桥梁结构设计中的耐久性设计 王永超
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桥梁结构耐久性及抗震性设计的探究摘要:桥梁结构的耐久性和抗震性设计研究已经成为桥梁结构设计中的一个主要方面,可以加强桥梁建设的科学性和合理性、提高桥梁使用的安全性、延长桥梁的使用时间以及增加桥梁的负载能力。
本文阐述了桥梁结构可靠性设计的重要性,对桥梁结构的耐久性设计以及桥梁结构的抗震性设计进行了研究分析。
关键词:桥梁结构;可靠性设计;重要性;耐久性;抗震性;设计随着桥梁建设事业的不断发展,桥梁结构的可靠性性能研究也越来越被重视,在桥梁结构的设计工作中,设计人员比较关注的焦点问题就是桥梁结构的耐久性和抗震性设计。
1 桥梁结构可靠性设计的重要性桥梁结构的可靠性主要包括桥梁的耐久性、安全性以及实用性,桥梁结构可靠性设计的主要目标是在已经知道桥梁结构承受外在负载的前提条件下,依据相关的可靠性指标,选择桥梁结构的各个几何参数,对桥梁结构进行详细的设计研究,从而使得设计完成的桥梁结构能够在预先规定的条件和时间内,其可靠度不低于给定的可靠性参数。
目前,在我国的桥梁结构设计过程中还存在着很多的问题,比如重视桥梁结构的强度而轻视耐久性以及重视桥梁结构的建造而轻视养护和检测,从而使得桥梁结构在安全性以及使用寿命方面都存在着一定的缺陷和隐患。
最近几年来,由于部分桥梁结构出现了变形、开裂等部件损坏情况以及地震等自然灾害的产生,在我国已经发生了多次桥梁坍塌的事件,从而严重影响到了人们的人身安全和财产安全。
因此,为了保证桥梁的安全使用以及延长桥梁的使用期限,就必须从设计中就重视桥梁的安全性和耐久性研究,在考虑桥梁结构的负载能力以及使用性能的基础上,减少桥梁可能产生的病害,并对各种可能的自然灾害做好预防设计,从而保证桥梁使用的安全性。
2 桥梁结构的耐久性设计要保证桥梁结构的安全长久使用,就必须从质量、管理、养护以及加固和修复这四个方面来对桥梁结构进行建设。
我国桥梁结构耐久性不足所产生的后果主要包括有:一是混凝土的开裂、侵蚀、渗透、磨损以及破碎等;二是钢筋的疲劳、脆化以及锈蚀等;三是混凝土与钢筋之间粘接部分的锚固作用削弱以及注浆不密实等。
桥梁设计的耐久性分析摘要:如何更好地避免桥梁质量事故的继续发生,一直是桥梁工作者关注的重点,其中,采取必要的、有效的措施保证桥梁安全性、耐久性符合规范、设计的要求,是避免或减少桥梁坍塌等质量事故发生的重要举措。
本文对桥梁设计的耐久性进行了探讨。
关键词:桥梁设计耐久性原因改进方向Abstract: how better to avoid quality accident happened the bridge, is always the focus of concern bridge officials, among them and take the necessary measures to ensure the bridge, the effective safety, durability conformance to specifications, design requirements, is to avoid or reduce the bridge collapse accident and the quality of the important action. In this paper, the design of the durability of the bridge are discussed in this paper.Keywords: bridge durability design reason improving direction所谓耐久性,有两种理解,一是理论耐久性,二是实际耐久性。
