].公路，2013,7(5)：80-82.