桥梁混凝土耐久性研究论文怎么写

在分析混凝土桥梁耐久性问题的基础上，探讨了提升混凝土桥梁结构耐久性的策略，包括混凝土梁的优化、正交异性钢桥面优化、做好低温天气下的桥梁养护工作、控制材料性能以及做好钢筋防腐工作等，可为相关工程项目提供参考。引言桥梁混凝土耐久性主要是指在正常施工以及使用情况下，桥梁结构如果出现突发性的事故，依旧能够保持一定稳定性的能力。此外，桥梁结构耐久性还经常被用于桥梁使用周期的评价。然而受我国基本国情的影响，桥梁常常会出现耐久性问题，如混凝土结构裂缝、冰融循环等，这对行车及行人造成巨大的安全隐患，因此必须采取合理的桥梁耐久性提升策略，以延长桥梁的使用寿命。1混凝土桥梁的耐久性问题混凝土斜拉桥出现裂缝我国现存的较长使用年限的大型桥梁为混凝土斜拉桥，基本采用钢筋混凝土为主梁。在此类桥梁的运行中，常常会出现裂缝使桥梁结构耐久性下降的问题。裂缝的产生原因主要包括以下两方面：第一，受桥梁的初期设计不合理、构造不合理以及材料使用不合理等原因的影响，使得桥梁结构耐久性下降；第二，随着经济的发展，桥梁上通行的大吨位车辆的数量不断增加，并且桥梁在常年使用后，桥梁本身的混凝土伸缩比发生变化，这使得桥梁出现耐久性问题。混凝土桥梁存在下挠中型及大型跨度桥梁，采用的是梁式结构，通常被分为连续式预应力混凝土桥与连续式混凝土钢构桥两种类型，桥梁的跨度一般在100～300m的范围[1]。当前，我国依旧拥有大量的连续式混凝土桥梁，比如广东省虎门大桥复航道桥，至今已经有整整20年的历史。连续式缓凝土桥梁常发的耐久性问题主要是桥梁出现大幅度的下挠，表现为桥梁构件发生变形以及梁体出现开裂。桥梁大幅度下挠属于全世界桥梁建设面临的问题，在该问题的处理上，一般采取控制性的策略，即避免桥梁存在大幅度下挠的情况，如果桥梁下挠显著，往往做拆除处理，以免出现重大坍塌事故。正交异性钢桥面疲劳德国最早提出并使用正交异性钢桥面，该桥面主要借鉴军舰传播的甲板设计，钢桥面的厚度一般在10mm以下，桥梁的周围则主要采取纵肋结构设计，并且各个纵肋之间为横隔连接[2]。但是正交异性钢桥面在后续的使用过程中，桥梁的面板却会逐渐暴露出来，继而出现纵向类焊疲劳裂缝的问题，这对桥梁的安全性及稳定性造成巨大的影响。以我国广东省著名的虎门大桥为例，该桥梁的桥面就是正交异性钢桥面，在后续使用过程中，通过桥梁耐久性检查，就发现桥梁存在横隔及纵肋的裂缝问题。冰融循环在环境温度在0℃以下，混凝土结构表面的温度也持续下降，使得混凝土结构表面形成的冰霜会融化成水滴，水分会沿着混凝土结构表面的空隙、细微裂缝渗透到混凝土结构的内部，而这些温度较低的水会使得混凝土的内部温度也降低到0℃以下，使得渗入的水分会在混凝土内部固结，而水固结后体积会加大，固结水会在混凝土内部形成一种对外的作用力，即膨胀力，如果膨胀力的大小要比混凝土的约束力大，此时就会出现混凝土裂缝，而混凝土表面的水分在固结与融化的循环交替中就会逐渐形成冻融循环[3]。冻融循环一般在我国北方经常出现，这对混凝土桥梁产生严重的破坏，并且即便混凝土表面的水分只冻结不融化，也会对混凝土桥梁产生冻胀作用，使得混凝土桥梁的表面出现裂缝，桥梁的结构稳定性及耐久性下降，影响行车安全。此外，冻融循环还会对混凝土结构桥梁产生风化作用，相关研究结果显示，混凝土桥梁如果出现200次冻融循环后，桥梁的整体质量会下降5%，强度会下降25%。桥梁质量及强度作为衡量桥梁使用周期的关键指标，充分表明冻融循环对桥梁的负面影响突出。2提升混凝土桥梁结构耐久性的策略在当前我国桥梁建设速度不断加快的背景下，国内桥梁建筑企业对桥梁结构耐久性设计的关注度越来越高[4]。为此，在上述耐久性问题的预防及控制上，可以采取以下优化策略。混凝土梁的优化单一梁体必然难以满足当前各种复杂区域的桥梁建设需求，因此需要采取综合性较强的桥梁设计策略，以拓宽桥梁使用范围，比如可以使用结合梁作为混凝土梁。