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【摘 要】 文章通过对城市桥梁设计中耐久性问题进行探讨，并针对桥梁结构设计过程中耐久性问题的具体表现，提出了改善桥梁设计提高耐久性的可行性措施，使桥梁工程得到合理的建设。可以看出，掌握桥梁结构安全性和耐久性设计的基本原理，可以减少或避免桥梁因安全性和耐久性不足而发生的破坏，以确保桥梁使用者的安全和提高桥梁的使用寿命。
【关键词】 桥梁工程;质量问题;耐久安全;桥面设计
1 混凝土耐久性问题的具体表现
1.1桥梁梁体以及桥墩部分的混凝土出现开裂：梁体和桥墩属于大体积混凝土结构，也是受力的主体，桥梁在使用一段时间后，桥梁和桥墩在反复荷载的作用下，经常出现开裂，影响了桥梁的受力性能，对行车安全造成一定的威胁。
1.2钢筋锈蚀：钢筋锈蚀在跨河桥中最为严重，由于钢筋混凝土长期在水中浸泡，水或者其他腐蚀性物质就会顺着焊接缝隙或者混凝土裂缝进入到钢筋内部，对结构进行侵蚀，裂缝逐步扩大，最终造成严重后果。
1.3混凝土钢筋保护层太薄：由于保护层比较薄，经过一段时间的使用，保护层受到磨损，混凝土钢筋外露，影响桥梁的使用性能。
1.4混凝土的抗水性能、抗碳化性能以及有害离子的渗透性比较差。
以上问题的主要原因就是混凝土原材料中或者环境介质中的氯离子深入到了钢筋混凝土的内部，氯离子聚少成多之后就会破坏钢筋，使钢筋锈蚀，减少钢筋的有效截面，大大降低了混凝土的粘结强度，破坏混凝土结构的耐久性。
2 影响混凝土结构耐久性的主要因素
2.1设计要求的耐久性低
我国的结构设计规范中考虑的主要因素是在荷载作用下桥梁结构的安全性，对于在环境作用下的耐久性要求比較低，在规定中，大部分指标都是一些定性的规定，在结构细节方面存在很多不足。所以在最初的设计中，对于混凝土结构的耐久性要求就比较低，这是导致混凝土耐久性问题的直接因素。
2.2施工中追赶工期，忽略质量
在施工的时候，很多施工单位为了追赶工期，提高施工进度，同时提高混凝土的强度等级，这样就会使混凝土结构的耐久性大大降低。尤其是在一些桥梁建设中，在混凝土中掺入早强剂，造成混凝土内部结构以及后期强度均发展不良，在使用过程中容易开裂，耐久性大大降低。
2.3使用中检测和维修不及时
混凝土结构的耐久性要配合正确的使用以及正常的检测和维修。在我国的桥梁建设管理中，往往存在一种错误的思想，就是“重新建、轻维修”，对于一些基础设施，我们应该在设计的时候就对结构的全寿命作经济的分析和评价，最经济的方式就是适当地增加初期投资费用，以达到强化结构耐久性的目的。
3 混凝土结构耐久性设计原则
在做混凝土结构耐久性设计的时候，首先，设计人员应该明确这个混凝土结构耐久性的目标，也就是桥梁预期设计使用期限是多少;另外，还要了解混凝土结构耐久性的失效标准。目前，针对拟建桥梁的预期使用期限已经有明确的规定，使用寿命划分为3类;但是对于混凝土结构耐久性失效标准还没有一致的看法，对于普通的混凝土结构，普遍的学者认为耐久性失效标志有两种：一个是由于耐久性退化，结构发生变形，从而不能正常使用，这种主要是以钢筋锈蚀开裂为标准;另外一种就是由于混凝土结构性能退化，承载能力大大降低，进而不能正常使用。
4 混凝土结构耐久性设计内容
4.1材料的选择
