下载文档原格式
桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计发布时间：2022-10-09T06:27:43.688Z 来源：《城镇建设》2022年第10期5月作者：杨晨，陈陆军[导读] 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杨晨，陈陆军中冶天工集团有限公司，天津市 300000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。
桥梁耐久性的影响因素及控制措施混凝土是一种耐久性能良好的建筑材料，因而忽视了桥梁结构耐久性问题，造成了桥梁结构耐久性研究的相对滞后。
因此，钢筋混凝土结构耐久性问题是一个十分重要也是迫切需要加以解决的问题，通过开展对钢筋混凝土结构耐久性的研究，一方面能对已有的建筑结构物进行科学的耐久性评定和剩余寿命预测，以选择对其正确的处理方法；另一方面可对新建项目进行耐久性设计，揭示影响结构寿命的内部与外部因素，从而提高工程的设计水平和施工质量。
因此，它既有服务于服役结构的现实意义，又有指导待建结构进行耐久性设计的理论意义，同时，对于丰富和发展钢筋混凝土结构可靠度理论也具有一定的理论价值。
1 桥梁耐久性影响因素1.1 设计上的影响在我国现行钢筋混凝土桥梁结构规范中主要考虑的是荷载作用下结构安全性与适用性的需要，并未能充分考虑结构耐久性要求，而且在具体的条文中也没有充分体现出来。
因此在以往的乃至现在的桥梁结构设计中普遍存在着重强度设计而轻耐久性设计的现象。
如在沿海城市和地区修建的桥梁未能充分考虑水土中盐类侵蚀和大气中的盐雾作用，北方修建的桥梁没有考虑可能遭受的除冰盐外的侵蚀。
京津地区的城市立交桥由于冬天撒冰盐及冰冻作用，使用十几年后就出现问题，需限载、大修或拆除。
跨海大桥浪溅区构件仍旧改用不耐氯盐侵蚀的混凝土和较簿的保护层厚度，公路桥面板的混凝土保护层厚度有的仅为2 cm。
这些做法在国外的通用标准中是不许可的，但并不违反我国规范的规定。
因此可能就导致混凝土桥梁结构在设计的时候就存在了缺陷或者薄弱环节，那么混凝土桥梁结构的耐久性不足就是必然会出现的。
1.2 材料方面的影响1.2.1 碱一骨料反应碱骨料反应是混凝土组成中水泥、外加剂、掺合料或拌和水中的可溶性碱溶于混凝土孔隙中，与骨料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应。
反应生成物碱硅凝胶有吸水膨胀的特性，在有水分存在的条件下，膨胀使混凝土产生内应力，导致混凝土开裂、剥落和膨胀疏松，称为碱骨料反应损伤。
城市桥梁受车辆撞击的问题研究摘要：针对城市桥梁频繁受到车辆撞击，特别是受到撞击概率最高的桥墩。
结合桥墩在桥梁结构中的重要性，桥墩受害会导致桥梁发生毁坏。
本文分析了桥梁受车辆撞击的几个主要的原因，同时在撞击事故无法避免的情况下，应该给桥梁主要受害结构桥墩设置怎样的防撞设施，以及桥墩安全评估参考指标。
关键词：撞击原因；桥墩防撞；防撞设施；安全评估进入21世纪我国国民经济不断增强，人民的生活水平不断提高，物质生活要求越来越来高。
在此背景下全国各大城市都在极力发展市政交通，为了解决人民出行拥堵情况，而修建大量的桥梁已经地铁网络。
但近几年出现大量的城市桥梁受到车辆撞击的交通事故，这其中的原因有很多。
所以对城市桥梁受车辆撞击问题的研究很有意义。
本文旨在通过理论上建立桥梁防撞设置，为桥梁设计和维护提供一定的参考和指导。
1城市桥梁受撞击破坏的主要原因据北京市市政处有关部门统计，北京市近千座桥梁中一半的桥梁被车辆撞击过。
我们根据大数据的分析，可以归纳出以下这种原因。
