影響橋梁結(jié)構(gòu)耐久性細(xì)部的設(shè)計(jì)

1、影響橋梁結(jié)構(gòu)耐久性細(xì)部的設(shè)計(jì) 隨著全國各等級(jí)大路的蓬勃進(jìn)展和橋梁分析技術(shù)的不斷提升，大跨徑、新結(jié)構(gòu)橋梁層出不窮，大路橋梁設(shè)計(jì)也進(jìn)入一個(gè)鼎盛時(shí)期。在橋梁設(shè)計(jì)中，各家設(shè)計(jì)院都十分重視結(jié)構(gòu)分析，采用靜態(tài)分析、動(dòng)態(tài)分析、整體分析、局部分析，多種分析手段互相校核補(bǔ)充，設(shè)計(jì)質(zhì)量大大提高。但是與此同時(shí)，在設(shè)計(jì)中也消失了許多細(xì)部設(shè)計(jì)的盲區(qū)。因?yàn)閲鴥?nèi)耐久性設(shè)計(jì)還沒有得到足夠的重視，對(duì)于橋梁的細(xì)部設(shè)計(jì)不夠重視不夠細(xì)致，從而導(dǎo)致相當(dāng)一部分橋梁并不是由于整體結(jié)構(gòu)平安不足消失問題，而是由于細(xì)部設(shè)計(jì)不到位而引起了局部構(gòu)件損壞，進(jìn)而大大降低了整體結(jié)構(gòu)的平安性和耐久性。 細(xì)節(jié)確定成敗，橋梁是大路的平安重點(diǎn)，橋梁細(xì)部設(shè)計(jì)的平安

2、性不容忽略，本文針對(duì)這些影響平安和耐久性而又簡單被忽略的細(xì)部設(shè)計(jì)舉行一些研究和探討。 1.上部結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì) 1.1橋面鋪裝 橋面鋪裝是橋梁與車輛直接接觸的部件，也是橋面排水的第一道防線。橋面鋪裝一方面承受著汽車的沖擊碾壓剪切作用，另一方面又承受著主梁傳遞的反復(fù)應(yīng)力和撓變，常常消失早期損壞，進(jìn)而破壞橋面防水系統(tǒng)，終于導(dǎo)致主梁受橋面水影響而腐蝕主筋，鋪裝混凝土漸漸與主梁剝離，減弱了主梁的受力性能，影響了囫圇結(jié)構(gòu)的平安性和耐久性。 在設(shè)計(jì)中常通過增厚鋪裝厚度和加強(qiáng)鋪裝鋼筋來解決這一問題，這樣也的確增加了鋪裝受力性能。其實(shí)問題的另一個(gè)重要緣由在于橋面鋪裝難以承受反復(fù)變形而形成疲憊破環(huán)，與主梁結(jié)合不好而

3、不能協(xié)同主梁共同擔(dān)當(dāng)應(yīng)力。因此相應(yīng)的設(shè)計(jì)思路是，改善橋面鋪裝的抗疲憊性能，增加橋梁鋪裝與主梁的結(jié)合方式。在設(shè)計(jì)中可以從以下幾個(gè)方面來舉行相應(yīng)的改善，橋面鋪裝混凝土中摻入鋼纖維，可以顯然提高混凝土的抗疲憊性能，削減開裂；在預(yù)制板頂增設(shè)抗剪銜接鋼筋，可以有效保證橋面鋪裝整體化混凝土與預(yù)制板緊密結(jié)合，同時(shí)有利于橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)的定位；橋面鋪裝鋼筋網(wǎng)采用冷軋帶肋鋼筋網(wǎng)，可以有效提高鋪裝混凝土的強(qiáng)度和保證施工質(zhì)量。 1.2橋面防水層 橋面鋪裝與主梁之間的防水層是防止橋面水滲入主梁的其次道防線。不少設(shè)計(jì)中僅單一采用防水混凝土舉行防水。因?yàn)榉浪炷翆儆趧傂苑浪畬樱坏╅_裂后防水性能便大為下降。因此，建議采用