结合梁属于优化后的混凝土梁结构，该结构能够大大提升混凝土梁的强度，达到桥梁抗裂的要求。以浙江的甬江大桥为例，其跨度达到468m，使用的是双边主肋预应力混凝土的结构形式。在该桥梁的结构选择上，初期评审并没有通过双边主肋这一梁体设计方法，这主要是为了提升桥梁的耐久性需求，但是在后续通过加入结合梁的设计，解决了耐久性问题，主要解决方案是在钢箱梁的位置使用混凝土板进行加固。正交异性钢桥面优化现阶段，我国经济在快速发展，物流运输行业也在飞速发展，这也使得卡车超载问题成为普遍情况，大量重型客车在混凝土桥梁上行驶，对混凝土桥梁结构的耐久性产生巨大影响[5]。然而车辆超载问题并非一朝一夕能解决，尤其是当前我国正处于社会主义发展关键时期，保证物流交通的顺畅是基本要求，因此在桥梁结构耐久性的提升上，可以通过加厚钢桥面的方法来提高桥梁结构的稳定性，比如可以将桥梁两侧的重型车辆通道的钢板厚度增加到16mm。做好低温天气下的桥梁养护工作冰融循环对混凝土桥梁的结构耐久性产生巨大的影响，而混凝土裂缝的产生进一步使冰融循环的破坏力提升。因此为了解决桥梁在低温环境中存在的冰融循环问题，应优先解决混凝土桥梁的裂缝问题。在桥梁裂缝的控制上，主要是保证构件的截面具有足够的配筋率，并且选择合适的混凝土保护层，以避免裂缝到达钢筋位置使钢筋出现锈蚀的问题。此外，对于含钢量相同的截面，可以通过减少钢筋直径、增加钢筋数量的方式来提升构件的抗裂度，而在混凝土配料上，还必须保证级配碎石的粒径以及混凝土材料的性能。在混凝土桥梁施工结束后，为了防止桥梁出现冰融循环的情况，还需要在混凝土的表面铺设隔水材料，以便阻断地表及地下水的浸入。此外，还应在桥梁的建设过程中，不断完善混凝土结构桥梁表面排水系统，使得桥梁表面的降水能够及时排出桥面，这样避免水滴或者积水停留在桥面，防止在低温环境下出现结冰的情况。3结语混凝土桥梁出现的结构耐久性问题对桥梁的安全性及使用寿命产生巨大的影响。在当前我国社会经济快速发展的背景下，混凝土桥梁结构耐久性问题频发，这对我国桥梁建设行业的健康发展产生不利影响。因此需要仔细分析我国混凝土桥梁存在的结构耐久性问题及产生原因，并且采取针对性的解决及优化措施，以保证桥梁的安全使用。本文介绍了关于“混凝土桥梁结构耐久性对策”的内容。欢迎登陆中达咨询，查询更多相关信息。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

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现役桥梁中，以钢筋混凝土桥梁与索结构桥梁居多。20世纪70年代，混凝土耐久性问题开始在发达国家大量出现，80年代美国有报告显示：在美国约有万座混凝土桥面结构处于不同程度的坏化状态，而且每年还会增加万座新的有害结构。日本也对部分沿海范围内修建的15座混凝土桥梁进行调查，发现它们在建成后不久出现了由于盐分侵蚀引起的钢筋锈蚀、混凝土剥落、预应力筋损伤等各种病害。对于索结构桥梁，拉索的寿命是不可预测的，据统计断索寿命为2～16年，约为桥梁设计寿命的1/10至1/5，在此期间，任何时候拉索都有破断的可能。根据欧美日发达国家的经验，因为结构耐久性原因而产生的维修费、加固费是昂贵的，例如索结构桥梁拉索破断毁桥的修复费用，达全桥建造当年总价的2～4倍。故提高桥梁的耐久性成为迫切需要解决的问题。耐久性指结构在预期作用和预定的维护条件下，能在造物的使用年限内长期维持其设计性能要求的能力。本文总结了影响耐久性的因素，并提出了几个提高桥梁耐久性的思路以供参考。1、影响桥梁耐久性的因素桥梁的耐久性问题实际上是各种影响介质对结构的作用，这些介质不仅包括荷载作用，还包括环境侵蚀作用等，归纳起来，有内因和外因两个方面。内因材料自身特性混凝土收缩与徐变，收缩应变导致内部拉应力，当其超过混凝土的抗拉强度，材料发生开裂，破坏混凝土整体性，降低其耐久性。