1.1驾驶人员违规驾驶大量的事故处理结果显示，很多车辆驾驶人员存在侥幸心理，在饮酒后驾驶机动车辆，最终导致车辆撞击桥梁;还有一些司机在路况不熟的情况下，仍快速驾驶车辆，在遇到一些突发情况时避让不及，往往就撞到桥梁护栏或者行驶在桥下时撞击在桥墩上；另外还有一些其他原因也是驾驶人员违规驾驶导致车辆撞击桥墩或护栏，例如夜间驾驶视线不清、疲劳驾驶、车辆机械故障等原因。
1.2桥墩位置设置不合理除了驾驶人员的的违规驾驶外，城市桥梁由于其往往跨越交通线路，每天都有很多的车辆在桥下通过，如果桥墩的设置不合理，就会造成很严重的后果，大量的车辆在通过桥下时都很有可能发生碰撞。
根据新闻报道，某市一座立交桥的桥墩频繁受到车辆的撞击而造成交通事故，本以为是司机的操作的原因，但经过仔细的调研发现立交桥的大部分桥墩设置在花圃或者人行道上，只有三个桥墩立在道路的中间，但就是这三个桥墩频繁受到车辆的撞击，虽然这三个桥墩竖有警示牌和反光标志，显然没有任何作用。
浅析影响桥梁的安全性＼耐久性的因素及解决方法摘要当前我国经济正处于飞速发展阶段,同时也带动我国交通的迅速发展,并取得不错的成就,但由于我国的地形多数以山地和丘陵为主,在公路的建设中,桥梁隧道的建设是在所难免的,所以要设计安全系数高、经久耐用的高速公路,结构设计就显得十分重要。
以影响桥梁的安全性、耐久性的因素进行分析,并提出提高安全性、耐久性的方法。
关键词桥梁结构;影响因素;设计安全随着我国公路建设的规模的不断发展壮大,桥梁工程在公路建设中的比例也越来越大,桥梁工程质量的好坏关键是桥梁结构的强度、刚度、稳定性和耐久性。
然而在公路桥梁建设和使用过程中,除了受到外部坏境的破坏(如:车辆的碾压、超载、风等),还要承受内部因素的影响,内部因素的影响会使其内部结构产生不同程度的损坏和劣化。
因此桥梁的设计是决定桥梁的安全性和耐久性的重要因素。
1桥梁设计安全的构成桥梁的安全性和耐久性是桥梁设计者永远追求不变的宗旨。
所谓安全性是指结构防止破坏倒塌的能力,主要体现在结构构件承载能力和结构的整体牢固性上。
耐久性是指结构抵抗外界环境、有害化学物质侵蚀的能力。
1.1桥梁结构的安全性桥梁结构的安全性主要体现在结构的整体牢固性和构建的承载能力两个方面:1)桥梁结构的整体牢固性是指结构不应出现与其原因不相称的破坏后果,即在桥梁结构出现局部破坏的情况下,避免发生大范围连续破坏倒塌的能力。
结构安全性良好的桥梁,依靠结构具有的优良的延性和必要的冗余度,在对付地震、爆炸等灾害或因人为差错导致的灾难方面,能够发挥较大作用,有效减轻灾害损失。
2)桥梁结构构件承载能力是指桥梁结构具有的承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用的能力。
负荷超载,是对桥梁结构构件承载能力的最大威胁,主要体现在以下两方面:①时间的超负荷或超载,会使桥梁应力幅度加大、损伤加剧,甚至会导致结构破坏事故;②由于超载造成的桥梁内部损伤不能恢复,将使得桥梁在正常荷载下的工作状态发生变化,从而可能危害桥梁的安全性。
交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2018-08-23作者简介：吕振强（1984—），男，河北承德人，工程师，研究方向为桥梁设计。
桥梁结构耐久性的影响因素及优化设计吕振强（承德交通勘察设计院有限公司，河北承德067000）摘要：对桥梁结构耐久性的主要影响因素进行了总结，主要有设计不合理、施工质量标准不高、施工管理制度不完善、超负荷使用等，对此提出了相应的设计优化措施，如对影响结构耐久性的因素进行分析、做好结构耐久性的极限设计、关注疲劳损伤、建立耐久性模型进行分析、修正耐久性计算公式及参数、兼顾结构的整体连续性等，以更好地确保桥梁结构耐久性达到预期的效果。
