我國橋梁耐久性設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀綜述

郭 鍵

（河南省周口市公路勘察設(shè)計(jì)院，河南 周口 460000）

近年來，世界各地由于橋梁的耐久性出現(xiàn)問題，很多沒有達(dá)到使用壽命的橋梁倒塌，給行人的人身安全帶來危害的情況屢見不鮮，所以橋梁的耐久性問題引起了國內(nèi)外專家的關(guān)注。橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性反映了橋梁結(jié)構(gòu)隨著時(shí)間的推移保持其初始建筑狀態(tài)的能力。在橋梁建設(shè)成功后，正常的維護(hù)以及使用狀態(tài)下，橋梁的耐久性是能夠保持很長的一段時(shí)間，這也是建設(shè)者對(duì)于所建筑的橋梁作出的最基本要求之一。我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)各種基礎(chǔ)設(shè)施的需求大量激增，橋梁建設(shè)正處于一個(gè)高峰期，建設(shè)完工后的大量橋梁面臨著保養(yǎng)、維護(hù)、正常使用等大量問題。借鑒國內(nèi)外橋梁建筑史上的豐富經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)學(xué)者將橋梁耐久性問題提到了現(xiàn)階段解決橋梁問題的首要地位。同時(shí)對(duì)橋梁的耐久性從其基本建筑材料到橋梁的結(jié)構(gòu)構(gòu)成等方面展開研究，對(duì)橋梁后期保養(yǎng)、使用管理等一系列相關(guān)問題進(jìn)行了考察，進(jìn)而尋求解決橋梁耐久性問題。

1 我國橋梁耐久性現(xiàn)狀

作為一個(gè)發(fā)展中國家，我國的很多基礎(chǔ)設(shè)施都經(jīng)歷了從無到有的過程，國家發(fā)展的過程也是橋梁建筑史發(fā)展的一個(gè)歷程。由于種種原因造成我國已經(jīng)建設(shè)的大量橋梁中，很大一部分暴露出各種各樣的嚴(yán)重問題。其中很多橋梁在遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到使用壽命的時(shí)候就出現(xiàn)了橋梁結(jié)構(gòu)耐久性嚴(yán)重退化的狀況，有些橋梁甚至出現(xiàn)倒塌的嚴(yán)重情況，給國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了一定損失，危及了人們的生命安全。橋梁耐久性的提高將會(huì)作為21世紀(jì)國家橋梁建筑技術(shù)提高的一個(gè)重要標(biāo)志。由于各種原因，我國已建橋梁中多數(shù)不能滿足現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，嚴(yán)重制約了各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。上路車輛激增、維護(hù)不到位、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)比較低是造成橋梁耐久性不足的主要因素。

北京市內(nèi)的多座立交橋，因?yàn)椴缓侠淼酿B(yǎng)護(hù)以及超負(fù)荷使用，遭受了嚴(yán)重破壞。我國最早建成的北京西直門立交橋就是因?yàn)樯鲜鲈虿坏靡讯M(jìn)行了拆除，這座立交橋由投入使用到最后拆除使用年限還不足20年。同樣，北京市內(nèi)的多座立交橋不得不進(jìn)行多次的修繕。像這種情況在國內(nèi)的多座大中城市都有所出現(xiàn)。這不僅僅是我國出現(xiàn)的情況，在世界各個(gè)國家中都有出現(xiàn)。

2 橋梁耐久性研究現(xiàn)狀

傳統(tǒng)的橋梁建設(shè)一般只會(huì)考慮橋梁的建設(shè)費(fèi)用、投入使用后的安全性和實(shí)用性，這是橋梁建設(shè)的最基本理念。但是為了滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求，應(yīng)該將橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性考慮進(jìn)去。對(duì)于橋梁耐久性的研究就是為了滿足橋梁建設(shè)完工后能夠達(dá)到最初所預(yù)期的使用壽命的同時(shí)保證使用過程中的安全性，通過對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理的保養(yǎng)延長橋梁的使用年限。

