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关于混凝土论文文献

2017-11-20 14:18:48  字体:   打印 收藏 

摘 要:混凝土桥梁结构耐久性对策分析 摘要: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

关键词:关于混凝土论文文献


  混凝土桥梁结构耐久性对策分析

  摘要: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。

  关键词:混凝土桥梁;结构;耐久性

  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

  1.1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。

  1.2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。

  1.3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。

  1.4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。

  2.1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。

  2.2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。

  2.3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。

  2.4控制材料性能以及做好钢筋防腐工作

  在混凝土桥梁的建设中,使用的混凝土具有高性能,这种混凝土往往具有较强的抗渗透性能、高强度以及强稳定性等特点[6]。因此为了提高混凝土桥梁的结构耐久性,一定要做好混凝土质量控制工作,在使用前做好混凝土材料的选购、存储以及强度试验,保证混凝土材料的性能。而在混凝土配比时,需要通过配比试验来确定最佳水灰比,以便减少混凝土施工完成后内部毛细孔的数量。在混凝土混合料的骨料选择上,尽可能选择活性物质含量较少的骨料,同时在拌和的过程中,可以加入适当的引入剂来提高混凝土的整体性能。而对于钢筋的选择,应根据施工要求选择质量合格的钢筋产品,并且还要做好钢筋的表面除锈工作,并且在钢筋运输到现场时,还需要做好钢筋的存储与防腐措施,一般可以通过在钢筋上涂抹防腐蚀漆的方法。在钢筋的搭建上,应该将钢筋牢牢地固定在模板上,以防止钢筋移位对混凝土浇筑以及振捣产生不利的影响,对于桥梁中一些暴露在混凝土表面的金属结构,为了抵御自然环境的影响,可以对其表面采取必要的防腐蚀措施。此外,在伸缩缝的设计上,需要根据桥梁的计划使用年限,对伸缩缝进行合理控制,并且在设计过程中还应为伸缩缝设置合理的排水通道,以避免出现积水的情况。

  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。

  参考文献:

  [1]张晓宇,傅玉罗.预应力施工对桥梁结构耐久性的影响分析及对策[J].公路交通技术,2013(1):51-55。

  [2]张波.影响混凝土结构桥梁耐久性的主要因素及防治对策[J].交通世界,2013(6):208-209.

  [3]郗秀丽.混凝土桥梁耐久性与养护关键问题综述[J].公路交通科技(应用技术版),2013(6):10-13.

  [4]吴松涛.桥梁结构耐久性的思考与研究[J].交通世界,2016(35):80-81.

  [5]史梁,孙伟光.钢筋混凝土桥梁耐久性不足成因及对策浅析[J].黑龙江交通科技,2008,31(12):106-107.

  [6]徐卫东.沧州沿海高速公路桥梁混凝土防腐对策[J].北方交通,2012(8):77-79.

  作者:金雄友 单位:云南公投建设集团有限公司

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