橋梁結構是橋梁工程的基本，橋梁結構也關系到橋梁的耐久性，決定著后續投入使用的安全性，本文對橋梁結構耐久性構造設計進行研究。

　　《橋梁建設》現由中國鐵路工程總公司主管，中鐵大橋局集團有限公司主辦，中鐵大橋局集團武漢橋梁科學研究院有限公司出版。《橋梁建設》主要報道和交流我國橋梁工作者在科技、設計、施工等方面的實踐成果和理論探討，重點突出橋梁工程領域的新技術、新工藝、新設計、新設備、新材料及最新科研成果，為讀者提供相關的技術、經濟信息。

　　目前關于耐久性的研究絕大多數都是從材料試驗的角度進行的，但對如何從設計和結構構造的角度改善橋梁耐久性卻很少有人研究。許多設計人員往往只追求滿足規范對結構強度計算上的安全度需要，而忽視從結構體系、結構構造、結構材料、結構維護、結構使用以及從設計、施工到使用全過程中經常出現的人為錯誤等方面去加強和保證結構的耐久性和安全性。大量事實表明，橋梁結構良好的構造設計可以極大地提高橋梁的耐久性。因此，本文對橋梁結構耐久性構造設計進行了研究。

　　1.橋梁結構一般構造要求

　　1.1混凝土保護層厚度

　　鋼材腐蝕是造成結構耐久性降低的最主要因素，而鋼筋開始銹蝕的時間跟保護層厚度密切相關，且呈平方關系，因此混凝土保護層厚度是保證耐久性的重要因素。德國的有關規定認為：為避免表面裂縫，應當設置足夠的預應力筋管道和普通筋的保護層，且管道保護層不宜少于管道直徑1. 2倍;普通鋼筋(包括箍筋構造筋)的保護層設計值不少于4cm (以保證施工后實際保護層不小于3cm),管道間凈距不少于5cm。與國外規定不同，我國《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004)規定，預應力管道至構件頂面或側面邊緣的凈距不小于3. 5cm，而施工允許的誤差為±5mm，考慮到實際施工誤差更大，因此實際保護層厚度往往太小。

　　不同環境作用下鋼筋主筋、箍筋和分布筋，其混凝土保護層厚度應滿足鋼筋防銹以及與混凝土之間粘結力傳遞的要求，且混凝土保護層厚度設計值不得小于鋼筋的公稱直徑。我國《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTG D62-2004)規定的混凝土保護層厚度取值可以作為保證耐久性的最小限值。另外，具有連續密封套管的后張預應力鋼筋，其混凝土保護層厚度可與普通鋼筋相同且不應小于孔道直徑的1/2，否則應比普通鋼筋增加10mm;先張法構件中預應力鋼筋在全預應力狀態下的保護層厚度可與普通鋼筋相同，否則應比普通鋼筋增加10mm;直徑大于16mm的熱軋預應力鋼筋保護層厚度可與普通鋼筋相同;工廠預制的混凝土構件，其普通鋼筋和預應力鋼筋的混凝土保護層厚度可比現澆構件減少5mm。

　　綜合考慮耐久性的需要和我國目前的施工控制水平，在構件的極限承載能力滿足要求前提下，有必要采取一定措施將混凝土保護層增加廣2cm。而且根據相關研究，混凝土保護層的增加雖然會導致鋼筋混凝土結構表面裂縫寬度的增大，但不會明顯影響到開裂處鋼筋的銹蝕。另外，混凝土保護層的增加對工程造價的影響非常小，卻可以給后期維護及耐久性帶來重大的效益。

　　1.2鋼筋的布置與防護

　　①鋼筋布置應保證就位方便，且周圍混凝土應能夠充分振搗。

　　②鋼筋應牢固地固定在模板中以避免發生移位，鋼筋移位會阻礙混凝土的灌入和振搗，還可能減小保護層厚度，保護層厚度減少將可能提前鋼筋銹蝕的時間，鋼筋位置的變動還可能導致結構受力性能的下降，這是工程中經常出現的問題，通過加強質量控制可以解決。

　　③一般在預應力鋼筋錨固區域布置有大量的構造鋼筋，為保證混凝土澆筑、振搗的密實性，必須考慮優化配合比及施工工藝。

　　④梁上部縱向鋼筋的間距應有振搗棒能順利通過的空間;梁下部縱向鋼筋多于一層時，上面各層縱向鋼筋的間距應保證振搗棒能順利通過仲至底層鋼筋。

　　⑤暴露在混凝土結構構件外的吊環、緊固件、連接件等金屬部件，表面應采用可靠的防腐措施;后張法預應力體系應采取多重防護措施。

　　1.3構件的形狀和構造

　　公路混凝土橋梁結構構件的形狀和構造應有效地避免水、汽和有害物質在混凝土表面的積聚，并應采取以下構造措施：

　　①受雨淋或可能積水的露天混凝土構件頂面，做成斜面，并應考慮結構撓度和預應力反拱對排水的影響;

