摘要：本文論述了當前混凝土橋梁耐久性設計中存在的一些缺陷，并針對這些缺陷提出了相應的橋梁設計的建議，可以給今后的橋梁設計工作提供一些參考。
　　關鍵詞：橋梁；耐久性；設計
　　1引言
　　在橋梁結構設計中，長期以來人們一直偏重于結構計算方法的研究，卻忽視了對總體構造和細節方面的處理，忽視了耐久性的研究，致使很多橋梁早期就出現了腐蝕等病害，達不到設計使用年限。混凝土橋梁的耐久性設計不但在選材上，而且在構造細節上加強設計研究，保證橋梁整個生命中的安全、可靠運營。
　　2當前混凝土橋梁設計中存在的缺陷
　　（1）結構選型存在一定的缺陷
　　混凝土橋梁的結構選型，尤其是中小橋梁，多采用空心預制板梁，從配筋形式區分有先張預應力、后張預應力、普通鋼筋混凝土，橫向連接有大鉸縫、中鉸縫、小鉸縫之分，靠理想中的鉸將由車輪傳遞下來的力分布到其他板梁，只有很少的一點鋼筋作為板與板之間的聯系作用。由于設計和施工等問題，鉸縫混凝土往往不密實，不能很好地起到鉸的作用，在超重車輛的作用下很容易產生應力集中，逐漸產生了縱向裂縫，形成了單梁受力，使整個橋面系遭到破壞，并對梁板產生損害。
　　（2）對橋面水泥混凝土鋪裝工藝要求不嚴格
　　過去一度認為鋪裝層只是找平作用，設計、施工都沒有認真對待，恰恰就是這一層最容易出現問題。主梁與鋪裝層的聯結太弱，配比不嚴格，材料不考究，澆注方法不科學等，所以帶有先天性的不足。又由于我國的實際情況，有些橋梁工程在后期趕工，橋面鋪裝層施工存在很大的問題，厚薄不勻、強度不足、裂縫嚴重，尤其是砂漿上浮現象非常嚴重，通車后不久就出現激白漿等破壞現象，這不但與使用材料、配比有關，與施工工藝方法有很大關系。
　　（3）橋面防排水系統不完善
　　首先，有些橋的構造上存在著缺陷，比如人行道或防撞欄桿直接座在邊梁翼板上，而不是將翼板包住，造成雨水等浸害邊梁外側，所以邊梁的病害出現早于中梁。
　　泄水口的設置不盡合理，有些排水口的高程高于水泥鋪裝層，造成瀝青鋪裝層的層間水排不出去，一是造成瀝青鋪裝的水損害，二是對水泥鋪裝層形成腐蝕，尤其是冬季溶冰鹽的使用，更是加速了對混凝土的腐蝕作用。再就是雨水管的管路設計不通暢，很容易堵塞，以致造成對收水口周圍混凝土的嚴重腐蝕。
　　對橋面防水已經都認識到其重要性，而且都采用了防水設計，但防水材料的選用不規范，帶來一些不應有的缺陷。這一層的作用不僅是防水，更重要的是起著瀝青鋪裝層和水泥鋪裝層的粘結作用，層間的粘結力必須大于車輪產生的水平力。再就是泄水口、伸縮縫等關鍵部位的防水往往注意不夠，造成邊梁、梁端的局部嚴重腐蝕。
　　（4）簡支梁結構中，伸縮縫間距與支座選用不匹配
　　目前簡支梁結構的伸縮縫間距一般采用100米左右，中間只設橋面連續，梁下一般采用橡膠板支座，有些在設置伸縮縫的梁下采用滑動支座。由于橡膠板支座的厚度有限，梁體不能自由伸縮當夏天漲出去以后，冬天收縮不能完全回到原位，尤其一天之間急劇降溫，更不能理想的縮回，反映到橋面就是橋面連續處出現不規則裂縫，又由于橋面連續處預制板的不平整，設計了砂漿找平層，強度較低等原因，所以很快就被破壞。
　　（5）橋頭構造處理不完善
　　有些橋的橋頭處理很不理想，人行道、欄桿等附屬構造物只在橋梁部分設置，引路部分沒有設計，或只有警示樁，尤其是當橋垮與堤岸還有距離的情況下，不但顯得不協調、不安全，而且雨水很容易從此處流到橋臺下面，造成對橋臺的侵蝕。
　　3對橋梁耐久性設計的建議
　　（1）對橋梁選型方面要有利于混凝土的防護
　　優先選用現澆結構或先簡支后連續結構。但目前不能完全廢除簡支梁形式，采用最多的就是空心預制板梁，其弱點就是橫向聯結不強，不能承受重荷載的沖擊。特提以下建議
　　1）鉸縫混凝土必須使用微膨配比或免收縮混凝土，防止由于混凝土的收縮產生縫隙，致使力的傳遞失效。
　　2）對預制板上層橫向鋼筋進行改進，伸出梁外，梁與梁之間進行焊接，以承受重車荷載產生的拉應力。
　　3）預制梁頂面設置的錨筋加大直徑，兩板之間搭接改為焊接，增加兩板之間的連接強度，并且使與鋪裝層有很好的連接。
　　4）如果照以往做法，要設置兩層鋼筋網。
　　（2）對橋面混凝土鋪裝層的要求必須加強
　　1）現澆結構混凝土鋪裝厚度建議采用10cm，可以用一層鋼筋網，用冷拉帶肋焊接鋼筋網為好。
　　2）簡支預制梁結構由于構件的不均勻性，造成頂面不平整，鋪裝層相應嚴加厚一些，最薄處必須滿足10cm以上。如果梁與梁之間不是焊接連接就要設計雙層鋼筋網，下層鋼筋網承受橫向拉力，緊貼基面擺放，橫向筋宜粗一點密一點，直徑不宜小于12mm，間距10cm為好，縱向宜細一點稀一點，上層鋼筋網起防裂抗沖擊作用，擺放位置距離橋面標高只留出保護層即可。采用冷拉帶肋焊接鋼筋網為好。