理论耐久性按《公路工程混凝土结构防腐技术规范》解释是指“结构在预期作用和预定的维护条件,能在规定期限内维持其设计性能要求的能力” ;实际耐久性是指结构对气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何破坏过程的抵抗能力一般来讲,在正常设计(满足强度、刚度、稳定性和使用功能等要求)正常施工(严格依照规范和设计进行)正常使用(规定荷载等)和正常养护(不使用化冰盐)的条件下,桥梁理论耐久性是有保障的然而暴露在野外环境的桥梁,受到各种水侵腐蚀、冻融破坏、正常和非正常荷载的作用,加之设计、施工的不当,其生存时间很难同我们想象的设计寿命挂钩,其实际耐久性远远小于理论耐久性。
钢结构桥梁的耐久性设计与材料选择一、引言:钢结构桥梁因其优良的机械性能、高强度、轻质化和耐久性而被广泛应用于现代交通建设。
然而,随着桥梁使用寿命的延长和交通负荷的日益增大,桥梁的耐久性设计和材料选择对于保障桥梁的安全和可靠运行变得尤为重要。
二、桥梁的耐久性设计:1. 耐久性设计的概念和意义:耐久性指的是材料和结构在使用环境下长期承受的各种力学、化学和物理影响的能力。
对于钢结构桥梁而言,耐久性设计的核心是确保桥梁在设计寿命内(通常为50年或更长)不发生超限荷载、断裂或失效的情况。
2. 耐久性设计的基本原则:(1)合理的荷载设计:根据桥梁所处位置和运输需求,合理确定桥梁的设计荷载。
同时考虑气候、地震、风载等因素对桥梁的影响,进行综合考虑。
(2)合理的结构设计:通过合理的结构配置和几何形式设计,使得桥梁能够承受预期荷载并保持平衡。
考虑桥梁的刚度、变形和稳定性等方面的设计要求。
(3)适当的材料选择:选择高强度、耐腐蚀和耐久性良好的材料,以确保桥梁在使用寿命内能够保持稳定性和可靠性。
3. 钢结构桥梁的耐久性设计方法:(1)使用寿命设计:通过对桥梁使用寿命进行评估和预测,确定合理的检修和维护计划,以延长桥梁的使用寿命和保持功能完整性。
(2)材料寿命设计:通过对材料的耐久性和寿命进行评估,选择合适的材料。
例如,选用耐腐蚀性能好的钢材,采取防腐措施等。
(3)耐久性监测:对桥梁的结构和材料进行定期监测,通过实时监测和数据分析,及时发现和解决潜在的问题,以确保桥梁的耐久性。
三、钢结构桥梁材料选择:1. 高强度结构钢:高强度结构钢具有优异的抗拉强度和承载能力,能够减少桥梁自重,提高桥梁的承载能力和整体性能。
常用的高强度结构钢包括Q345、Q390、Q420等牌号,其抗拉强度能够达到500MPa以上。
2. 耐蚀钢:钢结构桥梁常处于潮湿、高盐度以及大气污染等环境下,容易出现腐蚀问题。
因此,钢结构桥梁材料的选择要考虑到耐蚀性能。
混凝土桥梁结构耐久性设计摘要:在桥梁工程建设中,研究混凝土结构耐久性对保证混凝土结构在设计使用年限内的安全和正常使用具有重要的意义。
文章针对我国桥梁工程中混凝土结构耐久性的影响因素展开分析,探讨提高我国桥梁工程混凝土结构耐久性的设计要点。
关键词:混凝土桥梁结构;耐久性;设计前言:桥梁在长期运营过程中会受到来自周围环境各种因素的影响,而混凝土抵抗这些因素作用而保持正常使用功效的能力就称为混凝土结构的耐久性,该性能也是衡量结构使用寿命的一个重要指标。
由于交通量的快速增长、荷载的增大、混凝土自身的特点和材料的老化,以及在设计和施工及其他各方面的局限等,使桥梁在运营了若干年后,病害、缺陷逐渐显现,有的已危及到结构安全性。
现行公路工程设计规范对于混凝土结构,主要考虑的是结构承载能力,而较少考虑环境作用引起的材料性能劣化对结构耐久性带来的影响,导致设计、施工对混凝土耐久性重视不足,不仅会增加使用过程中的修理费用,影响工程的正常使用,而且会过早结束结构的使用年限,造成严重的资源浪费。
因此,在混凝土桥梁结构设计时,应当重视这些问题,优化设计关键技术,以期延长桥梁的使用寿命。
1、混凝土耐久性设计内容混凝土结构耐久性设计的内容主要包括两方面,一是混凝土材料的选用;二是对结构构件的细部优化和裂缝宽度限制。
在材料选用方面,应当根据桥梁所处的环境类别、环境作用等级和结构的设计基准期,采用相应适宜的材料,同时还需兼顾工程造价、节能环保等方面的因素。
对结构细部的优化包括构件的防水、排水和防腐蚀,其中涉及桥面铺装、防水层、主梁、伸缩缝以及下部盖梁、墩柱等部位。
在这些优化设计中,设计方案要严谨科学,否则会导致桥体受到水和化学物质的侵蚀从而影响其整体安全性和耐久性,安全是一切工程展开的基础和核心,只有科学合理的设计才能保证工程建设的质量。
