時間:2012年12月17日 分類:推薦論文 次數:
摘要:隨著我國交通建設事業的迅速發展,對于橋梁耐久性問題應有未雨綢繆的思考,因而對其進行研究和采取相應的措施就應格外予以重視。本文針對橋梁耐久性及其影響因素進行了闡述。
關鍵詞:橋梁;耐久性:措施
Abstract: Along with the rapid development of traffic construction undertaking, for the durability of the bridge should prepare for a rainy day thinking, and study on it and take corresponding measures should be extra careful attention. This article in view of the bridge durability and its influencing factors is discussed in this paper.
Key Words: bridge; durability: measures
中圖分類號:U445 文獻標識碼:A 文章編號:
隨著我國交通建設事業的迅速發展,對于橋梁耐久性問題應有未雨綢繆的思考,因而對其進行研究和采取相應的措施就應格外予以重視。結合工作實際,本文針對橋梁耐久性及其影響因素進行了闡述。
一、橋梁耐久性
關于部頒“公路橋涵設計通用規范”( JTJ021-85)第一章第一節第1.1.2條“……按照適用、經濟、安全和美觀的原則進行設計……”。如從廣義而言,也可以認為以上條文中已包含有“耐久性”的要求內涵,但為了強調“耐久性”的重耍性,故建議今后在修訂規范時,能將“耐久性”的內容列入該條中。
所渭耐久性,有兩種理解, 是理論耐久性,二是實際耐久性。理論耐久性按《公路工程混凝土結構防腐技術規范》解釋是指“結構在預期作用和預定的維護條件,能在規定期限內維持其設計性能要求的能力”;實際耐久性是指結構對氣候作用、化學侵蝕、物理作用或任何破壞過程的抵抗能力。一般來講,在正常設計(滿足強度、剛度、穩定性和使用功能等要求)、正常施工(嚴格依照規范和設計進行)、正常使用(規定荷載等)和正常養護(不使用化冰鹽)的條件下,橋梁理論耐久性是有保障的。然而暴露在野外環境的橋梁,受到各種水侵腐蝕、凍融破壞、正常和非正常荷載的作用,加之設計、施工的不當,其生存時間很難同我們想象的設計壽命掛鉤,其實際耐久性遠遠小于理論耐久性。
二、橋梁耐久性的影響因素
影響橋梁耐久性的因素十分復雜,不考慮洪水、地震、超載及船舶的撞擊,主要取決于以下四方面因素:混凝土材料、鋼材的自身特性;橋梁結構的設計與施工質量;橋梁結構所處的環境;橋梁結構的使用條件與防護措施。
其中混凝土材料、鋼材的自身特性和鋼筋混凝土橋梁的設計與施工質量是決定橋梁耐久性的內因。混凝土是由水泥、水、粗集料和某些外加劑,經過攪拌、澆注、振搗和養護硬化等過程而形成的人工復合材料。混凝土的材料組成,如水灰比、水泥品種和用量、集料的種類與級配等都直接影響橋梁的耐久性。混凝土的缺陷(例如裂縫、氣泡、孔穴等)都會造成水分和侵蝕性物質滲入混凝土內部,與混凝土發生物理化學作用,腐蝕結構的鋼筋,影響橋梁的耐久性。
橋梁所處環境條件和防護措施是影響橋梁耐久性的外因,外界環境對鋼筋混凝土橋梁的破壞是環境因素對混凝土結構物理化學作用的結果。環境因素引起的鋼筋混凝土橋梁損傷或破壞主要有:混凝土炭化、氯離子侵蝕、堿一集料反映、凍融循環破壞、鋼筋腐蝕。
