混凝土桥面板耐久性计算与影响参数分析.pdf

7 4 桥梁建设2 0 1 2年第 4 2 卷第 6 期 ( 总第 2 1 7 期 ) Br i d ge Con s t r u c t i on，Vo 1 4 2，No 6，2 01 2 ( To t a l l y No 21 7 ) 文章 编 号 ： 1 0 0 3 4 7 2 2 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 0 7 4 0 7 混凝土桥面板耐久性计算与影响参数分析 王春生 ， 周 江 ， 缪文辉 ( 1 _ 长安 大 学桥 梁 与隧道 陕西 省重 点实验 室 ， 陕西 西 安 7 1 0 0 6 4 ； 2 中交 第一公 路勘察 设计研 究院有 限公 司 ， 陕 西 西安 7 1 0 0 7 5 ) 摘 要 ： 针 对 目前混 凝 土桥 梁设 计 中对 耐久性 因素作 用 下混凝 土桥 面板 结构 性 能退化 考 虑较 少的问题， 结合耐久性极限状态理论 ， 提 出考虑车辆荷栽作用的混凝土桥面板耐久性计算方法， 并 对混 凝土桥 面板 合理 厚度及 影 响桥 面板耐 久性 的相 关 因素 ( 混 凝 土桥 面板厚 度 、 保 护层 厚 度 、 混 凝 土 强度 以及普 通钢 筋直径 ) 进 行分析 。分析 结果表 明 ： 考 虑耐 久性 需求 的公 路 混凝 土桥 面板 厚 度 宜 大于 2 0 c m； 一般 大 气环 境 下混凝 土桥 面板保 护层 厚度 宜为 3 5 c m， 恶 劣环 境 下 可采取 加 大保 护 层 厚度 、 使 用 高性 能混凝 土 、 增 设 防裂钢 筋 网等技 术措 施 ； 为减 小混 凝土桥 面板 的 裂缝 宽度 、 提 高桥 面板耐 久性 ， 桥 面板 的 配筋 宜采 用直径较 小的普通 钢 筋。 关键 词 ： 混 凝 土桥 面板 ； 耐 久性 ； 钢筋锈 蚀 ； 保 护层 ； 锈胀 开 裂 中图分 类号 ： U4 4 3 3 1 文 献标 志码 ： A Ca l c u l a t i o n a n d I n f l u e n t i a l Pa r a me t e r Ana l y s i s o f Du r a b i l i t y o f Co n c r e t e Br i d g e De c k S l a b s WANG Chu n - s h e n g ，ZHOU Ji an g ， M I AO We n hu i ( 1 Ke y La bor a t o r y f or Br i dg e a nd Tu nne l o f Sha nx i Pr ov i nc e，Ch a ng a n Uni ve r s i t y，Xi a n 7 1 00 64，Ch i n a；2 CCCC Fi r s t Hi ghwa y Con s ul t a nt s Co ，Lt d ，Xi a n 71 0 07 5，Chi na ) Ab s t r a c t ：I n v i e w o f t h e p r ob l e m t ha t t he s t r u c t ur a l p e r f o r ma nc e d e g r a d a t i o n of c o nc r e t e de c k s l a bs u nd e r t he a c t i on o f d ur a b i l i t y f a c t o r s ha s be e n s e l d om c o ns i d e r e d i n t he c u r r e nt d e s i gn o f c on c r e t e b r i dg e s a nd wi t h r e f e r e nc e t o t he c o nc r e t e d ur a bi l i t y l i mi t s t a t e t h e o r y。