關于混凝土的論文
摘要：在分析混凝土橋梁耐久性問題的基礎上，探討了提升混凝土橋梁結構耐久性的策略，包括混凝土梁的優(yōu)化、正交異性鋼橋面優(yōu)化、做好低溫天氣下的橋梁養(yǎng)護工作、控制材料性能以及做好鋼筋防腐工作等，可為相關工程項目提供參考。
關鍵詞：混凝土橋梁;結構;耐久性
引言
橋梁混凝土耐久性主要是指在正常施工以及使用情況下，橋梁結構如果出現突發(fā)性的事故，依舊能夠保持一定穩(wěn)定性的能力。此外，橋梁結構耐久性還經常被用于橋梁使用周期的評價。然而受我國基本國情的影響，橋梁常常會出現耐久性問題，如混凝土結構裂縫、冰融循環(huán)等，這對行車及行人造成巨大的安全隱患，因此必須采取合理的橋梁耐久性提升策略，以延長橋梁的使用壽命。
1混凝土橋梁的耐久性問題
1.1混凝土斜拉橋出現裂縫
我國現存的較長使用年限的大型橋梁為混凝土斜拉橋，基本采用鋼筋混凝土為主梁。在此類橋梁的運行中，常常會出現裂縫使橋梁結構耐久性下降的問題。裂縫的產生原因主要包括以下兩方面：第一，受橋梁的初期設計不合理、構造不合理以及材料使用不合理等原因的影響，使得橋梁結構耐久性下降;第二，隨著經濟的發(fā)展，橋梁上通行的大噸位車輛的數量不斷增加，并且橋梁在常年使用后，橋梁本身的混凝土伸縮比發(fā)生變化，這使得橋梁出現耐久性問題。
1.2混凝土橋梁存在下?lián)?/strong>
中型及大型跨度橋梁，采用的是梁式結構，通常被分為連續(xù)式預應力混凝土橋與連續(xù)式混凝土鋼構橋兩種類型，橋梁的跨度一般在100～300m的范圍[1]。當前，我國依舊擁有大量的連續(xù)式混凝土橋梁，比如廣東省虎門大橋復航道橋，至今已經有整整20年的歷史。連續(xù)式緩凝土橋梁常發(fā)的耐久性問題主要是橋梁出現大幅度的下?lián)希憩F為橋梁構件發(fā)生變形以及梁體出現開裂。橋梁大幅度下?lián)蠈儆谌澜鐦蛄航ㄔO面臨的問題，在該問題的處理上，一般采取控制性的策略，即避免橋梁存在大幅度下?lián)系那闆r，如果橋梁下?lián)巷@著，往往做拆除處理，以免出現重大坍塌事故。
1.3正交異性鋼橋面疲勞
德國最早提出并使用正交異性鋼橋面，該橋面主要借鑒軍艦傳播的甲板設計，鋼橋面的厚度一般在10mm以下，橋梁的周圍則主要采取縱肋結構設計，并且各個縱肋之間為橫隔連接[2]。但是正交異性鋼橋面在后續(xù)的使用過程中，橋梁的面板卻會逐漸暴露出來，繼而出現縱向類焊疲勞裂縫的問題，這對橋梁的安全性及穩(wěn)定性造成巨大的影響。以我國廣東省著名的虎門大橋為例，該橋梁的橋面就是正交異性鋼橋面，在后續(xù)使用過程中，通過橋梁耐久性檢查，就發(fā)現橋梁存在橫隔及縱肋的裂縫問題。
1.4冰融循環(huán)
在環(huán)境溫度在0℃以下，混凝土結構表面的溫度也持續(xù)下降，使得混凝土結構表面形成的冰霜會融化成水滴，水分會沿著混凝土結構表面的空隙、細微裂縫滲透到混凝土結構的內部，而這些溫度較低的水會使得混凝土的內部溫度也降低到0℃以下，使得滲入的水分會在混凝土內部固結，而水固結后體積會加大，固結水會在混凝土內部形成一種對外的作用力，即膨脹力，如果膨脹力的大小要比混凝土的約束力大，此時就會出現混凝土裂縫，而混凝土表面的水分在固結與融化的循環(huán)交替中就會逐漸形成凍融循環(huán)[3]。凍融循環(huán)一般在我國北方經常出現，這對混凝土橋梁產生嚴重的破壞，并且即便混凝土表面的水分只凍結不融化，也會對混凝土橋梁產生凍脹作用，使得混凝土橋梁的表面出現裂縫，橋梁的結構穩(wěn)定性及耐久性下降，影響行車安全。此外，凍融循環(huán)還會對混凝土結構橋梁產生風化作用，相關研究結果顯示，混凝土橋梁如果出現200次凍融循環(huán)后，橋梁的整體質量會下降5%，強度會下降25%。橋梁質量及強度作為衡量橋梁使用周期的關鍵指標，充分表明凍融循環(huán)對橋梁的負面影響突出。
2提升混凝土橋梁結構耐久性的策略
在當前我國橋梁建設速度不斷加快的背景下，國內橋梁建筑企業(yè)對橋梁結構耐久性設計的關注度越來越高[4]。為此，在上述耐久性問題的預防及控制上，可以采取以下優(yōu)化策略。
2.1混凝土梁的優(yōu)化
