（河源市鸿图公路勘察设计有限公司，广东，河源，517000）
【摘 要】到目前为止，桥梁的建设存在的主要问题是耐久性差，使用的寿命短和整个使用寿命周期内的经济效益低下等等。文章结合了影响耐久性能的各种因素，并且对桥梁的结构耐久性设计方式进行了分析研究，并且提出了桥梁结构耐久性设计的具体方法。
【关键词】桥梁结构；耐久性；设计方法
桥梁结构的耐久性是指在设计的年限内，在外界环境和其他的突发事件作用下，能在预期的维护和维修的情况下，保持桥梁结构的适用性、安全性和外观稳定性的能力。桥梁结构的耐久性是桥梁的结构安全性和适用性等性能的综合指标。我国正处于桥梁基础建设的迅速发展的时期，研究桥梁建设在现阶段存在的问题和桥梁结构的耐久性显得尤为紧迫，具有重大的意义。
1．桥梁结构耐久性因素的研究
影响桥梁结构耐久性因素较为复杂，其主要因素有桥梁结构的病害。研究桥梁结构耐久性也就是分析引起桥梁结构耐久性病害的因素。引起桥梁结构耐久性病害产生的原因主要有设计方面的因素及施工、管理和使用等方面的因素。
1.1影响桥梁结构耐久性性能的主要病害
（1）桥头跳车及桥面铺装破坏
（2）混凝土的开裂及钢筋的锈蚀
1.2影响桥梁结构耐久性性能病害的成因
1.2.1施工方面的因素
（1）施工的质量标准低
（2）施工管理制度不够完善
1.2.2设计方面的因素
大部分的桥梁病害和桥梁问题与施工质量和施工管理有着密切的不可分割的联系，但是对于设计方面所存在的问题也不可小觑。设计人员往往单单追求规范，只追求结构强度的要求。往往却忽视了设计方案、材料选取、结构维护等安全性问题。这些问题往往是保证结构的安全性能和耐久性能的关键问题所在。桥梁设计问题中大部分问题出在设计标准不高、结构构造细节重视度低等问题上。
1.2.3使用因素
经济的快速发展导致桥梁的通行量远大于原来设计师的车流量。还有就是车辆常常违规超载，这些问题是我国当前交通运输行业最常见的桥梁超负荷现象。桥梁超负荷运作会带来许许多多的问题例如引起桥梁疲劳应力幅度增大，长期的超负荷运作会对桥梁造成内部的难以修复的致命损伤，严重的缩短桥梁的使用寿命，导致在设计年限内桥梁的结构安全性耐久性难以达标。
2．桥梁结构耐久性设计方法研究
混凝土结构耐久性能在设计使用年限内的研究通常只限于环境因素引起的钢筋生锈腐蚀和混凝土剥落导致受力截面减少等问题上。在实际工程中增加桥梁结构的耐久性，是许多综合元素所决定的，相对来讲较为复杂。
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2.1建筑结构耐久性设计方法
为了解决影响桥梁耐久性的问题，那么对于结构耐久性研究就要基于材料性能退化、构造因素和寿命经济性的耐久性设计方法。应该详细的进行研究和分析。结构耐久性不足往往体现在材料的物理特性和力学特性的丧失。常见的这种问题有混凝土结构剥落、开裂，结构中的钢筋构建腐蚀锈蚀等等。直接影响结构的耐久性能的是建筑材料的耐久性，所以在材料耐久性能研究的基础上，才能对结构的耐久性能做进一步的研究。研究建筑材料耐久性能退化的建筑结构的耐久性设计方法分为以下几种，建筑材料层次的耐久性设计方法和构建结构层次耐久性的设计方法。材料层次的方法研究内容包括了对钢筋锈蚀的影响、氢离子的侵蚀和混凝土结构氧化碳化影响耐久性的研究。通过模拟实验生锈后对构件承载力的计算根据数据统计来预测结构件的使用周期是构件和结构层次的耐久性研究方法。
2.2耐久性设计具体实施方案