t he c a l c u l a t i o n me t h od f o r t h e dur a bi l i t y of t he de c k s l a bs，c on s i de r i ng t h e a c t i on o f v e h i c l e l o a d i ng，wa s de ve l op e d a n d t he r a t i on a 1 t h i c k ne s s o f t h e s l a bs a nd t he r e l a t e d f a c t o r s ( e gt he de c k s l a b t h i c kne s s， c on c r e t e c o v e r t h i c kne s s，c o nc r e t e s t r e n gt h a n d or d i na r y r e i n f o r c e m e nt d i a m e t e r s ) ha v i n g i n f l u e nc e s o n t he du r a bi l i t y o f t h e s l a bs we r e a n a l y z e d Th e r e s u l t s of t he a na l y s i s i n di c a t e t ha t t h e t hi c k ne s s o f t he de c k s l a bs of t h e hi g hwa y c o nc r e t e b r i dg e s t h a t c o ns i de r s t he du r a bi l i t y r e qu i r e me n t s s hou l d b e gr e a t e r t h a n 2 0 c m I n t he g e n e r a l a i r e n v i r on m e nt ，t h e c onc r e t e c o v e r t hi c kn e s s o f t he s l a b s s ho ul d b e 3 5 c m whi l e i n t h e ha r s h a i r e nv i r o nme n t 。t h e t e c hn i c a l me a s ur e s of ap p r o p r i a t e i n c r e a s e o f t h e t hi c kn e s s，ut i l i z a t i o n o f t he hi g h pe r f or ma n c e c o nc r e t e a n d a d di ng o f t h e c r a c k r e s i s t a nt r e i n f o r c e m e nt me s h e s s h ou l d b e t a ke n To mi ni m i z e t he wi d t h of c r a c ki n g i n t he d e c k s l a bs a n d t o i m p r o v e t he d ur a b i l i t y，t he r e i nf or c e me n t u s e d f or t h e s l a bs s ho ul d b e t h e or d i n a r y r e i n f o r c e me n t of s ma l l d i a me t e r s Ke y wo r d s： c o nc r e t e de c k s l a b；du r a bi l i t y； r e i nf or c e me nt c or r o s i on； c o nc r e t e c o v e r ； r us t c or r os i o n c r a c ki ng 收稿 日期 ： 基 金 项 目 ： 作 者简 介 ： 2 O 1 2一 O 4一 O 9 西部交通建设科技项 目( 2 0 0 6 3 1 8 2 2 3 0 2 0 4 ， 2 0 1 1 3 1 8 5 1 9 1 4 1 0 ) ； 高等学校全 国优秀博士论 文作者资助项 目( 2 0 0 7 B 4 9 ) C h i n a We s t Tr a n s p o r t a t i o n D e v e l o p me n t Re s e a r c h P r o j e c t s ( 2 0 0 6 3 1 8 2 2 3 0 2 0 4 ，2 0 1 1 3 1 8 5 1 9 1 4 1 0 ) a n d F o u n d a t i o n f o r Au t h or s o f Na t i o n a l Ex c e l l e n t Do c t o r a l Di s s e r t a t i o n o f Ch i n a ( 2 0 0 7 B4 9 ) 王春生 ， 教授 ， E ma i l ： wc s 2 0 0 0 wc s 1 6 3 c o rn。