基于性能下混凝土桥梁全寿命养护策略方法的思考

基于性能下混凝土桥梁全寿命养护策略方法的思考

朱献忠1罗小兵2曹蕾2

1望城区农村公路管理站湖南长沙410205；2长沙市公路桥梁建设有限责任公司湖南长沙410007

摘要：随着人们对混凝土桥梁的安全问题更加重视，相关施工企业在控制施工质量外，对混凝土桥梁的全寿命养护问题也更加重视。基于此，本文分析了混凝土桥梁全寿命的性能要求，着重阐述了针对混凝土桥梁的安全性能、适用性能、耐久性，提出了混凝土桥梁全寿命养护的策略方法。

关键词：混凝土桥梁；全寿命养护；维护策略

引言

现阶段，混凝土桥梁被广泛应用于我国的城市桥梁以及公路的建设中，一般有三种较为常用的桥型：拱式桥、梁式桥和斜拉桥。每种桥型都有着不同的优势，针对不同的情况进行应用。在这些混凝土桥梁的建设中，质量问题是所有建筑施工的相关单位都会进行重点考虑的问题。除了在施工阶段对混凝土桥梁进行质量控制外，还要在建成后针对混凝土桥梁的不同性能进行全寿命的养护工作，防止混凝土桥梁的性能退化。

一、混凝土桥梁全寿命性能要求

（一）安全性能

安全性是混凝土桥梁全寿命性能的最基本要求。一般要求能够承担桥梁使用期间的预期荷载，保证车辆和行人通过的安全通畅。现阶段，我国对于混凝土桥梁的设计一般是采用空间转平面的设计方式。在这种设计方式中，能够对相对较窄的混凝土桥梁的安全性更好的把握，但是对于桥面较宽的混凝土桥梁的安全性就无法进行更好的把握。在进行桥面较宽混凝土桥梁设计时，可以通过三维数值分析、空间分析等方式，对混凝土桥梁的稳定性和安全性进行控制。

（二）适用性能

在混凝土桥梁的设计中，要充分考虑桥梁的适用性能。换句话说，就是对混凝土桥梁预计通过的车辆负荷、交通流量等方面进行分析，并体现在桥梁的桥面宽度和结构上。同时，桥梁的适用性能中还包括桥下各种管线电缆的搭载以及桥下车辆、通航等等功能需求的满足。

（三）耐久性能

混凝土桥梁的耐久性能也是全寿命的性能要求之一，混凝土桥梁在建设时一定要对使用的时间进行考量。影响着混凝土桥梁的耐久性能的因素有很多，可以归纳为五种：第一，混凝土材料的特性。在调制混凝土材料中，技术人员要严格按设计要求控制水、水泥作胶凝材料，砂、石作集料等的配比。第二，桥梁的设计。第三，施工质量。在混凝土桥梁的施工中，相关企业要安排专人对质量进行管控。第四，环境因素。风沙、多雨等环境因素都会影响混凝土桥梁的耐久性。第五，桥梁的使用与养护。混凝土桥梁的使用日常维护都会影响混凝土桥梁的耐久性。

二、基于性能下混凝土桥梁全寿命养护策略方法

（一）混凝土桥梁安全性能养护策略

加强混凝土桥梁的安全性，首先需要保障桥梁在使用期间负载情况下的刚度和强度，具备安全储备。在日常维护中，需要建立养护日志，严格限制车辆超载，定期检查，加强对桥梁的养护，在养护中需要注意对风险的分析，需要对风险进行管控。对桥梁结构负荷能力校核的时候，需要根据运载情况综合考量，加强理论分析和研究。通常情况下，对于桥梁结构负荷力的计算，需要建立在实验研究基础上，使用理论经验互相结合的公式计算，尤其是对于复杂环境的桥梁，需要客观的判定其影响因素，综合考量各种变量，例如：混凝土的徐变情况、钢筋锈蚀程度、裂缝情况等等。根据科学合理的计算得出结论。例如：使用塑性极限分析理论，假设混凝土结构塑性变形只发生在特定部位形成塑性铰，塑性铰模型计算相对比较方便，但是在复杂截面，受到多重力的作用下，截面应力的分布情况难以被确定，塑性铰的形成位置等难以被确定，因此使用这种理论计算结果不够理想。还有一种非线性有限元的理论，通过构建数学模型，考量混凝土材料本构关系，研究混凝土裂缝的模型，分析其力学数值，对安全性能进行分析[1]。

（二）混凝土桥梁适用性能养护策略

在设计过程中，需要完全考量桥梁使用之后设计寿命内的跨径、交通流量以及荷载，避免桥梁使用的时候发生河道漫水。交通拥堵等情况，避免出现过大的变形和裂缝。在对桥梁进行加固和加宽处理时，需要尽可能的做到一步到位，避免桥面发生积水现象和排水管的堵塞，保障行车安全和通畅。

（三）混凝土桥梁耐久性能养护策略

对于桥梁出现的耐久性状况，例如混凝土开裂、渗漏的问题，需要及时对桥梁进行养护和维修。对于沿海地区的桥梁，需要提高桥梁结构的保护厚度，提高其混凝土质量，也可在表面做好阻锈涂层。必要的话，需要使用耐久性更强的纤维材料或者不锈材料。对于有制作的桥梁需要在设计时，就做好及时更换支座的便捷设计。在冬季，处理有积雪的桥梁时，需要尽量采用人工除雪方式，减少除雪剂的使用。在维护桥梁的时候，需要控制养护费用，将养护成本控制到最低。对于桥梁上出现裂缝，需要分析其原因，一般情况下有两种原因，一种是承载能力达到极限状态，另一种是混凝土的性能不好，常见的原因如下表一所示：

表一桥梁裂缝的常见原因及解决策略

由于承载能力不足导致的裂缝，除了增加桥梁结构强度和薄弱构件之外，还可以使用更改结构体系的方法，利用桥梁的连续、拱梁组合、板组合作用，将原本的拱式体系转化为梁拱或者连续梁的体系。例如在极限状态不够导致裂缝出现超过极限的时候，需要加强薄弱构件的方法，也就是使用高标号的水泥砂浆进行填缝处理，增加桥体外部的预应力筋，也可以使用化学粘结剂加固构件。若结构混凝土由于性能不佳导致的裂缝，如钢筋遭到锈蚀等，需要使用高分子修补材料、聚合物水泥等进行修补，因此需要加强对防护钢筋的处理，可以在混凝土中增加钢筋阻锈剂、刷涂保护层、涂抹金属层等方法。对桥梁结构进行修复的时候，需要从多个方面进行考量，需要考虑方案的经济性、环保性、社会效益等。对桥梁结构的养护除了要保障性能之外，还需要开展周期性的维护，需要严格限制桥梁车辆负载[2]。

结论

综上所述，混凝土桥梁的全寿命养护对于桥梁的性能最大程度实现有着重要的作用。通过对混凝土桥梁的安全性能、适用性能、耐久性能方面的要求进行分析，并有针对性的提出不同性能下的混凝土桥梁全寿命养护策略，延长了混凝土桥梁的使用寿命，让混凝土桥梁的使用更加安全。

参考文献：

[1]吴斌.混凝土桥梁预防性养护技术的探讨[J].建筑安全，2017，32（07）：70-72.

[2]李文杰，高全明，张旭，侯天宇.考虑管养策略的混凝土桥梁时变可靠度分析[J].公路，2017，62（03）：136-140.