我国现行规范里面对于混凝土耐久性的设计,仅仅是考虑了常见的环境因素对砼结构的影响及作用,没有涉及结构受力情况下,对于混凝土耐久性的影响及作用,如疲劳荷载、振动的反复作用,磨损对砼保护层的损害,连续结构在墩顶负弯矩处,桥面铺装的不利受力等等情况,均未做出指导性规定。
桥梁耐久性设计的关键问题引言桥梁作为交通建设中的重要组成部分,承载着车辆和行人的重要通道功能。
然而,由于受到自然环境和交通负荷等因素的影响,桥梁的耐久性成为设计过程中需要重视的关键问题。
本文将讨论桥梁耐久性设计的关键问题,并提出相应的解决方法。
桥梁耐久性的定义桥梁耐久性是指桥梁在设计寿命内能够承受所有工作荷载和环境作用而不发生破坏或失效的能力。
耐久性设计旨在延长桥梁的使用寿命,减少维修和更换的成本,并确保桥梁在使用期间能够安全可靠地运行。
桥梁耐久性设计的关键问题1. 材料选择与使用在桥梁耐久性设计中,材料的选择与使用是至关重要的一环。
合理的材料选择可以提高桥梁的抗压强度、耐腐蚀性和耐久性。
常见的桥梁材料包括钢、混凝土和木材等,设计时需要根据实际情况选择最适合的材料,并进行适当的防腐蚀措施。
2. 结构设计与施工合理的结构设计与施工过程对于桥梁的耐久性至关重要。
桥梁的结构设计需要考虑各种工况下的荷载作用,以及对桥梁结构造成损害的因素。
同时,施工过程中的质量控制和施工工艺也会对桥梁的耐久性产生影响,需要严格按照相关标准和规范进行施工。
3. 桥梁维护与检测桥梁维护与检测是保证桥梁耐久性的重要手段。
定期的桥梁维护工作可以及时发现和修复桥梁结构中的破损和缺陷,并采取相应的措施进行修复。
同时,定期的检测工作可以评估桥梁结构的完整性和安全性,及时发现潜在问题并预防事故的发生。
4. 环境因素的考虑桥梁的耐久性设计需要考虑各种环境因素对桥梁结构的影响。
例如,气候和气象条件、湿度、盐分和化学物质等因素都可能对桥梁的材料和结构造成损害。
因此,在设计过程中需要充分考虑这些环境因素,并在结构和材料方面进行相应的防护设计。
解决方法为了解决桥梁耐久性设计的关键问题,以下方法可以被采用:1.加强桥梁设计与结构的研究,并根据不同情况选择合适的材料和适当的结构形式。
2.增强结构的抗腐蚀能力,使用防腐涂层或合金材料来减少腐蚀的影响。
3.建立桥梁的定期维护计划,及时发现和修复桥梁结构中的破损和缺陷。
混凝土结构桥梁的耐久性设计随着城乡建设的不断发展,城市桥梁和公路桥梁的负荷越来越重,造成混凝土结构桥梁的不同程度的损坏;在设计和施工过程中不注重细部结构的设计也是造成桥梁耐久性的一个很重要的因素,这些问题的存在严重影响了桥梁的使用寿命,因而从多方面对混凝土结构的耐久性设计的分析和研究是非常必要的。
1 混凝土结构耐久性不足的主要原因1.1 工程设计的耐久性标准低结构设计规范主要考虑荷载作用下的结构安全性,环境作用下的耐久性设计处于次要的地位,有很多指标都是定性的规定,在一些细部构造设计方面存在一定的漏洞。
规范中没有设计寿命和耐久性设计的明确要求。
规范在耐久性设计方面不能随着今年来水泥的性能、施工条件、环境条件的巨大转变而与时俱进。
1.2 工程施工过程中片面的追求施工进度由于混凝土强度等级的提高和施工进度的加快,实际耐久性质量大幅度下降。
在一些桥梁的混凝土施工中添加的早强剂,使其内部结构和后期强度发展不良,易开裂,耐久性降低。
养护不良使表层混凝土的抗渗性成倍降低,使钢筋开始锈蚀的年限成倍缩小。
1.3 在桥梁运营过程中缺少正常的检测和维修结构耐久性需要有正确使用和正常检测与维修相配合。
重新建、轻维修是桥梁建设管理工作中重大缺陷,对于基础设施工程,应在设计中进行结构全寿命经济分析与评价,只有适当加大初始投资费用,强化结构耐久性,才是经济有效的途径。
2 混凝土结构耐久性设计的主要内容2.1 混凝土材料的选择混凝土应选用低水化热、低C3A 含量、偏低含碱量的水泥。
混凝土的骨料宜选用坚固耐久的洁净骨料,重视粗骨料级配及粒形,可以将适量引起作为常规手段,宜采用偏低的用水量并限制单方混凝土中水泥材料低和高用量,尽可能降低水泥材料中的硅酸盐水泥用量。