研究 方向： 钢与组合结构桥梁 、 桥梁疲劳断裂 、 桥梁维护与检测评估新技术。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 6 桥梁建设B r i d g e C o n s t r u c t i o n 时 墨 匠 蜓 7 9 7 8 7 6 7 4 量 7 2 匠 7 0 6 8 6 6 6 4 距翼缘外侧距离 ( a )跨 中横 向拉应 力 0 1 2 3 4 5 6 距翼缘外侧距离 m ( b )跨 中挠度 +板厚1 0 c m +板厚1 3 c m +板厚1 6 c m +板厚1 9 c m *板厚2 2 c m 带一板厚2 5 c n l 图 3不同厚度桥面 板跨中横 向拉 应力和挠 度变化 曲线 Fi g 3 Va r i at i o n s o f M i ds pa n Tr a ns v e r s e Te ns i l e St r e s s a nd De f l e c t i o n o f Co nc r e t e De c k S l ab s o f Di f f e r e nt Thi c k ne s s 凝 土桥 面板厚 度 的变 化 ， 桥 面 板跨 中横 向拉 应 力 和 挠 度 的变化 是 比较 明显 的 ， 说 明桥 面板 的厚 度 是 影 响 其受力 性 能 的主要 因素 ； 在车 轮 荷载 作用 下 桥 面 板 的局部 作用非 常 明显 ； 受梁 肋 及横 隔板 刚 度 的影响， 桥面板在梁肋和横隔板处存在应力集中， 但 不 同厚 度桥 面板 的应 力在交 接 点处 基本 相 同 ； 随 着 桥 面板厚 度 的增 加 ， 其 跨 中横 向拉 应 力 曲线 趋 于 平 缓 ， 变化 幅度 减小 ， 这符 合 应 力 平顺 设 计 原 则 ， 当 桥 面板 厚度 增加 到 1 9 c m 时 ， 其 跨 中横 向拉 应 力 变 化 基本 稳定 。 桥 面板 跨 中横 向拉应 力最 大值 和挠度 最大值 随 桥 面板 厚 度 变 化 曲 线 见 图 4 。 由 图 4可 知 ： 在 5 5 0 k N 汽车 荷载 的轴 载作 用下 ， 随着 桥 面板 厚度 的 增加 ， 桥 面板 跨 中横 向拉 应 力 和挠 度 最 大值 均 逐 渐 减 小 ， 但 减小 的 幅度跟 板厚 不成 正 比关 系 ， 而是 大致 莹 j K 堪 翅 j 鹫 K 叵 崮 桥面板厚度 c m ( a )跨 中横 向拉应力最大值 1 0 1 2 1 4 1 6 l 8 2 0 2 2 2 4 2 6 桥面板厚度 c m ( b )跨中挠度最大值 图 4桥面板跨中横向拉应力和挠度最大值变化 曲线 Bg 4 Va r i a t i o ns o f M a xi m u m Va l u e s o f M i d s pa n Tr a n s v e r s e Te ns i l e S t r e s s a n d De f l e c t i o n o f Co nc r e t e De c k S l a b s 成平方关系 ； 桥面板跨 中横向压应力峰值在 6 1 4 MP a ， 满足强度要求， 而跨 中横 向拉应力最大值 在 板厚小 于 1 6 c m 时 ， 超 过 了混 凝 土抗 拉 强 度 标 准 值 ， 将产 生混 凝土 开裂 ， 加速 混凝 土碳化 和氯 离 子的 侵 蚀破 坏 ； 随着 桥 面 板 厚 度 的增 加 ， 跨 中挠 度 最 大值虽有减小， 但减小值没有超过 1 5 mm， 说 明桥 面板厚 度对 变形影 响较 小 。 综合上述分析结果， 考虑耐久性需求的混凝土 桥面板合理厚度应大于 2 0 c m。 3混凝 土桥面 板耐 久性 分析 混凝 土 桥 梁 耐久 性 设计 是 以性 能设 计 为 基础 ， 结合环境侵蚀性和规定的设计使用寿命以及相应的 结 构总造 价 ， 校正 或 修 改 其结 构 设 计 。本 文 以设 计 使用年限为基准 ， 在定量分析的基础上研究适合一 般大气环境 下混凝 土桥 面板耐久性设计 的计 算方 法 。计算 过程 中 ， 各 项参 数按 下列 规定 取用 ： 保 护 层厚度为受力钢筋保护层厚度的平均值 ； 碳化深度 为受力 钢筋 部位混 凝 土碳 化 深度 的平 均 值 ； 混 凝 土 强度取混凝土强度评定值或标准值 ； 环境温度、 湿度 取 年平 均环 境温度 和年 平均 相对 湿度 。 