文／馮新安 北京住總集團(tuán)有限責(zé)任公司市政道橋工程總承包部 北京 100000

引言：

當(dāng)今社會(huì)，科技發(fā)展帶動(dòng)了整個(gè)社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)效益的提升，建筑行業(yè)中，路橋作為基建當(dāng)中的重要一環(huán)，其主要目的就是確保社會(huì)發(fā)展，同時(shí)盡量充分發(fā)揮建筑的使用功能，做好道路橋梁系統(tǒng)的建設(shè)。但是我國的橋梁建筑依舊存在著許多問題，需要人們解決，這些問題分為兩個(gè)方面：設(shè)計(jì)方面和建筑方面。

1、橋梁道路設(shè)計(jì)

1.1 橋梁設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

公路橋梁的設(shè)計(jì)能夠影響到公路橋梁建設(shè)工程的質(zhì)量，這就需要我們對(duì)公路橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要依據(jù)準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)計(jì)算，還要在構(gòu)造時(shí)有合理的解決辦法。這不僅要考慮到在施工和使用時(shí)產(chǎn)生的各種負(fù)載重力，還要考慮到在使用時(shí)遇到的各種自然條件下，可能產(chǎn)生的負(fù)面影響。針對(duì)于不同的地區(qū)和不同的地形，就要考慮到一些特殊的在使用時(shí)和自然條件惡劣時(shí)產(chǎn)生的一些因素。

1.2 橋梁設(shè)計(jì)存在的問題

1.2.1 橋梁設(shè)計(jì)方案不夠合理

對(duì)于橋梁來說，在使用時(shí)，橋梁的上面通常會(huì)受到很大的負(fù)載，所以這就要求使用的樁基在使用時(shí)具有很好的穩(wěn)定性和較強(qiáng)的承載能力，鉆孔灌注樁正好具備了這些特點(diǎn)，橋梁樁基的設(shè)計(jì)對(duì)工程質(zhì)量等方面有很大的影響。通過以往的工程試驗(yàn)證明，當(dāng)巖面較平整，樁的嵌巖深度h＞2d 時(shí)，樁側(cè)嵌固力約占總荷載50%以上。隨著嵌固深度增加。承載力也隨之增大。但嵌固深度增加，承載力也隨之增大。嵌固深度h＞3d 時(shí)，承載力增長不大?！豆窐蚝鼗c基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》中計(jì)算單樁軸向受壓容許承載力的公式中沒有對(duì)樁嵌入基巖深度規(guī)定限值。也沒有隨嵌入深度值增大而設(shè)定相關(guān)的折減系數(shù)。因此，在樁基設(shè)計(jì)實(shí)踐中，當(dāng)樁基承載力需要通過較大的嵌巖深度來提高時(shí)，不妨考慮加大樁徑。

1.2.2 設(shè)計(jì)無法達(dá)到相關(guān)要求的標(biāo)準(zhǔn)

我國設(shè)計(jì)人員，對(duì)橋梁公路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，大多只考慮了強(qiáng)度而忽略了公路橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性；考慮強(qiáng)度的極限值而忽略了使用的極限值。而對(duì)于公路橋梁來說，使用時(shí)的質(zhì)量是最重要的；只看重對(duì)結(jié)構(gòu)的建造，對(duì)結(jié)構(gòu)維護(hù)這一層面沒有引起重視。面對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)問題，耐久性只被當(dāng)作一種概念。使用年限也沒有準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面也沒有足夠的耐久性的考量。認(rèn)知的偏差，體現(xiàn)在質(zhì)量和使用年限上，就是失之毫厘差之千里。

1.2.3 橋梁設(shè)計(jì)研究不透徹

橋梁設(shè)計(jì)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)中存在的缺陷問題值得我們重視和思考。根據(jù)具體的項(xiàng)目條件做出科學(xué)合理的工程設(shè)計(jì)，橋梁設(shè)計(jì)應(yīng)在設(shè)計(jì)理念，結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)造細(xì)部等方面做好防患設(shè)計(jì)，盡量減少設(shè)計(jì)缺陷以降低安全隱患。橋梁設(shè)計(jì)缺陷的誘因：1.橋梁節(jié)點(diǎn)存在設(shè)計(jì)薄弱環(huán)節(jié)，尤其是城市高架橋。2.地理?xiàng)l件處理不當(dāng)，對(duì)地質(zhì)情況認(rèn)識(shí)不夠，措施不到位。3.特殊造型橋梁設(shè)計(jì)，追求美觀而不符合受力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4.疲勞破壞考慮不夠，研究不夠。5.缺乏相關(guān)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，很少見到結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的資料，尤其是非標(biāo)準(zhǔn)橋梁，以及橋梁節(jié)點(diǎn)，橋梁實(shí)體破壞〉模型試驗(yàn)〉模型計(jì)算〉理論計(jì)算〉各種假設(shè)。這些因素都會(huì)影響到結(jié)構(gòu)的的安全性和耐久性。現(xiàn)如今，我們建造好的公路橋梁雖然都符合了規(guī)范所要求的強(qiáng)度，卻在未來使用的10年內(nèi)，大概率會(huì)出現(xiàn)各類問題。