單一梁體必然難以滿足當前各種復雜區(qū)域的橋梁建設需求，因此需要采取綜合性較強的橋梁設計策略，以拓寬橋梁使用范圍，比如可以使用結合梁作為混凝土梁。結合梁屬于優(yōu)化后的混凝土梁結構，該結構能夠大大提升混凝土梁的強度，達到橋梁抗裂的要求。以浙江的甬江大橋為例，其跨度達到468m，使用的是雙邊主肋預應力混凝土的結構形式。在該橋梁的結構選擇上，初期評審并沒有通過雙邊主肋這一梁體設計方法，這主要是為了提升橋梁的耐久性需求，但是在后續(xù)通過加入結合梁的設計，解決了耐久性問題，主要解決方案是在鋼箱梁的位置使用混凝土板進行加固。
2.2正交異性鋼橋面優(yōu)化
現階段，我國經濟在快速發(fā)展，物流運輸行業(yè)也在飛速發(fā)展，這也使得卡車超載問題成為普遍情況，大量重型客車在混凝土橋梁上行駛，對混凝土橋梁結構的耐久性產生巨大影響[5]。然而車輛超載問題并非一朝一夕能解決，尤其是當前我國正處于社會主義發(fā)展關鍵時期，保證物流交通的順暢是基本要求，因此在橋梁結構耐久性的提升上，可以通過加厚鋼橋面的方法來提高橋梁結構的穩(wěn)定性，比如可以將橋梁兩側的重型車輛通道的鋼板厚度增加到16mm。
2.3做好低溫天氣下的橋梁養(yǎng)護工作
冰融循環(huán)對混凝土橋梁的結構耐久性產生巨大的影響，而混凝土裂縫的產生進一步使冰融循環(huán)的破壞力提升。因此為了解決橋梁在低溫環(huán)境中存在的冰融循環(huán)問題，應優(yōu)先解決混凝土橋梁的裂縫問題。在橋梁裂縫的控制上，主要是保證構件的截面具有足夠的配筋率，并且選擇合適的混凝土保護層，以避免裂縫到達鋼筋位置使鋼筋出現銹蝕的問題。此外，對于含鋼量相同的截面，可以通過減少鋼筋直徑、增加鋼筋數量的方式來提升構件的抗裂度，而在混凝土配料上，還必須保證級配碎石的粒徑以及混凝土材料的性能。在混凝土橋梁施工結束后，為了防止橋梁出現冰融循環(huán)的情況，還需要在混凝土的表面鋪設隔水材料，以便阻斷地表及地下水的浸入。此外，還應在橋梁的建設過程中，不斷完善混凝土結構橋梁表面排水系統(tǒng)，使得橋梁表面的降水能夠及時排出橋面，這樣避免水滴或者積水停留在橋面，防止在低溫環(huán)境下出現結冰的情況。
2.4控制材料性能以及做好鋼筋防腐工作
在混凝土橋梁的建設中，使用的混凝土具有高性能，這種混凝土往往具有較強的抗?jié)B透性能、高強度以及強穩(wěn)定性等特點[6]。因此為了提高混凝土橋梁的結構耐久性，一定要做好混凝土質量控制工作，在使用前做好混凝土材料的選購、存儲以及強度試驗，保證混凝土材料的性能。而在混凝土配比時，需要通過配比試驗來確定最佳水灰比，以便減少混凝土施工完成后內部毛細孔的數量。在混凝土混合料的骨料選擇上，盡可能選擇活性物質含量較少的骨料，同時在拌和的過程中，可以加入適當的引入劑來提高混凝土的整體性能。而對于鋼筋的選擇，應根據施工要求選擇質量合格的鋼筋產品，并且還要做好鋼筋的表面除銹工作，并且在鋼筋運輸到現場時，還需要做好鋼筋的存儲與防腐措施，一般可以通過在鋼筋上涂抹防腐蝕漆的方法。在鋼筋的搭建上，應該將鋼筋牢牢地固定在模板上，以防止鋼筋移位對混凝土澆筑以及振搗產生不利的影響，對于橋梁中一些暴露在混凝土表面的金屬結構，為了抵御自然環(huán)境的影響，可以對其表面采取必要的防腐蝕措施。此外，在伸縮縫的設計上，需要根據橋梁的計劃使用年限，對伸縮縫進行合理控制，并且在設計過程中還應為伸縮縫設置合理的排水通道，以避免出現積水的情況。
3結語
混凝土橋梁出現的結構耐久性問題對橋梁的安全性及使用壽命產生巨大的影響。在當前我國社會經濟快速發(fā)展的背景下，混凝土橋梁結構耐久性問題頻發(fā)，這對我國橋梁建設行業(yè)的健康發(fā)展產生不利影響。因此需要仔細分析我國混凝土橋梁存在的結構耐久性問題及產生原因，并且采取針對性的解決及優(yōu)化措施，以保證橋梁的安全使用。
參考文獻：
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[6]徐衛(wèi)東.滄州沿海高速公路橋梁混凝土防腐對策[J].北方交通，2012(8)：77-79.
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