3 1 钢筋 开始锈蚀 寿命 估算 在 碳 化 深度 到 达力 筋 表 面并 使 力 筋脱 钝 之 前 ， 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 混 凝土桥面板耐久性计算与影响参数分析 王春生 ， 周 江 ， 缪文辉 7 7 力 筋 的腐蚀 量很 少 ， 也 即抗 力 衰减很 慢 ； 而 当力 筋 一 旦 开始 腐蚀 ， 其腐 蚀 速度极 快 ， 从而 导致 结构抗 力 衰 减 很快 ， 并 可能 引起混 凝 土桥 面板 突然破 坏 。因此 ， 对 荷载 作用 下混 凝 土 桥 面板 而 言 ， 碳 化 作 用是 引起 其耐久性失效的主要原因。一般大气碳化环境作用 下 ， 可 以定 义混凝 土部 分碳 化 区深度 达 到钢筋 表 面 ， 即引起 力筋 开始脱 钝 时为 混凝 土桥 面板 的耐久 性极 限 状态 的标 志 ， 此 时耐 久性 功能 函数 可表示 为 ： Z ( )一 C z。一 X ( ) 一 0 ( 1 ) 式 中 ， Z ( f ) 为碳 化作用 下混 凝 土桥 面 板 耐久 性 功能 函数 ； c 为混凝土保护层厚度( ram) ； z 。为部分碳化 区 长度 ( mm) ； X ( t ) 为 应 力 状 态 下 的 碳 化 深 度 ( ram )。 。按下 式计 算 ： lz 。一 4 86( 一 H + 1 5H R一 0 45 ) ( c一 5 ) ( 1 n f k 一 2 3 0 ) 式中， H 为环境相对湿度 ( ) ； f 为混凝 土强度 等级 。 参照 文献 8 ， 考 虑环 境温 湿度 、 C O 浓度 及 混 凝土 质量 的影 响 ， 采 用 以下形 式 的碳 化 预测模 型 ： X ( f )一 K K ， K c ( k K K K 。 Kf ( 2 ) 式 中， t 为碳化时间； Ki 为角部修 正系数 ， 通 过理论 分析得出角部混凝土碳化深度是非角部的 2 倍 ， 建 议角部 取 K 一1 4 ， 非 角 部取 K。 ： = = 1 0 。Kc 为 C O 2 浓度影响系数， Kc 一 c c ( o 0 3 ， 其中c 为碳化环境 c o 体积浓度( ) 。K 为浇注面修正 系数 ， 主要 考虑混 凝 土在施 工过 程 中振捣 、 养护 及拆 模 时 间对 碳 化速度 的影 响 ， 根据 实际 工程 调查 ， 建议 对浇注面取 Kp 一1 2 。K 为工作应力影 响系数 ， K 一 1 + ) ( t ) + ) i t ( 1 ) 。 ， 其中， f c ( 1 ) 分别 为 混凝 土压 ( 拉 ) 应 力 值 和 极 限强 度 设 计 值 ； 为 待定 系数 ， 根 据有 关 文 献 _ 9 中 的试 验 数据 可 回归 得 到拉应 力状 态下 a 、 分 别 为 0 0 5 1 7 5 、 0 1 1 5 3 3 ， 压应 力状 态下 a 、 分 别 为 一0 0 6 0 4 3 、 一0 3 8 4 3 1 。 K 为环 境 因子 随机变 量 ， 主要考 虑环 境温 度 与相 对 湿度 对碳 化 的影响 ， 由于环境 温度 、 相 对湿度 有较 强 的相 关性 ， 故将 环 境 温度 影 响 系 数 与 相对 湿 度 影 响 系数 综合 为环 境 因子 K ， K 一2 5 6 T( 1 一 H ) H ， 其 中 ， 丁 为 环 境 年 平 均 温 度 ( ) ， 适 用 范 围 为 1 O 5 0 ； H 为环 境年 平均 相 对湿 度 ( ) 。Kf 为 混凝土质量影响系数 ， Kf 一1 5 8 o 6 f +0 2 1 5 ， 其 中， ， 为混 凝土 立方 体抗 压 强 度标 准 值 ( MP a ) 。 K 为 计 算 模 式 不 定 性 随 机 变 量 ， 主 要 反 映 碳 化 模 型计 算结 果 与实 际测试 结果 之 间的差 异 ， 同时 ， 也 包 含其 他一 些计 算模 型 中未能 考虑 的随 机 因素对混 凝 土碳 化 的影 响 ， 本文 取 K 一2 5 6 。 将式 ( 2 ) 代 入式 ( 1 ) 得到 一般 大气 环境下 钢筋 开 始锈 蚀 的时 间为 ： t 一 ( c z 0 ) g 。 Kj Kc Kp K K Kf 3 2 保护 层 锈胀 寿命估 算 混凝 土保 护 层 厚 度 与 钢 筋 直 径 的 比值 c d、 混 凝土抗压强度 -厂 是影 响混凝土保护层锈胀开裂的 主要参 数 。保 护层锈 胀开 裂 时问按 下式估 算 ： t 一 t + 。 I 式 中 ， t 为 钢筋 开始 锈蚀 到锈胀 开裂 的时 间( 年 ) ； 为 混 凝 土 保 护 层 锈 胀 开 裂 时 的钢 筋 锈 蚀 深 度 ( ram) ； 为 保 护 层 锈 胀 开 裂 前 的 钢 筋 锈 蚀 速 度 ( ram 年) 。 