筆者認(rèn)為現(xiàn)階段橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究大致可以分為兩個(gè)方向：一個(gè)是從橋梁建筑材料、建筑細(xì)節(jié)、后期對(duì)于橋梁的結(jié)構(gòu)維護(hù)等方面來保證橋梁的耐久性，選擇強(qiáng)度、耐久性更好的建筑材料去建設(shè)橋梁，設(shè)計(jì)更加合理的橋梁結(jié)構(gòu)，對(duì)橋梁后期的維護(hù)保養(yǎng)更加仔細(xì)認(rèn)真，做到?jīng)]有遺漏，盡最大能力去提高橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性；另一個(gè)是對(duì)所建橋梁的使用壽命有一個(gè)科學(xué)合理的評(píng)估，充分考慮橋梁建筑當(dāng)?shù)氐母鞣N自然環(huán)境，以及后期使用情況，對(duì)橋梁的耐久性有一個(gè)合理的評(píng)價(jià)，避免出現(xiàn)盲目的自信，最終釀成不可挽回的嚴(yán)重后果。

目前，橋梁建筑的安全性越來越引起人們的注意，特別是比較重大的橋梁建設(shè)工程，牽動(dòng)著整個(gè)社會(huì)民眾的心。近幾年來興建的跨?？缃奶卮笮蜆蛄?，國家投入了大量的資金，肩負(fù)著重大的社會(huì)使命，如若不能夠保證這些橋梁的使用年限以及結(jié)構(gòu)耐久性，定會(huì)給國家?guī)砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失以及嚴(yán)重的社會(huì)影響。鑒于此，對(duì)我國興建的幾座特大型橋梁都進(jìn)行了結(jié)構(gòu)耐久性檢測(cè)，并且針對(duì)保證其耐久性主要采取了以下幾種措施：

a）在橋梁施工過程中嚴(yán)格按照流程操作，保證橋梁的施工質(zhì)量；

b）選擇最好的材料以保證完工后橋梁的耐久性；

c）科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；

d）投入使用后及時(shí)保養(yǎng)修繕。

總之，通過幾代橋梁建筑學(xué)者的共同努力，我國的橋梁建筑已經(jīng)取得了喜人的成果，形成了一系列系統(tǒng)化的建設(shè)理念，并真正運(yùn)用到橋梁的實(shí)際建設(shè)中去。不過整體來說，我國現(xiàn)階段有關(guān)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究還沒有取得突破性的成果，只能運(yùn)用一部分的研究成果對(duì)橋梁建設(shè)進(jìn)行指導(dǎo)，因此應(yīng)該加強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究力度，爭(zhēng)取早日將相關(guān)理論運(yùn)用到實(shí)際施工中去，有效的提高我國橋梁結(jié)構(gòu)耐久性。

3 基礎(chǔ)材料在提高橋梁耐久性中的應(yīng)用

3.1 混凝土的選取和施工細(xì)則

目前對(duì)于保證橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究成果，就橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)材料混凝土而言，有以下三種方法：

a）對(duì)于將要建設(shè)的橋梁采用高性能的混凝土這種高性能混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是加入質(zhì)量的礦物質(zhì)以及減水劑，所采用的混凝土采用較低的水膠比例，在混凝土的制作過程中進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)控，使所生產(chǎn)出的混凝土的性能更加優(yōu)越，通過實(shí)驗(yàn)得出高性能混凝土的耐久性更加良好，特別是在自然環(huán)境非常惡劣的條件下，高性能的混凝土也能夠達(dá)到建筑預(yù)期的效果，滿足橋梁建設(shè)的需要；

b）橋梁建筑中鋼筋保護(hù)層的科學(xué)合理厚度 對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的橋梁來說，增加鋼筋的保護(hù)層厚度能夠有效的降低橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋的腐蝕速度，進(jìn)而提高橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性，國內(nèi)的橋梁建筑學(xué)者提出了為了保證橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性，作為主要構(gòu)成材料的鋼筋保護(hù)層厚度應(yīng)該達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)；

c）對(duì)建設(shè)中的橋梁結(jié)構(gòu)采取防腐蝕措施 后期的保養(yǎng)維護(hù)也將會(huì)使用防腐蝕方法對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)。