关键词：桥梁结构；耐久性；影响因素中图分类号：U441文献标识码：B0引言耐久性是桥梁结构使用寿命的重要保障。
桥梁结构的耐久性主要是指在设计年限之内，在外界条件和其他突发情况等的共同作用下，桥梁结构是否能够确保安全稳定。
这是桥梁工程质量的体现，因此桥梁建设企业在建设过程中必须着重思考耐久性设计，确保桥梁能够长久稳定。
1桥梁结构耐久性不高的原因1.1设计不合理桥梁工程的大部分病害都与工程设计和施工有关，特别是设计对桥梁的耐久性影响极大。
部分设计人员存在设计不合理的情况，主要表现为：只按规范进行设计，对于桥梁的建设成本却考虑不周；过多考虑桥梁的外部美观性，对于桥梁结构的耐久性考虑不够充分；只考虑桥梁结构使用年限内的结构稳定性，对于桥梁维护和桥梁以后的改扩建等情况没有考虑；对于桥梁细部结构的施工难度和施工工艺考虑不周，造成施工难度极大。
1.2施工质量标准不高桥梁工程的施工工艺和施工工序对桥梁结构的耐久性也有着最为直接的影响，虽然很多桥梁在施工完以后，质量验收都满足要求，短期内也不会出现质量问题，但是在桥梁使用一段时间后，各种病害会不断出现，从而影响到桥梁结构的耐久性。
最为常见的问题主要有以下几点：①未有效处理施工裂缝；②预应力混凝土结构钢筋出现拉力问题，无法达到预期技术要求，缺乏必要、有效的锚固设备；③没有科学搅拌、浇筑并且实施养护措施；④建筑材料质量不合格；⑤对于施工技术的引入和管理不科学，结构并不符合要求。
Engineering Design | 工程设计 |·215·2020年第12期城市桥梁结构安全性、耐久性的影响因素及设计要点柯春光1，祝 飞2（1.中交第二公路勘察设计研究院有限公司，湖北 武汉 430000，2.中国葛洲坝集团股份有限公司，湖北 武汉 430000）摘 要：文章以某高架桥项目设计为例，通过方案比选明确桥梁上部结构选型，并结合项目地质确定了下部结构桥墩方案，同时，从加强桥梁寿命、疲劳损伤研究、原材料选择、结构构件选型及施工工艺等方面探讨了桥梁工程安全性与耐久性的设计要点，以期为类似工程提供参考。
关键词：桥梁工程；安全性；耐久性中图分类号：U442.5 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）12-0215-02作者简介：柯春光，男，硕士，工程师，研究方向：桥梁设计。
1 工程概况某项目位于孟加拉国达卡市东南部，项目起于吉大港路与N1国道衔接的Chittagong 互通，终点与城市主干道Dit Road 设置Rampura 互通衔接，总长12.491km ，采用城市快速路设计标准，其中8.414km 为城市高架桥段。
2 桥梁结构设计选型该项目高架桥段采用高架桥+桥下两侧辅路的断面形式，桥宽18.6m ，桥下辅路单侧宽9.1m 。
2.1 桥梁上部结构方案比选综合考虑现场施工状况及现有的施工能力，从多个角度入手对常见的桥梁上部结构形式进行分析，具体内容包括如下几个方面：（1）预应力混凝土工字梁。
此结构形式的优势在于施工难度低、构件刚度大、结构整体的稳定性表现较为良好；不足之处在于梁高尺寸偏大，对吊装能力提出较高的要求，必须适配高性能的吊装设备，施工所需成本较多。
（2）预应力混凝土小箱梁。
此结构形式的优势在于抗扭刚度大，结构整体的自稳能力良好，各环节施工作业安全性高，结构成型后具有较高的可观赏性；不足之处在于组合小箱梁施工难度较大，为斜腹板形式且设置了内腔，难以实现高精度的预制作业，且单箱自重较大，必须配套高性能的吊装设备。
桥梁复合材料防撞护舷的结构设计随着交通事故的增多，如何保障道路交通安全成为了重要的议题之一。
交通路段的安全设施是确保道路交通安全的重要组成部分之一，而防撞护舷更是道路安全设施的重要组成部分之一。
传统的防撞护舷主要是由混凝土、钢材、石材等材料制成。