　　②受雨淋的室外懸挑構件側邊下沿，應做滴水槽或采取其他防止雨水流向構件底面的構造措施;

　　③橋面應專門設置排水系統，且不得將水直接排向下部混凝土構件的表面;

　　④橋面鋪裝應設置可靠的防水層;

　　⑤當環境作用等級為D、 E、 F級時，應減少混凝土結構構件表面的暴露面積，并應避免表面的凹凸變化，構件的棱角宜做成圓角;

　　⑥施工縫、伸縮縫等連接縫的設置宜避開局部環境作用不利的部位，否則應采取有效的防護措施。

　　2.橋梁防水構造要求

　　水是導致鋼筋銹蝕的必備因素，除此之外，水也是誘發混凝土凍融破壞、堿-骨料反應的主要因素。因此橋梁防水是橋梁耐久性和防腐的第一道"防線"。由于橋梁所處的特定環境和其特殊用途，橋梁防水的概念應該具備整體性、系統化的特征。進行橋梁防水設計時，不僅要充分重視橋面部分，對伸縮縫、接縫等部位的防水要求也要多加考慮。水流往往是通過局部的防水缺陷侵入橋梁的其他部位，從而極大地影響整個防水體系功能的發揮。為保證水流被及時收集和排出橋梁范圍，橋梁本身的防水系統必須與路基排水等周圍其他的排水系統相協調。橋梁排水系統與其他構件一樣必須經常進行維護、修理，才能發揮其正常功能。除此之外，橋梁排水系統的使用壽命與橋梁的整體使用壽命相比一般較短，在橋梁使用過程中通常需要進行更換，因此在防水體系的設計和構造中，必須保證排水系統易于維護、清掃及更換。混凝土橋梁防水系統可采用以下措施：

　　2.1排水

　　確保水能夠被快速地集中并排出橋外。

　　2.2防水

　　對橋梁的防水保護主要是通過結構表面處治、電化學設備或采取結構措施的方法進行。橋面防水層鋪裝料的選用，必須符合以下要求：良好的抗滲性;良好的耐高、低溫性能;與水泥混凝土橋面和浙青面層有牢靠的粘結性;面層碾壓后，有良好的無破損性[3"];對橋面狀況的良好適應性;對橋面裂縫的影響有較好抵御性;材料壽命應不低于面層壽命;良好的邊緣密封性。

　　3.橋梁伸縮縫構造要求

　　目前，公路橋梁伸縮縫一直是施工和維護中的難題。由于橋梁的伸縮縫長期暴露在大氣中，工作環境惡劣，在橋梁結構中是最易遭到破壞而又較難以修補的部位。橋梁仲縮縫的破壞，不僅造成行車狀況惡化，而且會降低橋梁使用壽命。對于橋梁伸縮縫在耐久性構造方面的要求，從可更換、可維修的角度考慮應滿足以下要求：

　　①在要求的設計使用年限內保持適用性，便于檢査和維護[3'1;

　　②為避免橋梁結構表面及其橋臺受到腐蝕，所有伸縮縫都應提供排水系統;

　　③在允許部分橋面通車的情況下可以進行更換(其組成構造的標準件應是能夠在車輛通行條件下可以更換的);

　　④伸縮縫的設計使用壽命應足夠長，避免使用中的頻繁更換(歐洲規范規定至少為40年)。

　　4.橋梁支座構造要求

　　①如若條件允許，在支座預期壽命小于結構壽命情況下，應在墩頂或蓋梁上預留有空間及通道，以方便支座運送及放置千斤頂等提升設備，并且盡量為工作人員留有操作平臺，盡可能降低后期維護的困難和費用。

　　②在支座周圍應該留有適當空間，以便于支座的檢査和維修;在結構設計時，應該考慮如何到達支座的方式。

　　③在支座的細部設計中應該考慮如何排除可能堆積的塵土和水氣。對于為抵抗環境銹蝕所采用的保護、維修措施以及支座采所用材料都應予以考慮。

　　④在蓋梁計算及配筋設計時，不應忽視對放置千斤頂等頂升設備位置處產生的較大集中力的考慮。

　　參考文獻：

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