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[摘要]：随着国内城市交通基础设施建设快速发展，桥梁涵洞安全性和耐久性不足已成为迫切需要解决的问题，有施工方面的原因，也与桥梁涵洞设计有一定关系。笔者结合多年的工作经验，本文围绕提高公路桥涵的安全性和耐久性为重点，提出了桥涵耐久性差的原因及解决措施和相应桥涵管理工作。
[关键词]：桥涵 安全性 耐久性 探讨
中图分类号：S773.4 文献标识码：S 文章编号：1009-914X（2012）16-0025-01
0 引言
随着我国经济建设的快速发展，城市的面积不断扩大，路网不断往外延伸，随着通车里程迅速增多，桥涵数量也随之增加。对桥涵工程要科学设计、合理施工、规范管养日渐受到人们的重视。现在， 国内的桥涵结构设计过程中有这样的倾向： 对桥涵强度的考虑要多于对桥涵使用耐久性的考虑。笔者认为，提高桥涵的安全性和耐久性， 必须首先在设计过程把关，突出桥涵设计在保证桥涵安全性和耐久性的重要作用。现结合工作实际，笔者从桥涵设计角度就提高桥涵安全性进行探讨。
1 提高桥涵安全性、耐久性差的主要原因
1.1 施工管理、养护水平低
桥涵的突然破坏与倒塌，一般来说由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格；也有个别桥涵存在诸如偷工减料，以次充好等严重的管理问题，更是对桥涵安全造成致命的损害。大量的桥涵在远没有过到预期使用寿命时，就出现了影响正常使用的病害与劣化。这与施工质量低下有重要关系，主要的问题有钢筋保护层不足及构件开裂问题（主要原因有：水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等）。这些施工上的缺陷虽然短期内不会对桥涵的正常使用产生明显的影响，但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。
1.2 结构设计不够完善
目前，桥涵结构的设计与施工规范， 重点放在各种荷载作用下的结构强度要求， 而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少。然而， 桥涵在建造和使用过程中， 会受到环境有害化学物质的侵蚀， 并承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用， 同时桥涵所采用材料的自身性能也会不断退化导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究，大多是从材料和统计分析的角度进行的，却很少从结构和设计的角度及设计和施工角度来改善桥涵耐久性研究。
结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案， 其次是结构分析和构件连接的设计， 并取用规范规定的安全系数或可靠性指标验算以保证结构的安全性。许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要， 而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中可能出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性和耐久性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度過小、钢筋直径过细、构件截面过薄等，这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题， 设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。
2 提高桥涵安全性、耐久性的解决措施
2.1 提高混凝土自身的耐久性