首先可以确定设计使用的寿命和结构的耐久性极限。根据工程设计年限和桥梁结构的重要性与耐久性等因素综合考虑可以确定设计的使用寿命。在我国的桥梁使用寿命问题上一直都没有得到明确的研究和强制具体的规范，导致了虽然设计的是同一个桥梁但是对使用寿命的估算往往结果都是不同的，不是唯一准确的。耐久性的确定是通过强度极限的状态，忽视掉桥梁运营期间各种外界原因导致的使用性能下降。应该根据需要选择到底是耐久性极限、安全耐久极限还是经济耐久的极限来适当的进行选择。达到了耐久极限的桥梁需要进行全面整修，恢复其适用功能，这样才能更久的保证桥梁安全的最大承载能力范围值之内。其次还应该分析影响结构耐久性的原因。要通过勘察和查阅资料来确定桥梁所在地的气候条件以及地理地质条件，要进行环境分析，根据所分析的环境效应结果来确定影响桥梁耐久性的因素所在，然后即可得出桥梁结构性能在这些因素影响下的退化机理。最后可以简历耐久性模型，从而计算出耐久参数，具体操作为，对于影响耐久性的因素进行筛选，应该选择对结构耐久行的决定性因素而不是一些次要因素，通过决定性因素来建立耐久性的计算模型。算出参数后，对得到的参数进行分析，得到的参数为对各个因素分析而来的参数，然后建立耐久性计算公式。最后将各个影响因素的参数带入到耐久性计算公式中，可以算出结构的耐久度。比如建立材料碳化结构耐久的计算模型应该考虑材料的碳化深度，结构受力和环境因素等多种因素。
3．设计中提高桥梁结构耐久性的措施
3.1满足混凝土结构耐久性的基本要求
解决混凝土结构耐久性的前提和基础是提高混凝土自身的耐久性，而混凝土的耐久性主要还取决于混凝土材料的构成，而其中的灰比和水泥的用量和强度等级都对耐久性有很大的影响。在《桥规JTG1362》中有明确的规定，在不同的使用环境下，对机构混凝土的基本要求，对影响混凝土结构耐久性的最大水灰比和最小水泥用量等一系列都作出了限制规定。
3.2加大钢筋混凝土保护层的厚度
钢筋锈蚀的前提是混凝土的碳化，一般情况来说，只有保护层的混凝土的碳化，钢筋表面的钝化膜被破坏，钢筋才会锈蚀。所以要加大钢筋混凝土保护层的厚度是为了保护钢筋免于锈蚀，这是提高混凝土的结构耐久性最为重要的举措。鉴于这些，有关规定给出了最小钢筋混凝土保护层的厚度，但我国的规定与国际上较为通用的规范还是有一定差距的。
3.3加强混凝土的结构，防止裂缝的出现
混凝土的开裂是建筑常见的病害，而混凝土梁体的开裂是影响桥梁结构耐久性性能的病害中一种较普遍的病害。混凝土的开裂可以根据裂缝的成因不同，分成结构裂缝和非结构裂缝。结构裂缝是因为混凝土结构的承受能力超过了混凝土结构的极限抗压强度而产生的一种裂缝，这种裂缝普遍存在于混凝土的结构中，一般来讲，这种裂缝对性能的影响可以忽略不计。非结构裂缝是因为混凝土的结构变形会受到约束而产生的裂缝，这种裂缝严重的影响着混凝土结构的耐久性性能。因此，防止混凝土裂缝的出现显得尤为重要。控制混凝土的裂缝，除了要按照规范的要求控制正常使用的极限外，更要采取有效的构造措施，控制混凝土施工的过程中大量出现的非工作裂缝。
结束语：
我国桥梁数量巨大，有的桥梁在刚建成的时期就出现严重的病害，甚至会出现倒塌等毁灭性的事故。对桥梁耐久性的研究对于桥梁和即将建设的桥梁都有着至关重要的意义。此外，在桥梁耐久设计方法中严格按照设计步骤，对各种方面因素进行多方面考量，综合分析，才能保证桥梁的耐久性并不断提高桥梁机构的安全和耐久。
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论文作者:罗洪浪
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年7月总第212期
论文发表时间:2016/9/14
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