1.3 主要對(duì)策

道路橋梁設(shè)計(jì)中，要考慮周邊環(huán)境，橋梁尺寸，規(guī)模，使用材質(zhì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，建造周期，成本，設(shè)計(jì)使用年限等。安全性是橋梁設(shè)計(jì)的大前提和重中之重。橋梁設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到不斷增加的車速，車重，車流量，同時(shí)兼顧溫度，地形，地質(zhì)地貌，優(yōu)先確保設(shè)計(jì)容量充分，足夠，確保橋梁的安全性。橋梁設(shè)計(jì)也要考慮到其經(jīng)濟(jì)性。在滿足結(jié)構(gòu)安全的大前提下，考慮到降低造價(jià)，減小地方財(cái)政負(fù)擔(dān)。橋梁設(shè)計(jì)中，其輸送功能，交通組織功能也非常重要。例如立交橋，橋上橋下均有比較大的車流量，需要考慮到下行車輛撞擊橋墩的危險(xiǎn)性。橋梁也同時(shí)體現(xiàn)設(shè)計(jì)理念，盡可能與周邊景觀相融合，取得設(shè)計(jì)一體的效果。

2、橋梁道路建設(shè)——沉降問題

沉降問題是道路橋梁建設(shè)當(dāng)中遇到的最常見的問題，對(duì)于這個(gè)問題，以下從成因及處理措施兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

2.1 成因

2.1.1 混凝土材料質(zhì)量所導(dǎo)致的沉降

在施工過程中，混凝土的配料需要施工單位進(jìn)行科學(xué)計(jì)算和合理的實(shí)驗(yàn)得出。首先，水泥強(qiáng)度的變化會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。施工單位應(yīng)該按照公式計(jì)算，當(dāng)水灰比等相等時(shí)，高標(biāo)號(hào)水泥比低標(biāo)號(hào)水泥配制出的混凝土抗壓強(qiáng)度高，混凝土施工時(shí)不能用錯(cuò)水泥標(biāo)號(hào)，一般的水泥標(biāo)號(hào)選用應(yīng)當(dāng)與混凝土的強(qiáng)度相適應(yīng)。其次，需要合理調(diào)整好混凝土施工的配合比例，找出混凝土組合材料之間最適合本次工程的比例，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的混凝土。實(shí)驗(yàn)室得出的配合比是以干燥狀態(tài)材料為基礎(chǔ)，而施工工地的砂石骨料都還有一定水分，會(huì)改變產(chǎn)品之間的相適應(yīng)性，對(duì)于混凝土的強(qiáng)度和其他性能也都會(huì)產(chǎn)生不同程度的影響，施工時(shí)要根據(jù)砂石含水的情況進(jìn)行修正。因此，混凝土的材料配料不正確易導(dǎo)致沉降的產(chǎn)生。

2.1.2 鋼筋銹蝕而引起的沉降

作為道路橋梁結(jié)構(gòu)中最為重要的支架，鋼筋一直是被大量使用的材料，鋼筋會(huì)因?yàn)椴涣嫉氖褂脳l件、不當(dāng)?shù)氖褂梅椒ê透鞣N環(huán)境造成的污染，產(chǎn)生銹蝕，鋼筋銹蝕已經(jīng)成為了普遍現(xiàn)象。鋼筋銹蝕會(huì)影響道路橋梁的使用性和持久性，銹蝕嚴(yán)重會(huì)降低道路橋梁的承載力，使之過早產(chǎn)生破壞，大量混凝土結(jié)構(gòu)由于鋼筋銹蝕，安全問題得不到保障，使之不得不被拆除或者維修，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

一般的狀況下，由于混凝土內(nèi)部的PH 值為12 左右，在這個(gè)環(huán)境下，鋼筋周圍會(huì)形成一種保護(hù)膜，稱之為鈍化膜，這種膜可以保護(hù)鋼筋不被銹蝕。而這種鋼筋表面的鈍化膜的穩(wěn)定性主要取決于周圍混凝土的PH 值，即酸堿值?；炷猎谔蓟饔孟拢摻钜蛟仍趬A性介質(zhì)中生成的鈍化膜被破壞而漸漸失去保護(hù)作用，導(dǎo)致鋼筋銹蝕。當(dāng)酸堿值大于十時(shí)，鋼筋的銹蝕速度相對(duì)較小，但是當(dāng)酸堿值小于四時(shí)，鋼筋的銹蝕速度會(huì)以肉眼可見的速度上升?，F(xiàn)代科學(xué)家證明鋼筋銹蝕是從酸堿值達(dá)到11.8 的時(shí)候開始的。這時(shí)的鋼筋的鈍化膜分子結(jié)構(gòu)已經(jīng)開始不再穩(wěn)定，并且被酸堿逐漸破壞，在氧和水的作用下，鋼筋表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，先形成小部分銹斑，最后這些銹斑會(huì)連接成一大片的銹蝕，造成鋼筋銹蝕，由于銹蝕后的鋼筋體積會(huì)發(fā)生膨脹，結(jié)果導(dǎo)致混凝土開裂，最后大量混凝土開裂的縫隙拼接在一起，就會(huì)使道路橋梁產(chǎn)生塌陷沉降。