提高混凝土自身的耐久性是解决混凝土结构耐久性的前提和基础。混凝土的耐久性主要取决于混凝土的材料组成，其中水灰比、水泥用量、强度等级均对耐久性有较大影响。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）（以下简称《桥规JTGD62》）明确规定了不同使用环境下，结构混凝土的基本要求，对影响混凝土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量和碱含量做出了限制规定，这是《桥规JTGD62》对公路桥涵结构耐久性设计的基本要求，设计时必须严格遵照执行。
2.2 加大钢筋的混凝土保护层厚度
混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提，只有保护层混凝土碳化，钢筋表层钝化膜破坏，钢筋才有可能锈蚀。因此，加大钢筋的混凝土保护层厚度，是保护钢筋免于锈蚀，提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。鉴于此， 《桥规JTGD62》给出了钢筋最小混凝土保护层厚度，但其与国际上较为通用的设计规范相比， 还是有点差距。设计时适当加大钢筋的混凝土保护层厚度对提高混凝土结构耐久性是非常有益的。
2.3 加强构造配筋，防止和控制混凝土裂缝
混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表，反过来，裂缝的存在会增加混凝土渗透性，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。当混凝土开裂后，侵蚀速度将大大加快，形成导致混凝土结构耐久性的进一步退化的恶性循环。因此，防止和控制混凝土的裂缝，对提高混凝土结构的耐久性是十分重要的。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，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。《桥规JTGD62》强调了加强水平防缩钢筋和箍筋在控制裂缝中的作用，提高了水平防收缩钢筋的配筋率和箍筋间距的规定，其指标都比老桥规有所提高，这是防止和控制收缩裂缝的重要构造措施。
3 规范桥涵管养工作
“三分建、七分养”，但长期以来“重建设、轻养护”在桥涵养护管理中表现得十分突出，桥涵失养是桥涵使用性能迅速衰变，最后导致危桥出现的主要原因之一，桥涵管养部门要严格依据《公路养护技术规范》明确职责范围，提高桥涵养护水平。
3.1 完善组织机构
要加强桥涵管养，应根据养护里程、辖区内桥涵数量设立若干名专职桥涵养护工程师负责制定、安排桥涵年度定期检查计划，组织实施辖区内桥涵养护的定期检查，提出检查报告，通报三、四类及危险桥涵的病害状况。由桥涵养护工程师主持辖区内桥涵的养护、检测、维修、改造工作，考核桥涵日常养护质量，收集、整理辖区桥涵的技术档案、提出年度大、中修以及改造计划，负责监督落实和质量控制。只有责任到人，分工明确，才能从机制上扭转目前的重路况轻桥况，只养路不养桥的误区。
3.2 设立专业养护队伍
成立专业养护队，桥涵养护突出的是一个“专”字，做到专业人员、专门程序、专用方法，以保证桥涵工程师的工作布署落实到位，随时掌握桥涵的使用状况，处治各种危急突发事件，并使队伍逐渐从日常养护过渡到具备进行桥涵小、中修甚至大修的能力。
3.3 严格桥涵检查制度
养护队对桥涵以及各种防护设施应坚持日常养护巡查，注意观察桥涵的使用状况，尽量做到每天养护巡查一次，并做好巡查记录，同时，应对各级桥涵组织经常性检查、定期检查和专业检查。
4 建立专门的桥涵档案
将桥涵档案的管理作为市政路桥工程的技术档案管理的重点来抓，对辖区的所有桥涵都要进行建档管理，实现一桥一册一档。要对每座桥涵建立基本状况卡片，收集设计、施工、监理归档文件，历次改造工程，大、中、小修施工原始记录，竣工验收资料，对历次自然灾害、意外损害以及违章超重车辆运行情况进行详细的记录，连同“桥涵经常检查表”、“定期检查数据表”等资料等全部归档管理，为桥涵的科学规范管理打好坚实基础。
5 结束语
综上所述，安全性和耐久性不足是桥涵结构设计迫切需要解决的问题，而引起混凝土结构耐久性失效的原因存在于结构设计、施工及维修的各个环节。目前， 正处在大规模建设桥涵之际，我们要充分认识到混凝土结构耐久性对实施可持续发展战略、节约能源、资源和保护环境所带来的积极和负面影响，积极借鉴国外成功的经验和做法， 从桥涵构造、结构体系和设计理念的角度做好耐久性和安全性的设计研究工作。