对 于 不 同类 型 的 钢筋 ， 保 护 层 开裂 时 的 I 临界钢 筋 锈蚀 深度 分别按 下 式计算 ： = ( O 0 1 2 c d +O 0 0 0 8 4 _厂 c +O 0 2 2 ) ( 圆钢 筋) = ( O O 0 8 c d +0 0 0 0 5 5 l厂 c +0 0 2 2 ) ( 变形钢筋) =0 0 2 6 c d +0 0 0 2 5 f c +0 0 6 8 ( 箍筋或网状钢 筋) 式 中 ， d为 钢 筋 直 径 ( mm) ； 尼 为 钢 筋 位 置 修 正 系 数 ， 角部钢筋取 1 0 ， 非角部钢筋取 1 3 3 。 保护层开裂前的钢筋锈蚀速度按下式计算 ： 一 4 6k 忌 e 叫 ( H R一 0 45 ) 。 c 。 。 式中， 忌 。 为角部钢筋锈蚀 程度修 正系数 ， 角部钢筋 是 一1 6 ， 中部 钢筋 志 一 1 0 ； 尼 为环 境 条件 修 正 系 数 ， 潮 湿 地 区 志 一 3 0 4 0 ， 干 燥 地 区 。 一2 5 3 5。 4 混凝 土桥面 板 耐久性 影 响参数分 析 采用上述方法对混凝土桥面板厚度 、 保护层厚 度、 混凝土强度 以及普通钢筋直径 4个参数对钢筋 开始锈 蚀 寿命 和混凝 土保 护层 锈胀 开裂 寿命 的影 响 进 行研 究 。 以图 2分析 模 型 为 例 ， 当钢 筋 净保 护 层 厚度 为 3 0 mm， 混 凝土 强度 等级 为 C 4 o ， 环境 温 度 为 2 0 ， 相对湿 度 为 7 O 时 ， 对 不 同厚度 的混凝 土 桥 面板 耐 久 性进 行计 算 分 析 。混凝 土桥 面 板 厚 度 取 1 O 2 5 c m， 按 照等 差 为 3 c m 递增 。经 计算 ， 得 到 混 凝 土桥 面板厚 度对 其 耐 久 性 的影 响 见 图 5 。由 图 5可 知 ： 桥面板厚度 由 1 0 c m增加到 2 0 c m 时， 钢筋开始锈 蚀 时 间和保 护层 锈 胀 开裂 时 间 成 近 似线 性 增 加 ； 板 厚超过 2 0 c m后 ， 钢筋开始锈蚀和保护层锈胀开裂 时 间的增 长趋 缓 。 因此 ， 从 钢 筋开 始 锈蚀 时 间和 保 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 8 桥 梁 建 设Br i d g e Co n s t r u c t i o n 廿 厘 蓉 毯 啦 ll 桥面板厚度 c m ( a )对钢筋开始锈蚀时 间的影 响 桥面板厚度 c m ( b )对保护层锈胀开裂时问 的影响 图 5 混 凝 土 桥 面 板 厚 度 对 其 耐 久 性 的 影 响 Fi g 5 I n f l u e nc e o f Th i c kne s s of Co nc r e t e De c k S l a b s o n Du r a bi l i t y o f t he Sl a b s 护层锈胀开裂时间考虑 ， 混凝土桥 面板合理厚度应 大于 2 0 c m。另外 ， 拉 应 力 加快 了混 凝 土 碳 化 的速 率 ， 而且拉 应力 越大 ， 碳化 的速 率越 大 ； 反之 ， 压 应力 可 以减缓 混凝 土 的碳 化 速率 ， 而且 压应 力越 大 ， 碳 化 速 率越 小 。应 力 状 态 对 混 凝 土 碳 化 的影 响是 显 著 的 ， 这 主要是 由于 在 长 期碳 化 过 程 中 ， 弯 拉 应力 ， 尤 其 高弯 拉应 力水平 ， 造 成混凝 土 内在缺 陷 ( 如原生 的 孔 、 气孑 L 、 微 细裂缝 等) 发 生 了扩 展 、 增 多和 增 大 ， 导 致 C o。 快速 进入 混凝 土 内部发 生碳化 反应 。 对不 同保 护层厚 度 的混凝 土桥 面板耐 久性进 行 计 算 分析 。混 凝 土 桥 面板 厚 度 为 1 9 c m， 保 护 层 厚 度取 2 0 5 0 mm， 按照 等差 为 5 mm 递增 ， 其他 参数 保持不变 。经计算 ， 得到保护层厚度对混凝土桥 面 板耐 久性 的 影 响 见 图 6 。由 图 6可 知 ： 随着 保 护 层 厚度 的增 加 ， 钢筋 开 始 锈 蚀 的 时 间延 缓 。保 护 层 是 钢筋 混凝 土结 构 的 自然 屏 障 ， 保护 层越厚 ， 碳 化所 需 时 间越 长 ， 钢 筋开 始锈 蚀时 间越 晚 。 公 路钢 筋混 凝 土及 预 应力混 凝 土 桥 涵设 计 规 范 规定 的保 护 层 厚度为 3 5 c m， 对于一般受力构件在大气环境下 是 合适 的 ， 但 对于 恶 劣环 境 下 的主 要 受力 构 件 还 应 对 其进 行 验算 ， 在 加 大保 护层 厚 度 的 同 时设 置 防 裂 钢 筋 网 。 