4、采用防水混凝土與防水層相結(jié)合的雙重防水型式，剛?cè)岵?jì)，可以有效阻斷橋面裂隙滲下的水，另一方面還可以加強(qiáng)上層瀝青混凝土與下層鋼筋混凝土的結(jié)合。 1.3橋面排水 一般的主意是縱向每隔一定間距設(shè)置一個(gè)泄水管?？墒菍?shí)際當(dāng)中，我們常常發(fā)覺泄水管往往成了清掃大路后的垃圾堆放口，大量的橋梁泄水口因此而阻塞，從而導(dǎo)致橋面積水無法準(zhǔn)時(shí)排放，終于加大了橋梁的水害腐蝕。故而建議采用縱向盲溝協(xié)作鐵柵格型式，泄水管盡量采用直管或大半徑彎折曲管，泄水管內(nèi)徑應(yīng)大于15cm，既可加快排水進(jìn)程，又可便于后期養(yǎng)護(hù)清堵，有效防止阻塞泄水管從而保證橋面泄水順暢。 1.4主梁 主梁是全橋的主要承力構(gòu)件，一般在設(shè)計(jì)當(dāng)中均要舉行整體分析和

5、局部分析，重視程度很高，從理論計(jì)算角度均能滿意規(guī)范要求?？墒窃趯?shí)際運(yùn)營當(dāng)中，主梁（主要是箱梁）箱體內(nèi)長期大量積水的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，甚至積水灌滿箱體的狀況也有發(fā)生，極大地?fù)p傷了主梁的預(yù)應(yīng)力鋼筋和平凡鋼筋，使得主梁平安性大大下降。究其緣由，很大程度上是對(duì)于主梁細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的不到位，主梁排水構(gòu)造設(shè)置不夠完美，橋面積水在長時(shí)光不能排出橋外時(shí)便通過梁頂裂隙進(jìn)入箱體，進(jìn)而在箱體內(nèi)不斷堆積，終于形成箱體內(nèi)積水。對(duì)于箱內(nèi)水，務(wù)必要設(shè)置排氣孔，一方面可以使得箱體內(nèi)外氣溫相近，減小局部溫差效應(yīng)引起的局部應(yīng)力，另一方面還可以排出施工及運(yùn)營過程中產(chǎn)生的積水。對(duì)于箱外水，建議對(duì)于主梁懸臂端設(shè)置滴水槽，使梁頂水止于懸臂端，不能

6、順梁體外側(cè)流下，避開侵蝕梁體外側(cè)。 主梁應(yīng)力集中、局部承壓區(qū)域，主要通過主筋來舉行抵擋承受。但是因?yàn)榕浣罘较蚝烷g距的局限性導(dǎo)致剩余應(yīng)力通過混凝土釋放，進(jìn)而表現(xiàn)為相應(yīng)區(qū)域混凝土的開裂。這部分應(yīng)力通過計(jì)算很難算準(zhǔn)，有須要在主筋設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)一些細(xì)節(jié)處理方式。如混凝土錨具的局部承壓區(qū)、繼續(xù)剛構(gòu)橋的0號(hào)塊、箱梁1/4L附近等可采用鋼纖維混凝土，以抑制裂縫和抵擋疲憊破壞，從而增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的耐久性。 1.5鉸縫 空心板鉸縫是梁體的薄弱環(huán)節(jié)，通常采用加大鉸縫企口寬度，加強(qiáng)鉸縫鋼筋來強(qiáng)化鉸縫。這樣做當(dāng)然是有效的，其實(shí)對(duì)于鉸縫混凝土摻入鋼纖維，其效果也是十分顯然的，可以有效減緩鉸縫的開裂，保證空心板處于整體受力