2.2 上部结构细部设计①桥面铺装。
桥面铺装是桥梁与车辆直接接触的部件,也是桥面排水的第一道防线。
桥面铺装一方面承受着汽车的冲击碾压剪切作用,另一方面又承受着主梁传递的反复应力和挠变,经常出现早期损坏,进而破坏桥面防水系统,终导致主梁受桥面水影响而腐蚀主筋,铺装混凝土逐渐与主梁剥离,削弱了主梁的受力性能,影响了整个结构的安全性和耐久性。
桥梁设计安全耐久性问题及对策桥梁设计的安全以及耐久性是至关重要的问题,如何进行相关问题的对策呢?下面小编就为大家带来了桥梁设计安全耐久性问题及对策,感兴趣的朋友可以看一看哦!【摘要】以桥梁设计与桥梁工程的安全耐久性为分析对象,概述了我国桥梁工程现状,指出桥梁结构安全程度低与耐久性不足两大问题,分析了桥梁设计中存在的常见问题,包含规范性不足、人员专业素质不高、忽略细节问题与设计思路不科学,并从安全性设计、耐久性设计、设计规范与管理制度等方面针对性地提出了问题解决对策,以期提升桥梁工程设计水平,增强工程的安全耐久性。
1引言我国道路交通事业复苏于20世纪70年代,混凝土桥梁工程也开始进入快速发展期,截至目前,这些桥梁已投入正式运行30余年,因外界环境多变、施工技术有限,同时,桥梁使用过程中的养护管理不充分,促使一部分桥梁开始相继出现质量问题,路基路面出现裂缝、桥梁钢筋被过早锈蚀,安全隐患横生,耐久性不足。
另外,近年来迅速攀增的私家车保有量以及超载车辆也给桥梁运行带来了过度压力,导致桥梁构件老化与破损,所以,为大幅度提高桥梁结构的安全性与耐久性,施工人员必须从方案设计做起,优化其安全耐久性设计。
2桥梁工程的现状桥梁结构安全度低根据相关统计数据,我国已经投入使用的全部桥梁中存在安全隐患的桥梁达到约%。
为妥善处理桥梁工程的老化与破损问题,政府逐步强化了钢筋混凝土桥梁工程的检修、维护与加固建设等一系列工作,大幅度提高了投资额度,并为其配备专业人才和高科技机械设备。
然而,这并没有较好地改善桥梁结构安全度低等问题,桥梁的锈蚀、裂缝等情况仍逐步增多,威胁着整体桥梁工程的安全稳定运行[1]。
桥梁结构耐久性不足根据诸多工程案例与具体实践经验,笔者认为,目前限制我国桥梁健康运行的主要问题还有桥梁结构耐久性不足,重点表现在混凝土结构疲劳与老化、混凝土碳化、结构密实性差以及钢筋锈蚀等方面。
(1)混凝土结构疲劳与老化,这是桥梁工程结构极易出现的问题,同时也是难以避免的。
桥梁结构耐久性病害现象与成因一、结构耐久性的内涵在最普遍的意义上,结构的耐久性就是指其维持初始性能(包括安全性、适用性及美观)的能力。
从专业研究及便于量化的角度,结构的耐久性可更具体的定义为:结构在外界环境及其他因素(设计预期的正常荷载,对于突发性灾害事件不应多考虑)共同作用下,在同样(或等效的)的建翊□运营维护总成本(寿命周期总成本)下,在设计使用寿命期内,保持预期的安全性、适用性的能力。
即耐久性的内涵应包括耐久的长寿命及经济地耐久性。
二、桥梁结构耐久性病害现象(一)桥面铺装破坏在车辆(尤其是超载、超限车辆)的长期作用下,尚未达到预期年限的桥面板经常出现凸凹不平或网状开裂等破坏现象。
桥面铺装的过早破坏是世界范围的难题,特别是在气候寒冷需要采用除冰盐消除桥面积雪的国家和地区,因为氯盐侵蚀和冻融破坏的共同作用,桥面铺装寿命短、病害严重的情况非常普遍。
桥面铺装损坏的问题在我国也^常严重,不仅在早期修建的桥梁中大量存在,而且国内近年来修建的几座特大型桥梁(如虎门大桥、厦门海沧大桥、江阴大桥等)在运营不到5年就纷纷出现桥面铺装损坏的问题。
(二)桥头跳车桥梁运营一段时间后,普遍存在台后填土下沉的现象,使桥头蜀瘁成为一种常见的病害。
跳车产生的剧烈冲击和振动降低了行车的舒适性、增加了汽车的故障率,车辆对桥台和结构产生过大的冲击力,又会使跳车现象更加严重,并影响桥梁的耐久性与使用寿命。
(三)混凝土开裂在混凝土桥梁中,梁体开裂是一种影响耐久性的较为普遍的现象。
混凝土裂缝按开裂部位可分为:主梁顶、底板开裂,腹板开裂,齿板开裂,预应力锚头区开裂等。
按成因可分为结构裂缝和非结构裂缝。