参考文献：
[1] JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范。人民交通出版社。
[2] JTG D60-2004，公路桥涵设计通用规范。人民交通出版社。
[3] JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范。人民交通出版社。
[4] GJJ77-98，城市桥涵设计荷载标准。中国建筑工业出版社。
[关键词]：桥涵 安全性 耐久性 探讨
中图分类号：S773.4 文献标识码：S 文章编号：1009-914X（2012）16-0025-01
0 引言
随着我国经济建设的快速发展，城市的面积不断扩大，路网不断往外延伸，随着通车里程迅速增多，桥涵数量也随之增加。对桥涵工程要科学设计、合理施工、规范管养日渐受到人们的重视。现在， 国内的桥涵结构设计过程中有这样的倾向： 对桥涵强度的考虑要多于对桥涵使用耐久性的考虑。笔者认为，提高桥涵的安全性和耐久性， 必须首先在设计过程把关，突出桥涵设计在保证桥涵安全性和耐久性的重要作用。现结合工作实际，笔者从桥涵设计角度就提高桥涵安全性进行探讨。
1 提高桥涵安全性、耐久性差的主要原因
1.1 施工管理、养护水平低
桥涵的突然破坏与倒塌，一般来说由于施工质量没有达到规范和设计要求，典型的问题包括材料强度不足和施工工艺不合格；也有个别桥涵存在诸如偷工减料，以次充好等严重的管理问题，更是对桥涵安全造成致命的损害。大量的桥涵在远没有过到预期使用寿命时，就出现了影响正常使用的病害与劣化。这与施工质量低下有重要关系，主要的问题有钢筋保护层不足及构件开裂问题（主要原因有：水泥选用、混凝土配合比、振捣、养护不当及预应力施加不合理等）。这些施工上的缺陷虽然短期内不会对桥涵的正常使用产生明显的影响，但却会对结构的长期耐久性产生非常不利的危害。
1.2 结构设计不够完善
目前，桥涵结构的设计与施工规范， 重点放在各种荷载作用下的结构强度要求， 而对环境因素作用下的耐久性要求则相对考虑较少。然而， 桥涵在建造和使用过程中， 会受到环境有害化学物质的侵蚀， 并承受车辆、风、地震、疲劳、超载、人为因素等外来作用， 同时桥涵所采用材料的自身性能也会不断退化导致结构各部分不同程度的损伤和劣化。国内从上世纪90年代开始重视了对结构耐久性的研究，大多是从材料和统计分析的角度进行的，却很少从结构和设计的角度及设计和施工角度来改善桥涵耐久性研究。
结构设计的首要任务是选择经济合理的结构方案， 其次是结构分析和构件连接的设计， 并取用规范规定的安全系数或可靠性指标验算以保证结构的安全性。许多设计人员往往只满足于规范对结构强度计算上的安全度需要， 而忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及从设计、施工到使用全过程中可能出现的人为错误等方面去加强和保证结构的安全性和耐久性。有的结构整体性和延性不足，冗余性小；的计算图式和受力路线不明确，造成局部受力过大；有的混凝土强度等级过低、保护层厚度過小、钢筋直径过细、构件截面过薄等，这些都削弱了结构耐久性，会严重影响结构的安全性。结构耐久性不足已成为最现实的一个安全问题， 设计时要从构造、材料等角度采取措施加强结构耐久性。
2 提高桥涵安全性、耐久性的解决措施
2.1 提高混凝土自身的耐久性
提高混凝土自身的耐久性是解决混凝土结构耐久性的前提和基础。混凝土的耐久性主要取决于混凝土的材料组成，其中水灰比、水泥用量、强度等级均对耐久性有较大影响。《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）（以下简称《桥规JTGD62》）明确规定了不同使用环境下，结构混凝土的基本要求，对影响混凝土耐久性的最大水灰比、最小水泥用量、最低强度等级、最大氯离子含量和碱含量做出了限制规定，这是《桥规JTGD62》对公路桥涵结构耐久性设计的基本要求，设计时必须严格遵照执行。
