桥梁结构耐久性分析.docx

桥梁结构耐久性摘要：对影响桥梁结构的耐久性的因素进行了分析。关键字：桥梁结构，耐久性引言：由于快速增长的交通量、不断增大的交通荷载、混凝土自身的特性和桥梁结构中某些建筑材料的不断老化，加上一些桥梁建设项目在早期设计、施工、管理过程中的局限性等，这些因素使得桥梁通车后在设计使用期内便出现了明显的病害，如桥面纵向裂缝、主体结构裂缝及挠度变大、桥面铺装破损、伸缩缝损坏、桥头跳车等。这些都是由于桥梁结构的耐久性不足而导致的桥梁使用性能变差，使桥梁的使用寿命与设计使用寿命相差过大。我国改革开放以来所修建的大量桥梁不能达到设计时预期使用年限的现象，目前已经被我国桥梁界广泛关注，设计人员越来越重视桥梁的结构耐久性。本文是针对造成桥梁结构病害、缺陷等主要影响因素进行的分析。正文：中国正处于经济腾飞期的大规模桥梁建设时期,但同时也出现了不少问题。例如,大量混凝土桥梁出现严重性裂缝,施工过程中出现工程事故,运营不久的桥梁出现严重的质量安全问题,需要进行抢修、加固甚至改建。其病害原因大致可分为以下几类：1.交通量远远大于原设计交通量2.设计上的不重视3.不完善的施工和管理制度4.维修养护不当或维修资金不投入致使失去养护5.已建常规桥梁设计标准低，造成安全隐患6.混凝土品质的变化造成桥梁使用寿命和耐久性降低7.北方桥梁除冰盐对桥梁耐久性产生不利影响1. 超载近年来车辆严重超载对桥梁的安全度和耐久性带来很大的隐患。我国华北和华南地区的一些桥梁，由于经常过往超载的车辆（如运煤车，货柜车），造成 桥梁结构严重受损,其使用寿命大大缩短，甚至出现危及生命财产安全的重大隐患。2012年8月24日5时30分左右，哈尔滨阳明滩大桥引桥三环路群力高架桥洪湖路上桥分离式匝道发生整体垮塌。事故原因最后认定为驾驶擅自改变机动车外形和技术数据的严重超载车辆，在121.96米的长梁体范围内同时集中靠右侧行驶，造成匝道钢混连续叠合梁一侧偏载受力严重超载荷，而导致匝道倾覆。2. 设计上的不重视按照我国当前桥梁设计程序的要求，在桥梁设计中只要注意桥梁的经济性、适用性以及美观性即可，对于桥梁设计中结构的耐久性却没有详细的规定，因此桥梁设计者对此并不重视。对于设计者而言，在桥梁各个结构的设计过程中最多关注的是桥梁的承载能力，对于需要时间验证的桥梁耐久性却很少考虑或者根本不考虑。一般而言，在桥梁的整个使用寿命周期中，最为被人们关注的是其结构承载能力，实践证明，在对桥梁结构进行设计时，设计者对新建成的桥梁承载强度重视程度要远远超过桥梁结构的耐久性。由于一座桥梁的建设会受到各方需求的限制，在桥梁施工前的设计中要充分考虑各方面的需要，因此桥梁设计时对各个结构的造型和功能比较重视，而对于桥梁建成后能够正常使用多长时间却很少考虑（一般只要能满足5至10年的使用寿命就算“合格”）。正是在这样的设计思想引导下进行桥梁结构的设计，才导致目前多处桥梁出现坍塌事故。3. 不完善的施工和管理制度在我国现有的工程建设规范体制下，承包商对桥梁结构的耐久性不承担任何的责任，他们只要能保证新建成的桥梁符合规范要求即可。此外，在现有的桥梁建设过程中，还存在着偷工减料、以次充好的现象，这将会对桥梁的安全带来致命性的迫害，即我们常说的“豆腐渣工程”。在施工过程中，由于受工期安排和其它原因的影响，不得不加快工程的建设进度，这使得混凝土等需要时间的工艺环节必须提前结束，从而造成了桥梁结构的耐久性较差，长期使用的安全性难以得到保证。