4.1.1结合具体的使用环境、耐久性等级以及设计使用寿命的要求，选择合适的混凝土原材料与配合比，并且确定不同强度等级的水灰比、混凝土及水泥用量。在环境侵蚀作用比较小的情况下，桩基混凝土的强度等级可以采用C25，水灰比在0.6左右，水泥用量大约是260kg/m;如果环境侵蚀作用比较大的话，混凝土的强度等级就需提高至C40，水灰比大约0.6，水泥的最低用量控制在380kg/左右。
4.1.2如果混凝土是在冻融环境中使用，要根据冻融的平均次数，确定掺入引气剂的数量，大约占水泥重量的4.5%到7%之间。
4.1.3如果工程项目是在一些沿海城市，或者有氯盐侵蚀的环境中，就要控制混凝土原材料中氯离子的含量，大约占水泥重量的0.1%。
4.1.4在化学侵蚀严重的环境中，主要受力钢筋可以考虑使用耐腐蚀性能好的合金钢材或者是环氧涂层钢筋。
4.2裂缝宽度的限制
我国现行的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中对于不同环境中裂缝的宽度给出了具体的限制值，在Ⅰ类环境（温暖或寒冷地区的大气环境，与无侵蚀性的水或土壤接触的环境）、Ⅱ类环境（严寒地区的大气环境，使用除冰盐环境、滨海环境中最大允许裂缝宽度是0.2毫米，在Ⅲ类环境（海水环境），Ⅳ类环境（受侵蚀性物质影响的环境）中，最大允许裂缝宽度是0.15毫米。
4.3桥面设计
在桥梁结构中，桥面是直接接触车辆的部件，也是排水的第一道防线。在使用过程中，桥面不仅要承受着汽车行驶的冲击碾压作用，还要承受由主梁传递过来的挠变和反复应力，所以特别容易出现早期损害现象，从而破坏桥面的防水系统，降低防水性能，使桥梁的主筋受到腐蚀，所以在设计混凝土耐久性的时候要特别注意桥面的铺装。桥面铺装和主梁间的防水层是桥梁防水的第二道防线，在很多设计中只采用防水混凝土做简单的防水。这种做法是错误的，因为防水混凝土是一种刚性防水层，如果开裂，防水性能就会大大降低，严重影响桥梁的使用。
4.4伸缩缝的控制
伸缩缝作为桥面的重要组成部分，是影响桥梁的舒适性、伸缩性的直接因素。在设计过程中，往往因为对主梁的收缩徐变考虑不充分，出现型号选择不当的问题，导致梁端在高温时出现挤压损坏，或者在低温时出现拉坏梁体的现象。伸缩缝不仅要保证梁体在纵向的伸缩，还要重视防水功能设计。目前，很多设计中采用的是直线式伸缩缝，这种设计方式虽然比较方便，但是在桥梁两边的护栏处就会形成漏水区域，留下质量隐患。所以，笔者建议在设计的时候选用横向而且两端有翘头的伸缩缝，这样整个伸缩缝就可以形成一个U型闭合良好的槽，能够有效避免桥面的积水顺着伸缩缝泄漏到混凝土结构中。
4.5桩顶的设计
桥梁的桩基安全是决定桥梁整体安全的关键因素，所以在桥梁设计中的地位非常关键。桩基顶部和承台或者墩身相连接，受到截面突变的影响，是应力比较集中的位置。桥梁的桩顶通常是设计在地面线附近，受到地面水、桥面排下的冰水、地下水等因素的影响，长期处于腐蚀性比较大或者干湿交替的环境中，这些环境影响对桩顶混凝土的耐久性非常不利。所以，桥梁桩顶的设计一定要结合桩顶水位、土质等情况合理选择环境等级，确定保护层的最佳厚度。
5 结语
目前，比较常用的桥梁结构就是混凝土结构，但是长期的使用发现，混凝土结构在耐久性方面存在很多不足，这些不足严重影响了桥梁的使用，甚至威胁到人民生命财产安全，还给国家造成了不必要的经济损失。所以对于混凝土结构的耐久性研究是非常必要的，要有效的提高混凝土的耐久性就要从设计做起，从本质上控制问题的发生，使桥梁可以更好地为经济发展服务。
参考文献：
[1]邱树才.桥梁安全性、耐久性差的主要原因及改进措施[J].中国新技术新产品，2009，（11）：100.
