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1 1 4 桥梁结构 城 市道桥与 防洪 2 0 1 1 年 7 月第 7 期 混凝土桥梁结构耐久性设计探讨 康莉， 刘旭锴 天津 市市政 工程设 计研 究院 天津 市 3 0 0 0 5 1 摘要 随着交 通事 业 的不 断发 展， 桥 梁建设 力度 逐渐加 大 ， 桥梁结 构的安 全耐 久性也 引起 人们 的高 度重 视 。该 文从 桥梁病 害 的原 因人 手 ， 对 混凝 土裂缝 进行分 析 ， 从设计 角度 出发 ， 就设 计基 本要 求 和应对 措施 进行 了较 系统 的论 述 ， 对桥 梁耐 久性设 计 具有较实用的借鉴和参考作用 。 关键 词 耐 久性 ； 设计 ； 混凝 土 ； 桥梁 中圈分类号 U 4 4 2 ． 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 7 7 1 6 2 0 1 1 O 7 一 O l 1 4 一 o 4 0 引言 长期以来，人 们受混凝土是一种耐久性能 良 好 的建筑材料这一认识 的影 响，忽视 了钢筋混凝 土结构耐久性 问题，致使 以往 的设计普遍存在重 视强度设计而轻视耐久性设计的现象， 并为此付 出了巨大的代价。随着我国公路桥梁建设事业蓬 勃发展 ，桥梁结构耐久性问题越来越 引起桥梁界 的重视 。现行 的桥梁设计规范 o 4版 对混凝土桥 梁的耐久性做了专项的要求 ，根据不同设计年限 及相应 的极 限状态和不同的环境类别及其作用等 级进行耐久性设计。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，而忽视结 构 体系 、 构 造 、 材 料 、 施 工 、 维 护等影 响耐久 性 的 因素 。 作为桥梁建设 的起点部门 ， 设计人员应及 时 更新设计理念 ，从设计角度重视 解决桥 梁使用 中 如混凝土开裂、 保护层厚度不足、 桥面防水失效等 常见通病的发生以提高桥梁结构耐久性。 本文从桥梁病害的原因入手 ，对混凝土裂缝 进行分析， 从设计角度出发， 就设计基本要求和应 对措施进行了较系统的论述 ，并结合近年来的设 计实践 经验 ， 进行了总结 ， 对桥梁耐久性设计具有 较实用 的借鉴和参考作用。 1 桥梁病害分析 要做好耐久性设计 ， 首先要清楚既有桥梁病害 情况 ， 从桥梁运营的实际情况中汲取经验 ， 做到有 的放矢。混凝土结构的病害表现形式多种多样 ， 引 起病害 的原因错综 复杂 ，从引起病害的原因来分 析 ， 可以将其划分为两大类 第一类为由环境作用 引起的混凝土结构损伤与破坏。 由于混凝土的缺陷 例如裂隙、 孔道 、 汽泡 、 孔穴等 ， 环境 中的水及侵 收稿 日期 2 0 1 l O 4 - o 7 作者简介 康莉 1 9 7 3 一 ， 女 ， 河北石家庄人， 硕士 ， 教授级高 级 工程师 ， 从事 桥梁工 程设 计工作 。 蚀性介质就可能渗入混凝土内部 ， 与混凝土 中某些 成份发生化学 、 物理反应 ， 引起混凝 土损伤 ， 影 响结 构 的受力性能和耐久性。 第二类为 由荷载作用或设 计 、 施工不当造成 的混凝土结构损伤。 例如 ， 由于超 载作用引起的裂缝 ，动力冲击作用 引起疲劳破坏 。 构造措施和施工方法不当引起结构裂缝等。 环境 因素引起 的混凝土结构损伤或破坏主要 包括混凝土的碳化、氯离子的侵蚀、碱 一骨料反 应 、 冻融循环破坏 、 钢筋锈蚀 。特别值得一 提的是 冻融循环破坏 。北方地区冬季一般均采用 撤盐 除 冰 ，由于盐类与冻融循环的共同作用 引起 盐冻 破坏是冻融循环破坏 的一种特殊形式 。盐 冻破坏 是静水压及盐溶液 的渗透压和结晶压共 同作用 的 结果 ， 因此， 盐冻破坏要比单纯的冻融破坏严酷得 多。 盐冻破坏 区别于其他破坏形式 的主要特征是 1 表面分层剥落 ， 骨料暴 露 ， 但剥落层 下面的混 凝 土完好 ； 2 破坏速度快 ， 对 未采用 防盐 冻措施 而使用除冰盐者， 少则一冬， 多则几冬 ， 即可产生 严 重盐冻 破坏 ； 3 在没 有干 扰 的剥蚀 表面或 裂 缝中可见到白色盐结晶体。 值得注意 的是 ，上述所有侵蚀混凝 土和钢筋 的作用都需要有水作介质 。 