结构裂缝是指混凝土所受拉应变超过极限应变而出现的开裂现象,它的宽度可随着荷载的变化而变化。
非结构裂缝一般是指由于变形受到约束而出现的开裂现象。
(四)钢筋锈蚀受力钢筋的锈蚀将导致其有效截面的下降镌蚀后钢筋的体积膨胀又会导致混凝土开裂或表面混凝土成块脱落,从而削弱构件整个截面的面积;随着钢筋锈蚀程度的增大,钢筋与混凝土之间的粘结力减小、共同作用受到损害,从而引起构件承载力下降。
桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计摘要:桥梁是公路、铁路建设领域的重要组成部分,提高桥梁建设品质有助于推动交通运输事业的发展,给社会经济发展提供坚实的基础。
但桥梁所处环境复杂,随着使用时间的延长,桥梁结构易发生老化,严重威胁结构的耐久性,埋下安全隐患。
为此,必须从源头上予以防控,首先需明确桥梁结构耐久性影响因素,再进一步做好优化设计工作,提高桥梁的耐久性。
关键词:桥梁结构;耐久性;影响因素;优化设计1工程概况某桥梁工程项目,全长182km,共设计桥梁103座。
项目所在位置地势变化较大,表现出西北方向地势较高、东南方向地势较低、北部区域地势较高、南部区域地势较低等特点。
地势高差较大会增加桥梁的规划难度。
结合区域内震害频发的特点,需进行桥梁抗震设计,提升桥梁整体结构的安全性。
本文结合桥梁工程的设计需求,从结构安全、耐久形两个方面给出设计方案,保证桥梁项目的整体质量。
2桥梁结构设计中安全性和耐久性的设计要点2.1桥梁整体设计思路该项目所在区域地震发生频率较高,桥梁结构设计位置河谷较深,山谷内弯道数量多、地势高差较大,初期进行桥梁规划设计时,秉承结构安全、项目耐久两个设计原则开展桥梁的整体设计。
该项目应侧重关注桥位的设计方案,考量结构安全性。
结合环境因素形成的限制作用,综合选出安全性较高的位置。
如果桥位地势含不利因素,需及时给出补救措施,消除不利影响。
同时,桥梁结构设计应侧重落实抗震设计工作,积极采取抗震措施,切实增强项目整体的抗震效果。
桥梁孔跨设计需结合桥位周边的环境特点,如地势、河床宽度等,以此保障方案的可行性。
如果桥位周边环境比较复杂、施工难度大,可采用大跨径结构。
2.2安全性设计要点2.2.1支座设计如果桥梁跨度较小、一个方向支座的水平调整量能够满足主梁水平温度形变量的需求,可在两个墩柱中设置相同的支座。
如果是横跨沟谷的简支梁,可结合实际情况,对同联桥墩高度进行统一设计,尽量减少桥墩高度差异。
位置相邻、桥梁高度差异较大的桥梁结构,桥墩容易因为水平地震波的作用而失稳,破坏结构整体的抗震能力。
桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计摘要:在道路规划设计中灵活使用桥梁结构,可以更好地适应不同的施工环境,特别是某些主要跨界河流,这些河流必须通过建造连续桥梁连接海峡两岸。
在桥梁设计中,安全和可持续性及其使用寿命与道路运营之间有着非常密切的联系,需要引起设计者的注意,同时平衡施工质量和成本,并优化道路桥梁的施工水平。
关键词:公路桥梁;设计安全;耐久性引言安全和可持续性一直是桥梁工程结构设计的关键要素,随着我国运输业的快速发展,安全和可持续性也面临着更高的要求。
在设计桥梁时,往往强调构件的强度或刚性,考虑的深度不够,影响到桥梁结构的安全性和可持续性,并影响到工程的寿命。
1重视公路桥梁设计安全耐久性的重要意义公路桥梁的应用需要对安全性和耐久性提出更高的要求:处理不同类型拥挤车辆的能力是必不可少的。
地下水系统和河流冲向载体建设;符合道路建设标准。
公路桥梁应用时,整体结构和内部构件都承受着越来越大的实际负荷,结构稳定性随着环境和使用寿命的推移而老化,超过桥梁结构的极限时会导致裂缝。
这不仅影响桥面自身的寿命,而且对驾驶车辆构成更大的安全威胁。
更好地识别道路桥梁设计优化中与风、压力等相关的荷载参数,以便提前识别桥梁使用中的潜在风险。
2桥梁结构耐久性的影响因素2.1预应力不足在设计桥梁时,预应力部件必须具有足够的电压储备。
在混凝土桥梁基础构件的质量,弯曲应力和管壁摩擦时的应力偏差,设计阶段精度控制的偏差等问题下,预应力可以减小或加剧。