对于那些提前完工的桥梁建设工程而言，很可能就存在着桥梁结构耐久性差的问题。天水至定西高速公路建成通车后不久，在天水入口至关子镇段就有数十处路面脱落，有的地方坑坑洼洼，有的地方正在维修，还有的地方用砂石土暂时糊上，给过往车辆造成了严重的安全隐患。甘肃省交通厅的解释是公路表面出现问题的主要原因是施工单位西安萌兴高等级公路工程股份有限公司在料源选择、拌和楼生产过程、现场碾压工艺、试验检测等方面控制不严，而监理方甘肃省交通科学研究所有限公司在发现问题后也没有及时制止，加之受天水地区6月下旬至7月初连续降雨影响，加剧了路面渗水以致出现坑槽。4. 维修养护不当或维修资金不投入致使失去养护我国现有的桥梁使用监测和维护机制存在着很多的问题。从一定层面上讲，我国的桥梁建设规范似乎更注重于桥梁设计与施工方面的技术问题，而对于如何使用和维护却缺乏制度上的保障。在现行的桥梁使用和维护规范体制下，设计人员更热衷于满足设计规范在桥梁结构强度计算上的技术需要，而对于结构材料、结构构造以及结构耐久性等则很少考虑。这就使得很多桥梁，虽然满足了设计规范所要求，但在不到10年的使用过程中便会出现结构的耐久性问题。5. 已建常规桥梁设计标准低，造成安全隐患我国在20 世纪6070 年代修建的桥梁，限于当时的社会经济发展水平,其设计荷载标准较低，而且大部分城市和公路桥梁如今仍在服役，已不适应交通量日益增长的需要，面临着恢复和提高现有旧桥的承载能力及通行能力，延长桥梁的使用寿命，消除交通安全隐患。历时50多年的南京长江大桥于2016年10月28日22点整全封闭维修，历时27个月。南京地区公路过江通道已有6条，但作为唯一一条免费的过江通道，南京长江大桥的车流量一直处于超负荷状态。南京长江大桥的设计流量为日均1万辆，但近几年，每天均保持7万辆以上车流量。常年超负荷运转，加上风雨侵蚀和材料老化，南京长江大桥一直修补不断，大桥已经不堪重负。6. 混凝土品质的变化造成桥梁使用寿命和耐久性降低在过去的一个时期，人们关注混凝土的质量往往是以单一的强度指标作为标准，导致了我国水泥工业对水泥强度的片面追求。而水泥细度的增加，水泥熟料中早期强度的提高，促使水泥矿物成份含量增大。这些措施虽有利于提高混凝土的强度，但不利其耐久性。而混凝土养护不利，以及外部环境的恶化（酸雨等），都对混凝土造成严重腐蚀，造成桥梁使用寿命和耐久性的降低。自20 世纪80 年代以来，工程建设领域以提高耐久性为目标，广泛采用高性能混凝土，使桥梁结构从下部结构到上部结构，从中小跨径到大跨径，高性能混凝土的应用，耐久性和结构强度均提高了一倍左右。研究成果表明，高性能混凝土通过增加活性掺料减少水泥用量，具有良好的耐久性、工作性、强度和体积的稳定性。7. 北方桥梁除冰盐对桥梁耐久性产生不利影响我国北方地区为保证冬季雪后道路交通畅通，在立交桥梁上为融化冰雪大量采用除冰盐。通过调查发现，使用1020 年左右的桥梁，除冰盐对桥梁结构的钢筋产生严重的腐蚀，使用不到10 年的桥梁，在氯离子影响范围，钢筋也处于锈蚀状态。由于我国北方冬季气候非常干燥，使用除冰盐后，盐水很容易进入结构混凝土中而达到饱和，当外界环境非常干燥时，混凝土中的水流方向发生逆转，纯水通过混凝土的毛细孔向外蒸发，混凝土内部的盐分浓度增加，又使其向混凝土内部扩散，并形成恶性循环。据调查，除冰盐引起的钢筋锈蚀是北方桥梁结构破坏的重要原因