　　3）橋面混凝土本身必須達到自防水要求。混凝土經常接觸水的部位都要設計為防水混凝土，保證本身的密實性和防腐蝕的性能。瀝青鋪裝不能有效地將水排走，而混凝土本身遇水以后，尤其是化冰鹽水，要引起混凝土的堿骨料反映、凍溶破壞和鹽腐蝕，所以要求混凝土的自防水。為此混凝土里必須加入防收縮的外摻劑或纖維網。
　　橋面混凝土層厚比較薄，不宜采用輸送泵澆注，塌落度控制50~70mm為好，并且不宜采用插入式振搗棒振實，因為在棒周圍很容易形成局部的沙漿上浮。如果砂漿上浮層過厚，在重軸載作用下很容易破壞。在人工找平時，禁止使用鐵抹子，只用木抹子，目的就是要保證砂漿上浮少，表面粗糙度好，并且要在抹平的同時，將已經上浮的砂漿刮起清除，避免成活后的砂漿層過厚。
　　（3）橋梁設計必須有完善的防排水系統
　　混凝土在干燥環境里是不會發生凍融、腐蝕等病害的，橋梁防水系統的設計，就是設法將水與混凝土隔離，使水不能進入混凝土本體，尤其不能進入裂縫中去，以保持混凝土的干環境。系統包括以下幾個方面。
　　1）橋梁外形一定要做到簡明圓順，尤其外側防撞混凝土和人行道欄桿，一定要將邊梁翼板包住并設有滴水檐，防止雨水等直接侵害邊梁主體，不宜采用沒有翼板的邊梁，也不宜采用直接座在翼板上的形式。而且混凝土的配比中必須有防裂縫措施，
　　2）橋面防水涂層。無論橋面混凝土施工質量如何好，均不能完全保證不開裂。所以橋面水泥混凝土鋪裝層上面必須設置防水層。防水層不但本身要起到防水作用，而且要求其與水泥混凝土和瀝青混凝土都有很好的親和性，附著力好。下面能牢固地與水泥混凝土表面粘結，上面與瀝青混和料牢固地粘結。否則就成為一個層間抗剪力很低的夾層，將導致橋面瀝青混凝土出現擁包、滑移，直至松散、破壞。
　　3）伸縮縫的防水。有很多種橋梁伸縮裝置應用于橋梁，其中只有在90年代初采用的毛勒伸縮裝置不漏水，近幾年改進后的模數式伸縮縫也基本不漏水，其他均漏水。所以以前修建的橋，伸縮縫下面的梁端和帽梁受水損害最嚴重。由于伸縮裝置的型式及安裝質量問題，造成該部位最容易損壞。除了毛勒伸縮裝置、模數式伸縮裝置之外，對伸縮量小于5cm的小變位伸縮縫，采用聚合物改性瀝青彈塑體填充式伸縮縫，也能成功地解決伸縮縫漏水的難題。必須指出伸縮裝置的錨固混凝土澆筑前必須對與主體混凝土的界面進行處理，涂以界面劑，保證界面的結合，防止水從界面之間滲入。
　　4）橋面雨水孔與水落管。橋面雨水孔與水落管的設置應該像屋面一樣地嚴格，但是無論設計還是施工，都容易忽略。常見的問題主要表現在下面幾點：收水口小，不能及時將水泄走；收水口標高高于周圍標高，造成積水；收水口高出水泥混凝土表面，而且周圍混凝土不密實，造成管周圍漏水。所以必須低于水泥混凝土基面，以將瀝青層間水排出；出水管過短，發生尿檐現象。從而導致收水口周圍以及邊梁外側混凝土的破壞。
　　5）欄桿外側與人行道的構造。欄桿外側應設計為光滑的表面，底面設有止水槽，雨水能很快地順外側流向地面，而不應再流向邊梁。設有人行道的橋梁，人行道的防水也不能忽視，防止雨水滲流到主梁。但有些設計忽略了這一點，雨水從人行道縫隙滲漏，沿外側漫流，從而造成邊梁翼板及外側的污染和腐蝕。
　　6）梁端和帽梁的防水。由于伸縮縫很難保證完全不漏水，而伸縮縫的漏水對梁端和帽梁的損害又非常嚴重，所以對梁端和帽梁頂部也要進行防水處理。
　　7）對下部結構處在水位浮動處的部位，必須作特殊的防護處理。因為干濕交替的環境對混凝土的損害最嚴重，所以除了要做好防水、防腐混凝土外，還要進行涂裝處理。
　　（4）改進支座與布置形式。目前簡支梁結構的支座與布置形式必須改進，以減少上部結構的病害。
　　1）現有支座形式不適合伸縮縫間距橋垮太多，建議只布置三跨。這樣每一聯只有兩道橋面連續只承受中間一跨的伸縮，可以避免連續縫的不規則裂縫。
　　2)如果保持伸縮縫100米的間距，中間一跨可以設固定支座，其他部位設滑動支座。
　　（5）橋頭處理必須保持與主體的協調統一，應將防撞欄干等設施延續至堤岸，不宜在橋頭只做警示樁類的設施。
　　4結束語
　　橋梁結構設計過程中，如橋面鋪筑，排水防水等設施的耐久性設計經常人們忽視。從以往的工程實例看，往往是這些小部件的耐久性不足，導致橋梁整體質量出現問題。所以在橋梁耐久性設計中，各個環節都要得到足夠的重視。只有這樣才能保證橋梁的安全運營。