2.2 沉降問題控制

2.2.1 建筑材料控制

在橋梁混凝土施工過程中，由于氣流的溫度波動(dòng)和混凝土收縮時(shí)所產(chǎn)生的過熱溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力,水化熱問題很嚴(yán)重,水化熱,指的就是水化合時(shí)所釋放出的熱。降低了水化熱,可采用鋼筋混凝土,也可采用鋼筋"雙摻"(摻有粉煤灰、摻有外加劑)。合理地選擇混凝土的配合比盡量減少或增加單位水泥的使用量,在充分滿足建筑設(shè)計(jì)的要求及保證施工質(zhì)量的必要前提下,盡量減少對(duì)單位水泥的使用量,采用中、低熱水泥來降低建筑混凝土的水化熱。另外還可以降低鋼筋混凝土出機(jī)口的溫度,,主要就是可以降低石子的入風(fēng)口對(duì)混凝土的出風(fēng)口溫度所影響最嚴(yán)重的石頭入風(fēng)口溫度與拌合水的溫度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,石子的溫度每下降一度,混凝土輸入機(jī)口的溫度就可以直接下降0.5 攝氏度,水溫每下降一度,混凝土的溫度就可以直接下降0.2 攝氏度。通過建立合理有效的混凝土溫控技術(shù)措施,從而有效地控制了沉降。

2.2.2 鋼筋除銹

工人使用打磨機(jī)鋼絲刷砂紙等工具對(duì)生銹的鋼筋進(jìn)行打磨除銹這種方法屬于人工除銹，需要大量的人力操作，雖然簡(jiǎn)單，但非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且除銹效率特別低，除過銹的鋼筋其性能也會(huì)有所下降，只適用于鋼筋數(shù)量較少，而且鋼筋生銹時(shí)間短的情況。機(jī)械除銹所采用的主要設(shè)備有鋼筋除銹機(jī)、干式噴砂機(jī)和水噴砂機(jī)，其原理都是直接將鋼筋表面的已經(jīng)銹蝕的鋼材進(jìn)行鏟除或者拋光。根據(jù)表面銹蝕程度的不同，可以選擇不同的機(jī)械除銹機(jī)?；瘜W(xué)除銹主要使用鋼筋除銹劑，其中鹽酸草酸型除銹劑其方法簡(jiǎn)單，見效快，成本也較低，得到大量使用，但是這種類型的鋼筋除銹劑有非常大的腐蝕性，容易破壞鋼筋的質(zhì)量，影響鋼筋混凝土的強(qiáng)度。同時(shí)，由于這類除銹劑屬于酸堿性，對(duì)于鋼筋的損害較大，使得鋼筋返銹也非?？?。所以對(duì)于除銹劑的選擇，要選擇有機(jī)酸，沒有輻射，既不會(huì)影響鋼筋的質(zhì)量，又能夠提升鋼筋的牢固性。同時(shí)還要選擇具有防銹性的除銹劑，即除過銹后，在室外自然狀態(tài)下兩到三個(gè)月不會(huì)發(fā)生反銹，使得鋼筋表面產(chǎn)生鈍化膜，安全牢固。只用化學(xué)除銹是不太徹底的，需要綜合采用機(jī)器除銹和人工除銹方法，先將表面比較厚的鍍銹層打磨掉，然后再進(jìn)行化學(xué)除銹。

結(jié)語：

更多國家對(duì)于橋梁修建有更高的要求，許多橋梁技術(shù)正逐漸趨向成熟化發(fā)展。這對(duì)于橋梁設(shè)計(jì)師來說，對(duì)橋梁系統(tǒng)設(shè)計(jì)做到思慮周全是設(shè)計(jì)師必須要掌握的。在此基礎(chǔ)上對(duì)橋梁設(shè)計(jì)的環(huán)保性和嚴(yán)謹(jǐn)性也提出了要求。進(jìn)行合理的橋梁設(shè)計(jì)，提高建筑橋梁設(shè)計(jì)的優(yōu)越性，保證橋梁系統(tǒng)的安全和質(zhì)量。只有從根本上根除道路沉降問題產(chǎn)生的原因，才可以使道路沉降這一問題得到解決。