对 不 同混 凝土 强度 等级 的混 凝土桥 面板 耐久 性 廿 、 、 犀 露 营 蝮 器 廿 厘 鲁 拦 蝼 啮 隧 保护层厚度 m m ( a )对钢筋开始锈蚀时间的影响 保护层厚度 ,m ( b )对保护层锈胀开裂时间的影响 图 6 保 护 层 厚 度 对 混 凝 土桥 面 板 耐 久 性 的影 响 Fi g 6 I nf l u e nc e o f Co v e r Thi c kn e s s o n Du r a b i l i t y o f Co n c r e t e De c k Sl a bs 进行计算分析。取 C 3 0 C 6 O 7种混凝土强度等级 进行分 析 ， 其他参 数保 持不 变 。经计算 ， 得 到混 凝土 强度 等级对 混凝 土桥 面板 耐 久性 的影 响见 图 7 。由 图 7可知 ： 随着混 凝 土强度 的增 加 ， 混 凝 土 中空 隙率 减小 ， C O 在混凝 土 中的扩 散速 度 减慢 ， 有 利 于 防止 钢筋 锈蚀 。但混 凝 土 的部 分 碳 化 区增加 ， 相 对 C O ： 需要突破的完全碳化区长度减小， 钢筋更容易锈蚀 ， 所 以拉应 力作 用下 钢筋 开始锈 蚀 的时 间先增加 后 减 小 。因此 ， 提 高恶 劣 环境 作 用 下 混凝 土结 构 耐 久性 措 施必 须从 材料 和保 护 层 厚度 两 方 面 综 合 考 虑 ， 采 用 高性 能混凝 土并 适 当增加 混凝 土保 护层厚 度是 一 种 较 为有效 、 合理 的手 段 。 对 采用 不 同直径普 通钢 筋 的混凝 土桥 面板 耐久 性 进行 计算 分析 。取 6 1 8 mm 7种直 径 的纵 向钢 筋进行分析 ， 其他参数保持不变 。经计算 ， 得到普通 钢筋 直径对 混凝 土桥 面板保 护层 锈胀 开裂 时 间的影 响见 图 8 。由图 8可知 ， 纵 向钢 筋直 径 增 大 ， 裂 缝 也 加大， 选用数量多、 直径小的钢筋可以增加混凝土的 握裹面积 ， 减小梁的裂缝宽度， 延长保护层锈胀开裂 的时间。在构件截面尺寸满足要求、 其余条件不违 反规 范规定 、 截 面尺 寸及配 筋率 不变 的情 况下 ， 配置 总截 面面 积相 等 的多 数 量 、 小直 径 的钢 筋 较 配 置少 数量 、 大直 径钢 筋能更 好地 控制 构件 的裂缝 宽度 ， 这 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 混凝土桥 面板 耐久性计算 与影响参 数分析 王春生 ， 周 江， 缪文辉 7 9 J 卜 匠 誊 督 豁 器 廿 厘 营 噬 混凝土强度等级 ( a )对钢筋开始锈蚀 时间的影响 混凝土强度等级 ( b )对保 护层锈胀开裂时间 的影响 图 7混凝 土强度等级对桥 面板耐久性的影响 Fi g 7 I n f l u e n c e o f Co n c r e t e S t r e ng t h o n Dur a bi l i t y o f Co nc r e t e De c k S l a b s 图 8普通钢筋直径对保护层锈胀开 裂时间的影响 Fi g 8 I n f l u e n c e o f Or d i n ar y Re i nf o r c e me n t Di a me t e r s o n Ru s t Cor r o s i o n Cr ac ki ng o f Co nc r e t e Cov e r 对提高结构耐久性很重要。 5 结 论 本文给出了混凝土桥面板在一般大气环境下的 耐 久性 分析 方法 ， 并 对 混凝 土 桥 面 板 合 理厚 度 及 影 响混凝土桥面板耐久性 的主要因素进行 了分析 ， 得 到 以下结 论 ： ( 1 )混 凝 土桥 面板 应 有 足 够 的厚 度 ， 且 设 计 时 应考虑耐久性方面的影 响； 考虑耐久性需求的公路 混凝 土桥 面 板 宜 大 于 2 0 c m， 否 则 会 因混 凝 土 裂 缝 加 速碳化 和 氯离子 侵蚀 破坏 。 ( 2 )公 路混凝 土桥 梁设 计规 范 规 定 的混凝 土 桥 面板 保护 层厚 度 为 3 5 c m， 这 对 于 一 般 受 力 构 件 在大 气环境 下 是合 适 的 ， 但 在 恶 劣 环境 下 应 对 其进 行验算 ， 必要时可采取加大保护层厚度、 使用高性能 混凝 土 、 增 设 防裂钢 筋 网等技 术措施 。 ( 3 )为减 小 混 凝 土 桥 面板 的 裂缝 宽度 、 提 高桥 面板 耐久性 ， 桥 面板 的配 筋 宜 采用 直 径 较 小 的 普通 钢筋 。 