结构设计不完善我国现行的公路钢筋混凝土桥梁结构设计与施工规范主要考虑的是荷载作用下结构安全性与适用性的需要，并未能充分考虑耐久性要求。这就导致在桥梁结构设计中普遍存在重视结构强度设计而轻视耐久性设计的问题。许多桥梁设计时也并没有从结构体系、构造、材料、维护及施工全过程中可能存在的问题等方面去加强和保证结构的耐久性。施工质量等问题许多短期内发生突然破坏与倒塌的桥梁，多是由于施工质量没有达到规范和设计要求，比较典型的问题包括混凝土质量不合格，振捣不密实；桥梁建设中偷工减料、以次充好；不适当地加快施工进度，没有保证混凝土桥梁所需要的足够的施工养护期；钢筋保护层厚度不足，影响了钢筋混凝土桥梁的耐久性和安全性。次外，在大多数钢筋混凝土桥梁的正常使用过程中，也缺乏合理的维护和管理。还有没有对桥梁进行定期监测和维护，在出现问题后又没有及时维修，使桥梁的使用年限减少，耐久性和安全性降低。外因环境（1）混凝土的冻融破坏当温度降至冰点以下时，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，产生体积膨胀，使孔壁受压变形，冰融化后，就可能使孔壁产生拉应力，当作用于孔壁的拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，就会产生微裂缝。随着冻融循环，裂宽和裂深逐渐加大，达到钢筋表面时，就会加剧钢筋的腐蚀，降低混凝土结构的耐久性。（2）钢筋的锈蚀钢筋在混凝土中处于一种强碱性环境。在这种环境中，钢筋表面形成一层惰性的氧化铁薄膜，它使钢筋表面不存在活性状态的铁，钢筋就不会产生锈蚀。而一旦钝化膜被破坏，在有水和氧气的条件下，钢筋就会产生锈蚀。钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土桥梁耐久性损伤的最主要和最直接因素，也是混凝土桥梁耐久性破坏的主要形式之一。通常，钢筋表面氧化铁薄膜遭到破坏的原因主要有两个：一是混凝土碳化，混凝土材料具有一定的渗透性，空气中的二氧化碳扩散到混凝土中与水作用生成碳酸，碳酸与水泥水化过程中产生的氢氧化钙、硅酸二钙、硅酸三钙反应生成碳酸钙，在自由水的作用下碳酸钙沉淀在混凝土内部的孔穴中，这个过程就是混凝土碳化。混凝土碳化会使混凝土的pH值降低，当混凝土的pH值小于且碳化发生在钢筋附近时，就能引起钢筋表面惰性氧化铁薄膜的破坏，在空气中的水和氧的作用下，还会引起平行于钢筋的裂纹和混凝土的崩裂；二是氯离子的作用而破坏氧化铁薄膜。氯离子本身并不直接危害混凝土，但它的存在会破坏钢筋的钝化，使钢筋暴露在腐蚀的危险下。（3）硫酸盐的侵蚀混凝土碳化的速度一般比较缓慢，但当环境为酸性条件时，碳化速度急剧加快，因为初始碳化形成的防护层被酸溶解而流失，从而使新的表面不断地暴露在侵蚀环境下，加深腐蚀，使混凝土密实性加速丧失。荷载作用结构面临的最普遍的一种自然环境就是荷载作用，包括静力作用和动力作用。在荷载作用下，结构发生变形，在约束条件下，荷载应变一应力有可能超过材料的强度而使结构产生裂缝，耐久性降低。桥梁拉索就是随机荷载环境与随机介质环境下的腐蚀、疲劳及钢索的腐蚀疲劳等共同作用的结果，导致其寿命的不可预测性。混凝土结构的裂缝混凝土结构的裂缝最容易成为因水分渗入导致钢筋锈蚀的通道。混凝土结构的裂缝可分为受力裂缝、非受力裂缝两大类。非受力裂缝大多与结构耐久性有关，即使现在对承载能力没有影响，但必须考虑对结构长期使用过程中与外界环境的接触时有害物质的渗入，所以合理控制裂缝宽度、数量以及裂缝开展速度，无疑会改善结构的耐久性。还有一种造成混凝土开裂的原因即为碱一集料反应，碱一集料反应指集料中活性硅与水泥浆中氢氧离子作用生成水化硅酸钙的反应，其体积膨胀足以使混凝土破裂。水泥中含碱量过高（），骨料中水分过大，及骨料中的活性骨料含量过高，是引起碱一集料反应的3个条件。