对于电压不足的问题,桥梁结构设计必须结合各种实际情况,并采用科学合理的算法进行计算。
对预应力设计的影响应在设计时充分考虑,例如在连接点位移,渠道壁摩擦系数,安装时管道的偏差系数,项目位置的温度和湿度参数等方面,在施工阶段还按批号检测入口钢丝绳,进行弹性模量试验,并在预应力和弯曲时需要智能设备。
在桥梁建设项目的施工中,重要的是按照标准进行施工,以最大限度地减少预应力损失,提高桥梁施工的整体安全性。
桥梁安全耐久性和全寿命设计研究概况引言桥梁作为交通基础设施的重要组成部分,对于确保交通运输的安全和有效性至关重要。
然而,由于桥梁使用条件的影响,如负荷、环境因素和年久失修等,桥梁的安全性和耐久性问题已成为一个持续关注的话题。
为了提高桥梁的安全性、延长寿命并降低维护成本,研究人员和工程师们一直在努力寻找解决方案。
本文将概括介绍桥梁安全耐久性和全寿命设计的研究现状和主要内容,并探讨其在桥梁设计和维护中的应用。
桥梁安全耐久性研究桥梁安全耐久性研究致力于在桥梁建设和使用过程中对各种因素进行评估和预测,以确保桥梁在使用寿命内保持结构安全性和功能性。
这些因素包括荷载、环境、材料和结构状况等。
荷载因素桥梁在使用过程中承受各种静态和动态荷载,如车流、行人、风荷载等。
荷载因素研究的目的是评估荷载对桥梁结构和材料的影响,并制定相应的设计准则和荷载标准,以确保桥梁的安全性。
环境因素环境因素,如气候、盐雾、酸雨等,对桥梁结构和材料的耐久性具有重要影响。
研究人员通过测量和模拟环境因素对桥梁的影响,以改善材料的耐久性和结构的防护性能。
材料性能桥梁材料的性能直接影响桥梁的安全性和耐久性。
研究人员通过实验和模拟分析,评估不同材料在不同工况下的性能表现,以指导桥梁材料的选择和使用。
结构状况监测结构状况监测是桥梁安全耐久性研究的关键环节。
通过使用传感器网络和监测设备,对桥梁的结构状况进行实时监测和评估,以检测潜在的结构问题并及时采取维修措施。
桥梁全寿命设计研究在传统桥梁设计中,通常只考虑使用阶段的安全性和功能性。
然而,随着桥梁年限的增长和维护成本的提高,研究人员开始将桥梁设计延伸到全寿命的概念上,即在设计阶段就考虑到整个桥梁寿命周期内的维护和更新需求。
桥梁全寿命设计研究的主要内容包括以下几个方面:寿命周期成本分析桥梁的维护和更新成本是一个关键的考虑因素。
研究人员利用寿命周期成本分析方法,考虑到桥梁设计、建设、运营和维护阶段的各种成本,以优化设计方案并降低维护成本。
桥梁设计中耐久性问题分析摘要:桥梁的耐久性问题对桥梁的安全运行影响很大。
我国桥梁绝大部分属于混凝土桥梁,混凝土的耐久性是桥梁耐久性问题基础。
本文分析了影响混凝土桥梁耐久性问题的几种因素,并对当前常规的桥梁结构设计进行分析,提出了考虑桥梁耐久性问题的分析方法。
该设计方法可为相关桥梁耐久性设计提供参考。
关键词:桥梁;混凝土;耐久性;设计1. 概述桥梁是我国交通运输当中重要的一环,桥梁的安全与否关系到社会经济和生活的稳定。
改革开放以来,我国桥梁建设突飞猛进,梁式桥、悬索桥、拱桥、斜拉桥等设计施工都达到了国际先进水平。
与发达国家相比,我国桥梁设计和施工水平相差无几,然而我国对于桥梁管理,检测和养护水平还远落后于发达国家。
不少桥梁因为管理和养护水平不到位导致事故频发,桥梁的安全性和耐久性问题已经引起社会的广泛的关注。
目前,在我国桥梁中,混凝土桥梁占了绝大部分,混凝土作为桥梁的最外层直接承受荷载和雨水侵蚀,其耐久性是桥梁耐久性的基础和重要方面。
2. 影响桥梁耐久性因素桥梁耐久性指的是桥梁在自然环境、使用环境以及材料内部作用下载设计的使用期内,无须加固处理而能保持器安全、使用功能和外观要求的能力。
影响桥梁耐久性的因素很多,其主要影响因素有以下几点。
2.1 桥梁上混凝土的碳化碳化是混凝土劣化中比较常见的一种化学腐蚀。
在浇筑混凝土桥梁时,混凝土的碳化对桥梁耐久性影响很大。
影响混凝土桥梁碳化的因素很多。
第一主要是使用的水泥种类,水泥的用量,骨料的级配和外加剂;第二是外部环境的影响,诸如温度、湿度以及外加剂的影响;第三是桥梁施工过程中对于混凝土的搅拌时间、养护和振捣等。