[2]魏燕.公路桥梁设计施工中的安全性分析[J].科技创新与应用，2012，（8）：110.
[3]安宏钧.钢筋混凝土桥梁耐久性分析[J].交通世界：建养·机械，2011，（6）：11-15.
【关键词】 桥梁工程;质量问题;耐久安全;桥面设计
1 混凝土耐久性问题的具体表现
1.1桥梁梁体以及桥墩部分的混凝土出现开裂：梁体和桥墩属于大体积混凝土结构，也是受力的主体，桥梁在使用一段时间后，桥梁和桥墩在反复荷载的作用下，经常出现开裂，影响了桥梁的受力性能，对行车安全造成一定的威胁。
1.2钢筋锈蚀：钢筋锈蚀在跨河桥中最为严重，由于钢筋混凝土长期在水中浸泡，水或者其他腐蚀性物质就会顺着焊接缝隙或者混凝土裂缝进入到钢筋内部，对结构进行侵蚀，裂缝逐步扩大，最终造成严重后果。
1.3混凝土钢筋保护层太薄：由于保护层比较薄，经过一段时间的使用，保护层受到磨损，混凝土钢筋外露，影响桥梁的使用性能。
1.4混凝土的抗水性能、抗碳化性能以及有害离子的渗透性比较差。
以上问题的主要原因就是混凝土原材料中或者环境介质中的氯离子深入到了钢筋混凝土的内部，氯离子聚少成多之后就会破坏钢筋，使钢筋锈蚀，减少钢筋的有效截面，大大降低了混凝土的粘结强度，破坏混凝土结构的耐久性。
2 影响混凝土结构耐久性的主要因素
2.1设计要求的耐久性低
我国的结构设计规范中考虑的主要因素是在荷载作用下桥梁结构的安全性，对于在环境作用下的耐久性要求比較低，在规定中，大部分指标都是一些定性的规定，在结构细节方面存在很多不足。所以在最初的设计中，对于混凝土结构的耐久性要求就比较低，这是导致混凝土耐久性问题的直接因素。
2.2施工中追赶工期，忽略质量
在施工的时候，很多施工单位为了追赶工期，提高施工进度，同时提高混凝土的强度等级，这样就会使混凝土结构的耐久性大大降低。尤其是在一些桥梁建设中，在混凝土中掺入早强剂，造成混凝土内部结构以及后期强度均发展不良，在使用过程中容易开裂，耐久性大大降低。
2.3使用中检测和维修不及时
混凝土结构的耐久性要配合正确的使用以及正常的检测和维修。在我国的桥梁建设管理中，往往存在一种错误的思想，就是“重新建、轻维修”，对于一些基础设施，我们应该在设计的时候就对结构的全寿命作经济的分析和评价，最经济的方式就是适当地增加初期投资费用，以达到强化结构耐久性的目的。
3 混凝土结构耐久性设计原则
在做混凝土结构耐久性设计的时候，首先，设计人员应该明确这个混凝土结构耐久性的目标，也就是桥梁预期设计使用期限是多少;另外，还要了解混凝土结构耐久性的失效标准。目前，针对拟建桥梁的预期使用期限已经有明确的规定，使用寿命划分为3类;但是对于混凝土结构耐久性失效标准还没有一致的看法，对于普通的混凝土结构，普遍的学者认为耐久性失效标志有两种：一个是由于耐久性退化，结构发生变形，从而不能正常使用，这种主要是以钢筋锈蚀开裂为标准;另外一种就是由于混凝土结构性能退化，承载能力大大降低，进而不能正常使用。
4 混凝土结构耐久性设计内容
4.1材料的选择
4.1.1结合具体的使用环境、耐久性等级以及设计使用寿命的要求，选择合适的混凝土原材料与配合比，并且确定不同强度等级的水灰比、混凝土及水泥用量。在环境侵蚀作用比较小的情况下，桩基混凝土的强度等级可以采用C25，水灰比在0.6左右，水泥用量大约是260kg/m;如果环境侵蚀作用比较大的话，混凝土的强度等级就需提高至C40，水灰比大约0.6，水泥的最低用量控制在380kg/左右。