3.2 鋼材的保護(hù)

橋梁若采用鋼材作為主要建設(shè)材料，在惡劣的自然環(huán)境條件下，單純的依靠鋼材本身的抗腐蝕能力，是不能夠滿足橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性需要的，所以采取一定的防護(hù)措施是必要的?，F(xiàn)階段所采用的最常見方法就是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁涂抹保護(hù)層，這也是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)橋梁最實(shí)用有效的方式。涂抹防護(hù)層不僅僅是實(shí)際效果比較突出，同時(shí)也是對(duì)所消耗的資源以及金錢綜合考慮后的決定。對(duì)于橋梁涂層保護(hù)的根本原理就是隔絕橋梁建設(shè)材料和自然環(huán)境之間的直接氧化接觸，另一種思路就是開發(fā)出本身就具有一定防腐蝕強(qiáng)度的鋼材用于橋梁的建設(shè)。發(fā)展耐腐蝕強(qiáng)度更加良好的鋼材，已經(jīng)成為世界橋梁建筑上的一個(gè)熱門話題。據(jù)有關(guān)報(bào)道，美國已經(jīng)開發(fā)出一種高強(qiáng)度的耐腐蝕鋼材，用作現(xiàn)在橋梁建設(shè)中鋼材的替代。我國的特種鋼材研究也在快速發(fā)展中，并取得了一定的喜人成果，已有一部分特種鋼材運(yùn)用到特大型橋梁的建設(shè)當(dāng)中去。

3.3 鋼筋混凝土的物理性能的確保

橋梁建筑過程中所使用的材料的耐久性研究主要針對(duì)鋼筋混凝土的各種物理性能、橋梁建筑材料和外物發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過程以及橋梁表面生物生長引起的腐蝕、破壞過程。橋梁建筑所使用的混凝土以及鋼筋是橋梁建筑中的主要材料，所以這兩種材料的腐蝕、破壞所引起的后果尤其嚴(yán)重，因而相關(guān)研究已成為增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的首要問題。如果所選用的建筑材料性能退化，橋梁的結(jié)構(gòu)耐久性以及所具有的承載性能也會(huì)隨之退化。鋼筋混凝土的性能退化主要是指其物理性能的退化。外力因素造成鋼筋混凝土的破壞是不可避免的，這也就降低了橋梁的使用壽命，所以后期對(duì)橋梁的保養(yǎng)修繕顯得尤為重要。

3.4 橋梁建筑材料耐久性研究

對(duì)于橋梁建筑材料的耐久性研究，是增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的必要手段，同時(shí)也是將橋梁耐久性理論運(yùn)用到實(shí)際施工過程中的一個(gè)階段。對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的研究，目的主要是為了更好地增強(qiáng)以后建設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)耐久性以及對(duì)現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)耐久性進(jìn)行科學(xué)評(píng)估。實(shí)施更加合理的橋梁建設(shè)理念，在保證橋梁使用壽命、使用安全性的前提下，有效地降低施工成本。目前我國的橋梁結(jié)構(gòu)耐久性研究還處于一個(gè)初級(jí)階段，擁有很大的發(fā)展空間。

4 結(jié)語

提高我國建設(shè)的橋梁結(jié)構(gòu)耐久性，是滿足經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的一個(gè)基礎(chǔ)因素，是保護(hù)自然環(huán)境以及實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的前提。開展橋梁結(jié)構(gòu)耐久性研究，涉及的學(xué)科是廣泛的，為了能夠更好的完成這一目標(biāo)，要求我國的橋梁建設(shè)專業(yè)人才更努力的進(jìn)行研究，爭(zhēng)取早日將這一技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際的國家建設(shè)當(dāng)中去，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展作出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。

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