避免混凝土桥梁的碳化可以采用以下措施:(1)选用与周围环境相适合的水泥品种;(2)选用抗酸性强的骨料;(3)合适的配合比和外加剂保证混凝土的密实性。
2.2 钢筋的锈蚀在混凝土桥梁施工过程中,钢筋的锈蚀也是影响混凝土桥梁耐久性的重要原因。
试验研究表明:钢筋的锈蚀对桥梁结构的破坏分为三个阶段。
桥梁结构设计中的耐久性设计王永超
发表时间:2018-04-02T16:23:41.447Z 来源:《基层建设》2017年第36期作者:王永超
[导读] 摘要:桥梁结构设计中耐久性问题一直以来是桥梁设计人员研究的重点问题,在桥梁设计过程中,采用哪种方式提升桥梁耐久性是非常重要的,结合作者实际,从桥梁安全性耐久性存在的问题以及提高桥梁结构耐久性设计的主要措施进行了分析,希望在分析过后能够给广大设计人员提供一些参考。
唐山市交通勘察设计院有限公司河北唐山 063000
摘要:桥梁结构设计中耐久性问题一直以来是桥梁设计人员研究的重点问题,在桥梁设计过程中,采用哪种方式提升桥梁耐久性是非常重要的,结合作者实际,从桥梁安全性耐久性存在的问题以及提高桥梁结构耐久性设计的主要措施进行了分析,希望在分析过后能够给广大设计人员提供一些参考。
关键词:桥梁;结构设计;耐久性
随着现代经济发展,桥梁建筑有了很大的发展空间,在施工过程中,使用建筑材料问题上,要重视混凝土以及桥梁结构的耐久性,两者在建筑过程中起到重要作用,减少施工问题发生的可能性。
在设计前,要掌握各个结构的承载力、根据材料使用过程进行设计。
在使用混凝土前,要对各个施工结构的承载力进行控制,根据基本原则进行设计。
1影响桥梁安全性与耐久性的因素分析
1.1环境影响不容忽视
现代建设桥梁过程中,其的施工过程以及施工环境问题与设计内容仍然存在着一定的距离,施工人员必须要重视环境影响问题。
混凝土实际施工的抗拉强度只是设计抗拉强度的10%,早期水化热现象以及干缩现象都有较大变化,环境的温度以及湿度在加上日晒雨淋不断的冲击荷载力,导致混凝土的总体结构出现裂缝现象,出现裂缝后,遭到水分子以及氯离子进入到其中,使钢筋面层不断出现纯化现象,直至腐蚀,导致钢筋表面和混凝土之间的胶结力达不到化学标准,钢筋与混凝土在后期施工中无法顺利完成作业。
混凝土结构的耐久性遭到破坏的主要原因是因为其构件的强度以及刚度都达不到标准。
1.2 施工和管理水平低
目前,大多数桥梁的安全性以及耐久性都达不到设计标准,其主要原因是因为在施工过程中,施工人员没能按照设计要求进行作业,在管理问题上也存在着很多问题。
大部分桥梁的施工质量与规范要求以及设计要求存在着一定的差距,施工材料的强度以及施工技术都达不到规范标准,导致桥梁在短期使用中就出现破坏以及倒塌现象;另外,部分桥梁在施工过程中,管理人员没能做好管理工作,导致偷工减料现象发生,对桥梁的安全问题带来很大影响。
1.3设计理论和结构构造体系不够完善
设计过程中,在桥梁的施工过程以及使用过程的安全问题上设计不够全面。
在设计桥梁结构时,应当根据合理的结构方案进行设计,做好整个桥梁结构的分析工作,设计出构件连接过程,并按照规范要求,掌握桥梁的安全系数以及指标,确保整个施工结构达到安全性。
在设计过程中,设计人员不能单只按照规范要求满足结构强度的安全度,应当根据结构的体系以及构造和使用材料、维护和耐久性等问题进行设计,总结出设计过程以及施工过程和使用过程出现的问题,在根据总结出的结果进行改进,加强桥梁稳定性的同时不断提升桥梁结构的安全性。
此外,在施工过程中,个别结构的整体性以及延性达不到标准,导致冗余性小;设计的计算图式与实际受力路线不相符,导致局部的受力超出设计标准;混凝土的强度以及保护层的厚度与钢筋直径和构件戴面都达不到设计要求;导致桥梁结构的耐久性达不到预算要求,无法确保桥梁结构的安全性。
大部分桥梁结构达到设计规范要求强度的情况下,无法确保桥梁的耐久性,在使用时间上,达不到预算标准,导致结构的安全问题得不到保障。
因此,在设计过程中,设计人员应当加强重视桥梁的结构以及使用的施工材料,提高桥梁结构的耐久性。
2桥梁结构耐久性设计
2.1要满足接混凝土耐久性指标
要想提高桥梁结构的耐久性,就要确保混凝土的耐久性能够达到标准。