在影響鋼筋混凝土橋梁耐久性的諸多因素中,鋼筋的腐蝕危害最大,當鋼筋腐蝕后其有效截面積會不斷減小,就使得結構的承載能力迅速下降,并不可恢復,嚴重時還會出現鋼筋斷裂。當結構的剩余承載能力低于作用荷載時,橋梁結構就有可能發生破壞。所以由鋼筋腐蝕而引起的橋梁耐久性問題已成為一個非常突出的災害性問題。
l、保護層厚度。關于《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTJ023-85(以下簡稱《公橋規》)中混凝土結構的保護層厚度規定為:板:C≥1.5cm;R.C.梁:C=3 - 5cm.C’≥2.5cm(側面),C”≥1.5(箍筋或防裂筋)。
人所共知,混凝土保護層的主要作用是使梁內鋼筋免遭誘蝕,尤其應注意與周圍環境相聯系,與混凝土的操作工藝相聯系,以保證結構在應有的使用壽命期內,其功能完好。
2、扁波紋管的灌漿問題。目前在高等級公路上廣泛采用先簡支后連續的結構體系,這無論對橋面平整度方面,或是對橋梁抗震性能方面都具有很多優點。但作為后連續的主要力筋采用扁波紋管穿束張拉,對其灌漿后的耐久性方面卻令人憂慮。
3、現澆鋼筋混凝土連續箱梁的負彎矩鋼筋問題。目前我國大量地修建L=16 - 25m的多跨現澆連續R.C.箱梁結構。由于普通鋼筋混凝土結構是一種必然地帶裂縫工作的結構,因而在負彎矩區總會出現負彎矩裂縫,其配筋量設計常由大裂縫寬度的限值進行控制,這顯然在結構的合理性方面隱存有缺陷的。鑒于負彎矩裂縫是一種向上開口的“v”形裂縫,橋面水容易滲入,遭受長期浸蝕后,負彎矩鋼筋的銹蝕問題是應予重視的問題。
4、橋面防水材料。20世紀60年代以后即全面取消了上述防水構造,而改用防水混凝土構造,但鑒于防水混凝土歸屬于剛性防水的范疇,故其實際防水效果如何,是令人擔憂的。近年來由于高速公路蓬勃興起,目前廣泛地采用FYT-I型(屬柔性防水范疇)和M1500型(屬剛性防水范疇)防水構造,但其實際效果如何,尚有待接受時間的考驗。
5、錨頭封堵和孔道灌漿。英、美等國的調查均發現錨頭區有鋼絲銹蝕的問題,甚至發生過橋梁倒塌事故,因而建議張拉結束后應立即用環氧砂漿封堵錨頭防銹。
孔道灌漿的不飽滿問題,1992年曾使英國運輸部頒發了“后張法”禁用的通知(注:1996年又恢復使用,但對懸拼結構仍持不宜采用的態度)。也即灌漿工藝對結構的耐久性方面影響很大,應予重視,特別是采用懸拼結構時,對其接縫的防水處理尤應注意。
6、橋梁養護。我國長期以來一直存在著“養路不養橋”的現象,這既有實際問題(主要是資會問題)也有思想認識問題。
橋面積水的排除、泄水管的疏通、橋面坑洞的修補等,對橋梁的使用壽命都是密切相關的事情,例如廣州市的海珠橋,在鋼梁弦桿中長期堆積圬垢垃圾,近期修復發現鋼梁腐蝕十分嚴重。
三、結論
“新建橋梁”、“舊橋維修加同”、“延長結構物的使用壽命”等都應同時加以重視。目前對新建橋梁較重視是必要的,但應同時強調注意結構的耐久性問題,從而達到延長結構的使用壽命,以使節省資金,減小舊橋維修加同的投資。而且,耐久性的問題應貫穿到設計、施工維修保養的整個過程中來考慮,如果一座橋梁先天不足,僅靠維修養護是很難延長其壽命的,但先天好,后天不養也是難以保證其應有的使用壽命的。目前,正處在大規模建設新橋之際,如何在設計、施工、養護中更多地考慮結構耐久性問題,應屬更為突出的問題。