另一方面 ， 几乎所有 的 侵蚀作用对混凝土结构的破坏都与侵蚀作用 引起 的混凝 土膨胀 ， 最终导致混凝 土的开裂有关。 而且 当混凝土结构开裂后， 腐蚀速度将大大加快， 形成 导致 混凝 土结 构 的耐久性 进 一步退 化 的恶 化循 环 。因此 ， 对新建结构而言， 提高混凝土结构耐久 性的基本途径是增强混凝土的密实度 ，防止和控 制混凝土开裂 ， 阻止水分 的侵入 ， 同时加大混凝土 保护层 的厚度 ，防止 由于混凝 土保护层碳化引起 钢筋钝化膜 的破坏 。 对于在役桥梁而言 ， 提高混凝 土结构耐久性 的基本思路是在清 除病害根源 的基 础上 ， 封堵裂缝 ， 修补 破损 混凝 土 ， 增设 防水 层 ， 防止水分 的侵入 ， 同时还要注意原桥 的设计标准 ， 控制运营车载在设计要求范 围内。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年 7 月第 7 期 城 市道桥 与防洪 桥梁结构 1 1 5 2混凝 土 结构 的 裂缝 分析 实践表明 ， 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 的存在会 增加混凝土渗透性 ，提供使侵蚀破 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 速度将加 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 ，所 以应注 重混 凝 土的裂缝控制 。 控制结构裂缝 ， 首先要 明 白裂缝 产生 的原 因。 混 凝 土结 构 的裂缝 是 由材 料 内部 的初 始 缺 陷、微裂缝 的扩展 而引起 的。引起 裂缝 的原 因很 多 ， 但 可归纳 为两 大类 第 一类 由外荷 载引起 的 裂缝 ， 称为 结构性 裂缝 又称 为受 力 裂缝 ， 其 裂 缝 的分 布及宽 度与外荷 载有 关 。 这种裂缝的 出现 ， 预示结构 承载力 可能不 足或存 在其他严 重 问题 。 第 二类 由变形 引起 的裂缝 ， 称 为非结 构性裂 缝 ， 如温度变化 、混凝 土收缩 等因素引起 的结构 变形 受到限制 时 ， 在结构 内部就会 产生拉应力 ， 当此应 力达到混凝 土抗拉强度极限值时 ，即会 引起 混凝 土裂缝 ， 裂缝一 旦 出现 ， 变形得 到释放 ， 拉应 力也 就消失了。 两类裂缝有 明显 的区别 ， 危 害效果也 不相 同 ， 有时两类 裂缝 融在一起 。 调查 资料表 明 ， 在两类裂 缝 中以变形 引起 的裂缝 占主导 的约 占 8 0 ％； 以荷 载引起的裂缝 占主导的约 占 2 0 ％。混凝土的非结 构性裂缝根据其形成的时间可分为 混凝 土硬化 前裂缝 、 硬化过 程裂缝 和完全硬化后裂缝 。 非结构 性裂缝的产生受混凝土材料组成 、 浇筑方法 ， 养护 条件和使用环境等多种 因素影 响。所 以在设计 中 除 了计算考虑裂缝控制外 ， 更多 的是要从施工 、 构 造等预防措施人手 。 3 混凝 土桥 梁 耐 久性设 计 思路 与 内容 混凝 土桥 梁结构的耐久性取决 于混凝土材料 的 自身特性和结构 的使用环境 ， 与结构设计 、 施 工 及养护管理密切相关 。 作为工程建设 的基础 环节 ， 设计单位应将耐久性设计 内容作 为强制性要求 在 设计 文件 中予 以明确 ， 以督 促 、 指 导施工 ， 把好 工 程建设 的第一关 。首先应该指 出对影响混凝 土 自 身耐久性 的主要指标加 以控制 ，满足这些 限值 规 定是混凝土结构耐久性设计 的基 本 内容 。其次 除 了严格地按现行规范进行控制计算 外 ，还要针 对 不 同部位和环境特点 ， 结合既有桥梁 的病 害分析 ， 在设计 中采取专项 的应对措施 ，注重细节处理 和 构 造 改 进 。 3 ． 1 耐 久 性 设 计 的基 本 要 求 首先要进行环境特点分 析 ，要 明确场 区的特 点 ， 注重对地质报告成果 的分析研究 。 特别是河 道 水 、 地下水 地表水 T k质分析 ， 各种腐蚀成分 c l 一 、 S O 4 2 - 等含量 等 ， 并将此作 为设计 基本 资料纳入设 计文件 。 