2.2 加大钢筋的混凝土保护层厚度
混凝土碳化是钢筋锈蚀的前提，只有保护层混凝土碳化，钢筋表层钝化膜破坏，钢筋才有可能锈蚀。因此，加大钢筋的混凝土保护层厚度，是保护钢筋免于锈蚀，提高混凝土结构耐久性的最重要的措施之一。鉴于此， 《桥规JTGD62》给出了钢筋最小混凝土保护层厚度，但其与国际上较为通用的设计规范相比， 还是有点差距。设计时适当加大钢筋的混凝土保护层厚度对提高混凝土结构耐久性是非常有益的。
2.3 加强构造配筋，防止和控制混凝土裂缝
混凝土结构的任何损伤与破坏，一般都是首先在混凝土中出现裂缝，裂缝是反映混凝土结构病害的晴雨表，反过来，裂缝的存在会增加混凝土渗透性，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。当混凝土开裂后，侵蚀速度将大大加快，形成导致混凝土结构耐久性的进一步退化的恶性循环。因此，防止和控制混凝土的裂缝，对提高混凝土结构的耐久性是十分重要的。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，控制混凝土施工及使用过程大量出现的非工作裂缝。《桥规JTGD62》强调了加强水平防缩钢筋和箍筋在控制裂缝中的作用，提高了水平防收缩钢筋的配筋率和箍筋间距的规定，其指标都比老桥规有所提高，这是防止和控制收缩裂缝的重要构造措施。
3 规范桥涵管养工作
“三分建、七分养”，但长期以来“重建设、轻养护”在桥涵养护管理中表现得十分突出，桥涵失养是桥涵使用性能迅速衰变，最后导致危桥出现的主要原因之一，桥涵管养部门要严格依据《公路养护技术规范》明确职责范围，提高桥涵养护水平。
3.1 完善组织机构
要加强桥涵管养，应根据养护里程、辖区内桥涵数量设立若干名专职桥涵养护工程师负责制定、安排桥涵年度定期检查计划，组织实施辖区内桥涵养护的定期检查，提出检查报告，通报三、四类及危险桥涵的病害状况。由桥涵养护工程师主持辖区内桥涵的养护、检测、维修、改造工作，考核桥涵日常养护质量，收集、整理辖区桥涵的技术档案、提出年度大、中修以及改造计划，负责监督落实和质量控制。只有责任到人，分工明确，才能从机制上扭转目前的重路况轻桥况，只养路不养桥的误区。
3.2 设立专业养护队伍
成立专业养护队，桥涵养护突出的是一个“专”字，做到专业人员、专门程序、专用方法，以保证桥涵工程师的工作布署落实到位，随时掌握桥涵的使用状况，处治各种危急突发事件，并使队伍逐渐从日常养护过渡到具备进行桥涵小、中修甚至大修的能力。
3.3 严格桥涵检查制度
养护队对桥涵以及各种防护设施应坚持日常养护巡查，注意观察桥涵的使用状况，尽量做到每天养护巡查一次，并做好巡查记录，同时，应对各级桥涵组织经常性检查、定期检查和专业检查。
4 建立专门的桥涵档案
将桥涵档案的管理作为市政路桥工程的技术档案管理的重点来抓，对辖区的所有桥涵都要进行建档管理，实现一桥一册一档。要对每座桥涵建立基本状况卡片，收集设计、施工、监理归档文件，历次改造工程，大、中、小修施工原始记录，竣工验收资料，对历次自然灾害、意外损害以及违章超重车辆运行情况进行详细的记录，连同“桥涵经常检查表”、“定期检查数据表”等资料等全部归档管理，为桥涵的科学规范管理打好坚实基础。
5 结束语
综上所述，安全性和耐久性不足是桥涵结构设计迫切需要解决的问题，而引起混凝土结构耐久性失效的原因存在于结构设计、施工及维修的各个环节。目前， 正处在大规模建设桥涵之际，我们要充分认识到混凝土结构耐久性对实施可持续发展战略、节约能源、资源和保护环境所带来的积极和负面影响，积极借鉴国外成功的经验和做法， 从桥涵构造、结构体系和设计理念的角度做好耐久性和安全性的设计研究工作。
参考文献：
[1] JTG D62-2004，公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范。人民交通出版社。
[2] JTG D60-2004，公路桥涵设计通用规范。人民交通出版社。
[3] JTG/T F50-2011，公路桥涵施工技术规范。人民交通出版社。
[4] GJJ77-98，城市桥涵设计荷载标准。中国建筑工业出版社。