混凝土的耐久性是由混凝土材料决定的,材料中的水灰比例以及水泥的用量和强度等级与混凝土的耐久性有着密切联系。
在设计时,应当围绕《桥规JTG1362》制定的标准进行设计,在施工过程中,根据不同的施工环境制定合理的施工方案,并要自觉遵守设计标准进行作业,控制好水灰比例以及水泥用量、了解强度等级以及大氯离子的含量与碱含量,提升混凝土的耐久性。
2.2 重视钢筋混凝土保护层设计厚度
钢筋的锈蚀程度是由混凝土的碳化决定的。
一般情况下,混凝土的保护层一旦出现碳化,会直接影响到钢筋表层的钝化膜,导致钢筋出现锈蚀现象。
在施工过程中,首先,要注重钢筋混凝土,应当根据标准增加其保护层的厚度,减少钢筋出现锈蚀的可能性,确保混凝土结构的耐久性。
其次,相关管理部门制定钢筋混凝土保护层的厚度范围跟以往实际设计范围不同,两者之间存在着一定的距离。
在设计过程中,根据现场实际施工情况增加混凝土保护层的厚度,确保混凝土结构的耐久性。
2.3 做好构造配筋设计,减少混凝土裂缝出现
混凝土一旦出现裂缝,桥梁整体结构会受到一定的损害,混凝土的结构在遇到日晒雨淋影响后容易出现裂缝现象,出现裂缝后,混凝土的渗透性有所提高,侵蚀速度不断提高,增加侵蚀力度,导致混凝土结构的耐久性达不到标准。
因此,要想提升混凝土结构的耐久性就必须要预防混凝土出现裂缝现象,在施工过程中,必须要按照规范标准进行作业,并掌握实际施工情况围绕混凝土结构制定合理的施工方案,对混凝土施工过程做好监督工作,减少在使用中出来多数裂缝的可能性。
2.4提高后张法预应力钢筋管道压浆质量
根据了解《混凝土结构耐久性设计与施工指南》具体内容得知,在设计钢筋耐久性过程中,必须要重视预应力钢筋的锈蚀程度,在没有任何提示的情况下,其会直接影响到钢筋的整体结构,应根据实际情况制定合理的施工防护措施。
对混凝土结构出现预应力氯盐侵蚀程度以及筋和锚具与连接器等钢材做好防护工作,可以运用环氧或锌对钢材进行涂抹,根据施工进度往密封性能方向制定合理的预应力体系,在施工过程中,不允许出现金属螺旋管,应当运用具有密封性能的塑料波形管进行作业,另外,在施工前,管理人员要对管道灌浆材
料以及灌浆方法进行测试,测试结果符合标准后方可进行投入使用,减少出现浆体硬化产生气孔的可能性,在灌浆过程中,应当利用真空灌进行作业,在需要的情况下,方便在灌浆材料过程中加入阻绣剂。
2.5 加强桥面铺装层的防水设计
在设计过程中,设计人员要重视桥面铺装层的防水设计,渗水的排除问题以及防渗漏现象会直接影响到桥梁的耐久性。
不管是在设计过程或者施工过程都要注重桥面铺装防水层的作业步骤,其在防护桥面过程起到重要作用。
对桥面铺装层进行施工时,在选择混凝土上,必须要选取密实性高且等级不能小于C30的混凝土进行作业,其的内层可以设计钢筋网,减少混凝土出现开裂的可能性。
在进行防水设计时,可以运用复合纤维混凝土与水泥基渗透结晶材料同时倒入混凝土中进行搅拌,提高桥面铺装层的防水效果。
在设计桥面铺装层顶面时,要根据实际情况对其的顶面设计防水层,要重视连续梁的负弯钜段位置,设计好防水层,必须要做好防水工作。
另外,在设计泄水管时,设计人员要掌握施工现场周边环境,了解周围构造特点,对伸缩缝的地方做好排水设计工作,减少水分通过伸缩缝流入梁内的可能性。
近几年,随着高速公路不断发展,大部分防水设计通常采用FYT-1以及M1500型的防水方式进行作业。
3结语
如今,随着现代经济发展,我国出现越来越多大规模的建设桥梁,在桥梁建设过程中,要重视混凝土结构的耐久性,其在持续发展战略以及节约能源和节约资源与保护环境中起到重要作用,使我国建设桥梁有更大的发展空间。
参考文献:
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[2]彭栋木,章友俊.新桥梁规范下的桥梁结构耐久性设计[J].市政技术.2016(05)
[3]吴海军,陈艾荣. 桥梁结构耐久性设计方法研究[J].中国公路学报.2014(03)
作者简介:姓名:王永超、男、1984年2月22日,学士、目前为工程师,从事道路与桥梁设计主研方向:道路路与桥梁籍贯:河北香河。