碱一集料反应一旦发生，体积迅速增大，对混凝土结构破坏的发展速度非常快，破坏程度也更严重，发生碱一骨料反应的主要原因是混凝土结构中使用含活性硅的骨料。2、提高桥梁耐久性的几个思路从材料入手（1）采用高性能混凝土所谓高性能混凝土即为高强度、高施工性能、高耐久性混凝土。高性能混凝土具有低水灰比，高强度骨料的特点，从而减小了骨料与胶凝材料间的孔隙率，改善了混凝土的渗透性，阻止了碱一骨料反应，大大提高了混凝土的耐久性的同时也提高了混凝土强度。（2）掺入引气剂和钢筋阻锈剂将引气剂加入到混凝土中能够在混凝土内形成分布均匀的封闭型微气孔，有利于混凝土的抗冻性、抗渗透性和抗腐蚀性，但要注意适量。将少量钢筋阻锈剂掺人混凝土中能起到阻止或减缓钢筋锈蚀的作用。从防腐蚀入手（1）环氧涂层钢筋与钢绞线环氧涂层钢筋或环氧涂层钢绞线是一种在普通钢筋或裸钢绞线表面涂覆了一层环氧树脂薄膜保护层，涂层厚度一般在～，能有效防止处于恶劣环境条件下的钢筋被腐蚀，从而提高工程结构的耐久性。防腐涂层的致密性要好，否则水分、氧和腐蚀性介质可以穿透涂层而产生电子传递现象，同时涂层与钢筋间的粘结力要好，并且涂层要有良好的物理力学性能，如抗变形、抗磨擦等。（2）耐候钢耐候钢是在钢中加入少量的合金元素，使其在金属基体表面形成保护层，以提高钢材的耐腐蚀性能。（3）其他对于斜拉桥斜拉束，可采用环氧树脂涂层钢丝等耐腐蚀性材料等。结构设计方面设计人员在进行结构设计时，要选择合适的结构尺寸，提高实际构件混凝土质量的保证率，同时还要针对不同的使用条件，环境和地区，对结构作特别的耐久性设计，以达到预定的使用寿命。具体做法有几下几个方面：增加钢筋的混凝土保护层厚度，以此来对付冻融损害以及混凝土碳化来保护钢筋免锈蚀等。加强构造配筋．防止和控制混凝士裂缝。裂缝的存在增加了混凝土的渗透性，提供了使侵蚀破坏作用逐步升级、混凝土耐久性不断下降的渠道。控制混凝土的裂缝，除按规范要求控制正常使用极限状态的工作裂缝以外，更重要的是要采取构造措施，增加构造钢筋来控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。桥面铺装和防水层对桥面的防渗漏有重要作用，必需精心设计与施工。桥面铺装层项面应设置防水层，特别是连续梁（或悬臂梁）的负弯矩段容易出现裂缝，所以更应重视防水层设计。对于暴露在空气中的混凝土结构以及沿海地区的桥梁工程，由于受到空气中的盐分等元素的侵蚀，影响混凝土的耐久性，缩短了混凝土桥梁的使用年限，可采取外表涂装的方法进行防腐处理。总之，结构设计要充分考虑各方面因素，尽量减少因设计上存在缺陷而影响结构耐久性的问题。施工及维护方面提高施工及管理水平，保证工程质量。在施工过程中，要严格控制材料用量，确保混凝土施工质量和钢筋保护层厚度以及足够的施工养护期。施工中常常出现的问题是：为了赶工期，人为减少混凝土的养护时间，养护方法不正确，混凝土保护层施工误差较大等等。应该克服急功近利的思想，从影响结构寿命的角度出发，保证养护时间。还要防止因振捣不实产生蜂窝、麻面、漏浆，以及因养护不当产生干缩裂缝等缺陷部位。定期对桥梁进行检测，发现问题后要及时处理，以免问题严重后造成事故的发生。重视电子监测系统的开发研究，通过实时跟踪检测混凝土构造物的应力、应变、变形及腐蚀损伤状况。3、结语提高桥梁结构的耐久性，首先应该因地制宜，认真调查桥梁所处的环境情况，给出一套周全的设计理念，耐久性设计不是另一种设计理论，而是考虑更周到的力学设计以及相应的功能设计，包括采用合理的结构形式，确定相应的耐久性材料等。此外加强试验、监测手段以及防腐蚀施工新技术的研究与使用，有些技术存在着造价高等缺点，但是随着技术的进步，造价的降低，将逐渐成为提高桥梁耐久性的重要手段。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：