7、狀態(tài)，有效加強(qiáng)鉸縫內(nèi)骨架筋，使鉸縫砼整體性加強(qiáng)，改善橫向分布性能。 1.6庇護(hù)層厚度 橋梁上部結(jié)構(gòu)一般多為兩種，特別結(jié)構(gòu)采用內(nèi)部通用圖或自行開辟設(shè)計(jì)，平凡結(jié)構(gòu)多采用通用圖設(shè)計(jì)。對(duì)于特別結(jié)構(gòu)，一般設(shè)計(jì)中都能對(duì)庇護(hù)層舉行特別考慮。對(duì)于平凡橋梁結(jié)構(gòu)，考慮到施工和設(shè)計(jì)的方便，一般直接采用通用圖設(shè)計(jì)，這樣做通常也是合理的。但對(duì)于一些特別環(huán)境，如對(duì)于高腐蝕性的鹽漬土特別土質(zhì)、大量使用除冰鹽的特別環(huán)境地區(qū)，通用圖的庇護(hù)層厚度就不能盲目套用了，需要特別加以考慮并舉行相應(yīng)的加大修改，否則上部結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性能大大降低，橋梁的平安性和耐久性均大打折扣。庇護(hù)層的厚度應(yīng)參照大路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范（JTG/TB

8、07-012022）執(zhí)行。 1.7 伸縮縫 伸縮縫是橋面的重要組成部分，直接影響著橋梁的伸縮性、舒服性。因?yàn)閷?duì)主梁收縮徐變考慮不足，常常消失的問題是型號(hào)抉擇不當(dāng)，導(dǎo)致梁端或在最高溫度時(shí)擠壓損壞，或在最低溫度時(shí)拉壞梁體。因此在設(shè)計(jì)中務(wù)必控制每聯(lián)長度，按照不同地區(qū)的氣溫條件合理舉行選用，不行千篇一律，并且伸縮量應(yīng)適當(dāng)有所富余。 伸縮縫主要承受車輛的反復(fù)沖擊作用，屬于易損構(gòu)件。對(duì)于槽口混凝土應(yīng)采用鋼纖維混凝土以抵擋疲憊損壞。對(duì)于伸縮縫鋼板，建議采用進(jìn)口伸縮縫，其力學(xué)性能質(zhì)量和耐久性均顯然比國產(chǎn)伸縮縫要好，常見的有毛勒伸縮縫。 伸縮縫在保證梁體縱向伸縮的同時(shí)，也應(yīng)重視防水設(shè)計(jì)。在許多設(shè)計(jì)中，采用直線式

9、伸縮縫，這樣做當(dāng)然設(shè)計(jì)比較便利，但在橋梁兩端的護(hù)欄處成為主要的漏水區(qū)域。因此，建議選用橫向兩端有翹頭的伸縮縫，使得囫圇伸縮縫形成一個(gè)閉合良好的U型槽，可以有效避開橋面積水沿伸縮縫這個(gè)排水薄弱環(huán)節(jié)下泄到分聯(lián)梁端及分聯(lián)墩蓋梁上。 1.8板式橡膠支座 板式橡膠支座也是易損構(gòu)件，通常使用壽命惟獨(dú)1020年左右，然后就需要舉行更換。在以往的設(shè)計(jì)中對(duì)于更換支座的操作空間考慮不足，墊石和支座總厚度惟獨(dú)十幾厘米甚至更小，更換時(shí)非常困難甚至無法更換，而破損的支座轉(zhuǎn)變了其他支座的受力分配，還轉(zhuǎn)變了下部結(jié)構(gòu)的剛度引起墩頂水平力的重分配，帶來了下部結(jié)構(gòu)的平安隱患。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)將墊石支座總厚度至少控制在30cm以上