其次要确定化学 防腐 等级 ，根据现行规 范要 求 ，桥梁设计基本期为 1 0 0 a ，其环境类别作用等 级 ，根据腐蚀 程度分 为 A、 B、 c、 D、 E、 F等 6级 ， A 级可忽略 、 B级轻度 、 C级 中度 、 D级严重 、 E级很严 重 、 F级极端严重。设 计应根据不 同等级对混凝土 设计及使用材料 ， 提 出针对性标准 。需要指 出的是 环境作 用等级 ， 对 于一座桥 梁来 讲 ， 它不是一个 固 定值 ， 要根据桥梁部件的作用环境不同和化学腐蚀 情 况而定。例如某公路 的桥梁虽位 于 Ⅱ类 工作 环 境 ， 但桥 面混凝土 ， 防护栏杆宜受除冰盐水的作用 ， 其等级应为 E级 ，上部结构不受干湿交替影响 ， 应 为 A级 ， 普通河流水 中墩 的混凝 土应 为 B级 ； 立交 桥 等平时无水 、 其基础部分 承台、 桩 、 土 中柱等 则 根据土质和地下水质的化学腐蚀介质含量而定级 。 另外还要明确抗冻融腐蚀要求。前面已经说 明 了冻融腐蚀的危害和应对措施， 设计中应根据 公路 钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 J T G D 6 2 2 0 0 4 要求 ， 结合环境具体位 置 ， 按 照 公路工 程 混 凝 土 结 构 防 腐 蚀 技 术 规 范 J T G ／ T B 0 7 一 O 1 2 0 0 6 ， 对位于河道 、 沟渠 内及地下水水位 变动区结构部位确定其冻融环境作用等级 ，提出混 凝土抗冻等级标准。 例如天津属于受冻地区 最冷月 平均气温在 ⋯ 4 8 o C之间 ， 淡水环境下 ， 混凝土 抗冻等级标准为 F 2 0 0 ， 墩 、 台身混凝土应提高一级 ， 采用 F 2 5 0 。海水环境时 ，混凝 土抗 冻等级标准为 F 3 0 0 ， 墩 、 台身混凝土应提高一级 ， 采用 F 3 5 0 。 3 ． 2 材料选用 耐久 性设计应 要求 混凝 土 的最 低强度 等级 、 最大水胶 比和胶凝材料最小用量，其取值可参考 表 1 所列数值 。 表 1 不 同混 凝土等 级 的水胶 比、 胶凝 材 料用量 参 考表 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 1 6 桥梁结构 城 市道桥与 防洪 2 0 1 1 年 7 月第 7 期 同时还应要求 ，水泥 中氯离子含量应尽可能 低 ， 混凝 土拌和料 中因各 种原材料 水 泥 、 矿物掺 和料 、 集料 、 外加剂和拌 和水等 引入 的水 溶氯离 子总量 对于钢筋混凝 土构件 ， 应 不超过胶凝材料 重的 0 ． 1 ％ ； 对于预应力混 凝土 ， 应不超过胶 凝材 料重 的 0 ． 0 6 ％。混凝土 中的总含碱量一般不宜超 过 3 k g ／ m3 ， 特大桥和大桥混凝 土 中的碱含量 不大 于 1 ． 8 k g ， m 3 。 对于存在 S O 4 2 - 腐蚀 的情 况 ， 要求水 泥 中 C 3 A 含量不 应超 过 8 ％ ， 水 泥细度 比表面积 不宜 超 过 3 5 0 m 2 ／ k g ， 游离氧化钙不宜超 过 1 ． 5 ％。宜采用 C 2 S 硅 酸二钙 含量较高而水化热 较低 的硅 酸盐 类水泥品种。 对于氯盐腐蚀环境下混凝土构件， 其 混凝土 2 8 d龄期的氯离子扩散系数 D R C M值应 小于 41 0～ 2 m 2 ／ s 。当化学腐蚀较为严重 ， 不宜单 独采 用硅酸盐或普通硅酸盐水泥作为胶凝材料配 置混凝土 ，也不宜单独采用抗硫酸盐 的硅酸盐水 泥配置混凝土 ，应掺加大掺量或较大掺量矿物掺 和料 ， 并宜加入少量 的硅灰 。 对于冻融环境作用等级为 D级和 D级以上 的， 须在混凝土拌和时掺加引气剂。 选用的引气剂 或引气型外加剂应有 良好 的气泡稳定性 ，符合 国 家标准 G B 8 0 7 6 中有关快冻试验检测 的要求 。 引气混凝土的适 宜含气量 、气泡间距系数应满足 公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范 J T G ／T B 0 7 0 1 2 0 0 6 中第 4 ． 2 ． 5条规定 。抗冻 融 的试验 检测方法应符合 公路工程水泥混凝土试验规程 J T J 0 5 3 - 9 , * 。 