这些材料虽然具有一定的耐久性和承载能力，但是在防撞作用下易发生断裂、变形、腐蚀以及不能进行修补等问题，致使安全性能受到威胁。
为了解决这些问题，桥梁复合材料防撞护舷开始被广泛应用。
桥梁复合材料防撞护舷是由玻璃纤维增强树脂或碳纤维增强树脂等材料制成，具有优异的强度和耐久性。
其特点主要有以下几点：1. 轻质化：桥梁复合材料防撞护舷比传统混凝土、钢材和石材防撞护舷轻，而且容易加工，可以大幅减轻施工难度。
2. 耐久性：桥梁复合材料防撞护舷具有良好的抗氧化、耐腐蚀、耐候性和抗紫外线性能，在大部分外部环境下都可以长时间使用。
3. 强度高：桥梁复合材料防撞护舷具有优异的机械性能和抗冲击性能，可以有效地避免发生车辆冲撞。
4. 方便安装：桥梁复合材料防撞护舷不需要大量的钢筋和混凝土基础，可以简便地适应各种建筑需求。
5. 良好的维修性：桥梁复合材料防撞护舷可以维修，在发生碰撞事故时，可以快速进行修补，不会产生二次污染。
为了设计出更高效、更实用的桥梁复合材料防撞护舷，需要考虑的因素有许多，其中包括：材料选用、结构设计、安装方式等。
材料选用：1. 树脂选择：根据应用环境的特点选择合适服务温度范围和强度要求的环氧树脂或聚酯树脂。
2. 纤维选用：需要选择合适的纤维类型和纤维含量，如碳纤维或玻璃纤维等，以满足设计需求。
3. 合金选用：合金材料选用也需要进行考虑，如铝合金、钛合金等，需要根据不同情况进行判断。
结构设计：针对桥梁防撞护舷的结构设计，需要考虑下列几个方面：1. 设计护舷的尺寸和形状：桥梁防撞护舷的尺寸和形状需要充分考虑路面的宽度和路面车流状况，同时还需要考虑各种事故情况下的强度和刚度。
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。
项目名称：大型桥梁复合材料防撞系统关键技术及应用推荐单位：中国土木工程学会推荐奖种：2015年度国家技术发明奖一等奖项目简介：本项目属于土木建筑工程复合结构科学技术领域。
全球统计资料表明，大型桥梁遭受船舶碰撞事故的发生频率远高于地震、飓风等，往往导致桥毁、船沉、人亡及环境污染等严重后果，经济损失巨大，是威胁大型桥梁和航运安全的重要因素。
2007年“6.15”广东九江大桥船撞事故后，大型桥梁防船撞设计引起了我国桥梁工程界的高度重视。
但目前桥梁防撞系统存在占用航道多、易造成船舶毁损、消减撞击力效能有限、易腐蚀难修复等不足，且各国对船撞力设计标准差别很大，对大型桥梁和航运安全构成重大隐患。
本项目瞄准国际学术前沿，围绕国家重大工程需求，经过10多年的试验研究和技术攻关，发明了格构增强复合材料结构及格构增强复合材料防撞系统，解决了显著提升防撞系统消能能力和保护船舶免遭毁损的技术难题，实现了大型桥梁和航运船舶双保护的重要突破。
取得的创新性成果如下：（1）发明了格构增强复合材料结构。
针对大型桥梁防船撞系统高抗力、高耗能的实际需求，发明了格构增强复合材料结构。
通过静动力试验及数值模拟，摸清了格构增强复合材料结构的基本力学性能和冲击吸能机理，建立了承载力与冲击吸能理论计算公式。
相比传统无格构增强泡沫夹芯结构，格构增强型复合材料结构的承载能力和吸能能力提高15倍以上。
（2）首创了格构增强复合材料防撞系统。
结合格构增强复合材料结构的消能特性和大型桥梁防船舶撞击的工程需求，发明了格构增强复合材料防撞系统，并形成了产品系列化。
基于船-桥和船-防撞系统-桥系列碰撞试验，建立了船桥碰撞动力学分析模型，提出了船-防撞系统-桥碰撞精细化数值模拟方法、船撞力简化计算公式及格构增强复合材料防撞系统设计方法。
与传统防撞系统相比，格构增强复合材料防撞系统具有消能能力强、综合造价低、安装维护方便、耐腐蚀、船-桥双保护等显著优势。
（3）解决了格构增强复合材料防撞系统的工业化成型工艺、耐久性提升及拼装连接技术。