10、，以保證支座的順當(dāng)更換。 支座還常常消失脫空的問題，導(dǎo)致支座分力不均，受力大的支座早期損壞，進(jìn)而使得主梁所受支反力分布不均，主梁局部應(yīng)力增大，進(jìn)而引起局部損壞。從設(shè)計(jì)角度看，支座脫空的問題主要是兩方面的緣由，一是四角墊塊高度計(jì)算錯(cuò)誤，墊石頂面不平；二是設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，每片主梁兩端對(duì)應(yīng)的墊塊和墊石的四角高度均各不相同，這種設(shè)計(jì)理論上當(dāng)然可行，但在實(shí)際實(shí)施中大大增強(qiáng)了施工的難度，施工時(shí)很簡單出錯(cuò)，終于導(dǎo)致支座脫空現(xiàn)象的消失。建議在超高緩和段落橋梁設(shè)計(jì)中，在超高橫坡不是很大的狀況下，梁底橫坡盡量采用平坡，梁頂橫坡不足部分通過各梁現(xiàn)澆部分舉行調(diào)節(jié)，簡化墊塊墊石的施工設(shè)置難度，保證支座在運(yùn)營中能夠處于正常

11、受力狀態(tài)。 2.下部結(jié)構(gòu)的細(xì)部設(shè)計(jì) 2.1分聯(lián)墩蓋梁 分聯(lián)墩處因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)設(shè)置伸縮縫，橋面水常常通過伸縮縫薄弱環(huán)節(jié)泄漏到分聯(lián)墩蓋梁上，尤其是采用除冰鹽的地區(qū)，分聯(lián)墩蓋梁長期承受著腐蝕性除冰鹽水的腐蝕。因此，分聯(lián)墩蓋梁頂面應(yīng)當(dāng)設(shè)置橫坡以便排走橋面流下的水，并且要在蓋梁庇護(hù)層厚度方面重點(diǎn)考慮防腐蝕要求。另外，為了防止腐蝕性鹽水順墩身流下，避開對(duì)墩身和樁基產(chǎn)生不利的影響，設(shè)計(jì)中可在蓋梁挑檐上設(shè)置滴水槽。 2.2樁頂 橋梁樁基平安直接確定著橋梁的整體平安，是橋梁設(shè)計(jì)的重中之重。樁基頂部與承臺(tái)或墩身相連，受截面突變的影響，屬于應(yīng)力集中的部位。橋梁樁頂一般設(shè)計(jì)于地面線附近，受地面水、地下水、橋面排下的含除

12、冰鹽的冰水、地面土（尤其像鹽漬土、土中有機(jī)質(zhì)）等因素中的一種或幾種的影響，常常處于干濕交替和腐蝕性環(huán)境，對(duì)于樁基頂部的鋼筋混凝土耐久性產(chǎn)生較大的不利作用。因此，樁基尤其是樁頂?shù)脑O(shè)計(jì)中務(wù)必要按照樁頂處的水位狀況、土質(zhì)狀況合理判定環(huán)境等級(jí)，抉擇相應(yīng)的耐久性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，終于決定庇護(hù)層厚度。 3.橋梁施工工藝的細(xì)部設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中，因?yàn)閷?duì)橋梁的施工工藝不夠重視，許多施工重點(diǎn)未被提及、或強(qiáng)調(diào)的不到位。其實(shí)許多細(xì)部設(shè)計(jì)正是通過施工工藝說明來體現(xiàn)的，在設(shè)計(jì)中一定要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，以便引起業(yè)主、監(jiān)理和施工單位足夠的重視，終于才干仔細(xì)落實(shí)到施工當(dāng)中。 在混凝土材料方面，對(duì)于耐久性影響較大的主要有混凝土的最低強(qiáng)度等級(jí)、水灰比、最小水泥用量、最大氯離子含量、最大堿含量等，需要在橋梁說明中按照環(huán)境作用等級(jí)做出量化的要求，便于施工操作。 在施工工藝方面，重點(diǎn)要對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)最短工期、混凝土的振搗方式、混凝土庇護(hù)層厚度控制等提出要求和做出限制，以保證混凝土的澆筑質(zhì)量。 另外，橋梁設(shè)計(jì)也要建立便于施工、使施工通過努力達(dá)到設(shè)計(jì)要求的新理念，不行一味求大、求新、求異，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了實(shí)際施工能力和閱歷，反而使施工質(zhì)量顯然下降。 4.小結(jié) 通過前面各部分的推薦，我們對(duì)于常規(guī)設(shè)計(jì)中一些簡單被忽略而又影響結(jié)構(gòu)平安的