另外 ， 目前 混凝 土桥 梁耐 久性分 析 中 ， 还 没有针 对 钢筋 在 有 应 力 条 件 下 的统 一 耐久 性 寿 命 评 价 模 型 ， 因此还 需要 更 多 的试 验研 究 和 工程 经 验积 累完 善 混凝 土桥 梁 的耐久 性设计 方 法 。 参 考文 献 ( R e f e r e n c e s ) ： 1 D B 2 3 T 0 8 7 2 0 0 2 ， 桥 梁结 构高耐久 性混凝土设计 与 施工 规程 E s ( DB 2 3 T 0 8 7 2 0 0 2， Co d e f o r De s i g n a n d Co n s t r u c t i o n o f Hi g h D u r a b i l i t y C o n c r e t e f o r B r i d g e S t r u c t u r e S ) 2 盖青 山 ， 元成方 ， 宋 战平 松花 江公路大桥 结构混凝 土 耐久性试验 J 桥梁建设 ， 2 0 1 1 ， ( 5 ) ： 4 4 4 9 ( GA1 Qi n g - s h a n。YUAN Ch e n g - f a n g，S ONG Z h a n p i ng Te s t i ng o f Dur ab i l i t y o f St r u c t u r al Co nc r e t e o f S o n g h u a R i v e r Hi g h w a y B r i d g e J B r i d g e C o n s t r u c t i on，2 011，( 5 )：4 4 49 i n Chi ne s e) 3 S c h l a f l i M，B r u h wi l e r E F a t i g u e o f E x i s t i n g R e i n f o r c e d C o n c r e t e B r i d g e D e c k S l a b s J E n g i n e e r i n g S t r u c t u r e s ，1 9 9 8 ，2 0 ( 1 1 ) ：9 9 1 9 9 8 4 J i h a n g F e n g R e i n f o r c e d C o n c r e t e B r i d g e D e c k F a t i g u e U n de r Tr uc k W h e e l Lo a d(Do c t or a t e Di s s e r t a t i on) D D e t r o i t ： Wa y n e S t a t e Un i v e r s i t y ，2 0 0 3 E s J T G D 6 2 2 0 0 4 ， 公路 钢筋混 凝土 及预 应力混 凝 土桥 涵设计规 范 s ( J TG D6 2 2 0 0 4，Co d e f o r De s i g n o f Hi g h wa y Re i n f or c e d Con c r e t e a n d Pr e s t r es s e d Conc r e t e Br i dg e a n d C u 1 v e r t s E S ) 6 C E C S 2 2 0 ： 2 0 0 7 ， 混凝 土结构 耐久性评定标 准 s ( CECS 2 2 0：2 0 0 7 ，S t a n d a r d f o r Du r a b i l i t y As s e s s me n t o f C o n c r e t e S t r u c t u r e S ) E 7 牛荻涛混凝 土结构 耐久性与寿命 预测 M 北京 ： 科 学 出 版 社 ， 2 0 0 3 ( NI U Di- t a o Du r a b i l i t y a n d Li f e Pr e d i c t i o n o f Re i n f o r c e d C o n c r e t e S t r u c t u r e M B e ij i n g ： S c i e n c e P r e s s ， 2 003 i n Chi ne s e ) 8 中国工程 院土木水利 与建筑学 部 门， 工程结 构安全 性 与耐久性研究咨询项 目组混凝土结构耐久性设计 与 施工指南 M 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 0 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m