4.1.2如果混凝土是在冻融环境中使用，要根据冻融的平均次数，确定掺入引气剂的数量，大约占水泥重量的4.5%到7%之间。
4.1.3如果工程项目是在一些沿海城市，或者有氯盐侵蚀的环境中，就要控制混凝土原材料中氯离子的含量，大约占水泥重量的0.1%。
4.1.4在化学侵蚀严重的环境中，主要受力钢筋可以考虑使用耐腐蚀性能好的合金钢材或者是环氧涂层钢筋。
4.2裂缝宽度的限制
我国现行的《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中对于不同环境中裂缝的宽度给出了具体的限制值，在Ⅰ类环境（温暖或寒冷地区的大气环境，与无侵蚀性的水或土壤接触的环境）、Ⅱ类环境（严寒地区的大气环境，使用除冰盐环境、滨海环境中最大允许裂缝宽度是0.2毫米，在Ⅲ类环境（海水环境），Ⅳ类环境（受侵蚀性物质影响的环境）中，最大允许裂缝宽度是0.15毫米。
4.3桥面设计
在桥梁结构中，桥面是直接接触车辆的部件，也是排水的第一道防线。在使用过程中，桥面不仅要承受着汽车行驶的冲击碾压作用，还要承受由主梁传递过来的挠变和反复应力，所以特别容易出现早期损害现象，从而破坏桥面的防水系统，降低防水性能，使桥梁的主筋受到腐蚀，所以在设计混凝土耐久性的时候要特别注意桥面的铺装。桥面铺装和主梁间的防水层是桥梁防水的第二道防线，在很多设计中只采用防水混凝土做简单的防水。这种做法是错误的，因为防水混凝土是一种刚性防水层，如果开裂，防水性能就会大大降低，严重影响桥梁的使用。
4.4伸缩缝的控制
伸缩缝作为桥面的重要组成部分，是影响桥梁的舒适性、伸缩性的直接因素。在设计过程中，往往因为对主梁的收缩徐变考虑不充分，出现型号选择不当的问题，导致梁端在高温时出现挤压损坏，或者在低温时出现拉坏梁体的现象。伸缩缝不仅要保证梁体在纵向的伸缩，还要重视防水功能设计。目前，很多设计中采用的是直线式伸缩缝，这种设计方式虽然比较方便，但是在桥梁两边的护栏处就会形成漏水区域，留下质量隐患。所以，笔者建议在设计的时候选用横向而且两端有翘头的伸缩缝，这样整个伸缩缝就可以形成一个U型闭合良好的槽，能够有效避免桥面的积水顺着伸缩缝泄漏到混凝土结构中。
4.5桩顶的设计
桥梁的桩基安全是决定桥梁整体安全的关键因素，所以在桥梁设计中的地位非常关键。桩基顶部和承台或者墩身相连接，受到截面突变的影响，是应力比较集中的位置。桥梁的桩顶通常是设计在地面线附近，受到地面水、桥面排下的冰水、地下水等因素的影响，长期处于腐蚀性比较大或者干湿交替的环境中，这些环境影响对桩顶混凝土的耐久性非常不利。所以，桥梁桩顶的设计一定要结合桩顶水位、土质等情况合理选择环境等级，确定保护层的最佳厚度。
5 结语
目前，比较常用的桥梁结构就是混凝土结构，但是长期的使用发现，混凝土结构在耐久性方面存在很多不足，这些不足严重影响了桥梁的使用，甚至威胁到人民生命财产安全，还给国家造成了不必要的经济损失。所以对于混凝土结构的耐久性研究是非常必要的，要有效的提高混凝土的耐久性就要从设计做起，从本质上控制问题的发生，使桥梁可以更好地为经济发展服务。
参考文献：
[1]邱树才.桥梁安全性、耐久性差的主要原因及改进措施[J].中国新技术新产品，2009，（11）：100.
[2]魏燕.公路桥梁设计施工中的安全性分析[J].科技创新与应用，2012，（8）：110.
[3]安宏钧.钢筋混凝土桥梁耐久性分析[J].交通世界：建养·机械，2011，（6）：11-15.