对 施工拌合用水水质应 提出如表 2所列数值 的要求。 表 2 施 工拌合 用水水 质要 求一览 表 项 目 预应力混凝土 钢筋混凝土素混凝土 3 ． 3 几种具体设计对策 3 ． 3 ． 1适 当增加混凝土保 护层厚度 众所共知 ，混凝土保护层 的主要作 用是使 梁 内钢筋免遭诱 蚀 ， 其取值应 与周 围环境相联系 ， 与 混凝土的操作工艺相联系，以保证结构在应有的 使用寿命期内， 其功能完好。 现行的桥梁设计规范 o 4版 较 老规 范对混凝 土保护层做 了加厚调整 ， 以增加混凝土可碳 化深度 ，从而使结构物 的耐久 性得到增加 ，以保证结构在 设计使用年 限内功能 完好 。需要指出的是混凝 土构件保护层厚度 的设 计除需满足规 范值外还需综合考虑混凝土施工工 艺误差，设计采用的钢筋混凝土保护层厚度值 C 一 般应不小 于规范给 出的最小保护层厚度与保 护 层厚度施 工负允 差 △之 和 ， 即 C≥C mi n △ ， 式 中 的施工 负允差 △对现 浇混凝 土构 件可取 5 m m一 1 0m m，对工厂生产 的预制构件可取 0m m～5 m i l l ， 视钢 筋施 工定位 工 艺和 质量 保 证 的可靠 程度 而 定 ， 必要时可取更 高的数值 。 就耐久 性设 计而言 ，增大混凝土结构保 护层 是较为有效的途经之一。在腐蚀性 或海 洋性环境 中 ， 混凝土保 护层 的厚度还应适当增加 。 墩柱、 承 台、 桩基等特殊部位多处于腐蚀环境， 宜将保护层 加大 。例如滨海新 区的盐 场段 桥梁设计 中桩基净 保 护层 增 大 到 7 c m，墩 柱 主筋 净保 护 层增 大 至 7 c m。在普通环境 中， 适 当加大保护层设计也有利 于耐久性 。值得注意 的是 ， 在加 大保护层 的同时 ， 应采取必要措施 例如掺加纤维 网、 增设钢筋 网片 等 ， 防止 因混凝土较厚而产生温度或收缩裂缝 。 3 ． 3 ． 2 针对特殊部位 。 设置加强保 护 针对腐蚀环境 ， 对 于外露部位 ， 可 以采用涂刷 防腐涂料。防腐涂料品质与涂层性能要求可借鉴 参考如下 1 混凝土表 面涂层 应具有 良好 的耐碱性 、 附 着性和耐蚀性 。其表面涂层系统应 由底层 、 中间层 和面层等配套涂料涂膜组成 。 底层涂料 封 闭漆 应 具有低粘度和高渗透能力， 能渗透到混凝土内起封 闭孔隙和提高后续 涂层附着力 的作用 ； 中间层涂料 应具有较好 的防腐蚀能力 ， 能抵抗外界有 害介质 的 入侵 ； 面层涂料应具有抗老化性 ， 对 中间层 和底层 起保护作用 。各层 的配套涂料要有相容性 ， 即后续 涂料涂层不能伤害前一涂料所形成 的涂层 。 2 涂 层 与 混 凝 土 表 面 的 粘 结 力 不 得 小 于 1 ． 5 M P a ； 且尚应满足表 3所列性能要求。 3 防腐涂层涂装 工艺 、 质量控制 、 检查 、 验收 及维护应符合 公路工程混凝土结构 防腐蚀技术 规范 J T G ／ T B 0 7 0 1 2 0 0 6 附录 B的要求。 除 了涂刷 防腐涂料外 ，对于维护不便而又受 蚀严重 的地下部分 ， 还 可以采取局部加强保护 。 上 述增加保护层 的措施可 以进一步延伸借鉴 。例如 针对 承 台可在承 台底部 原 1 0 c m C 1 0混凝 土垫 层的基础上， 增设耐腐蚀垫层， 垫层可采用厚度约 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年 7 月第 7 期 城 市道桥 与防洪 桥梁结构 1 1 7 表 3涂 层与 混凝 土表 面整 洁性 能要 求一 览表 注① 涂层 的抗老化 试验 采用涂装过 的尺 寸为 7 0 n l r I 1 7 0 IT l I n 7 0 r l l r f l 的砂 浆试件 ， 按 照国 家标准 漆 膜老4 2 ,1 定法 GB 1 8 6 5 测 定 。 ② 按 照 公 路 工程 混凝 土 结 构 防 腐 蚀 技 术 规 范 J T G／ T B 0 7 一 叭一 2 0 0 6 附录 c 试验 涂层 的耐碱 性 、 抗 氯 离子侵入 性 、 涂 层 与混凝 土表 面的粘结 力等 。 2 0 e m厚 、 标号适 当提高 的防腐蚀混凝 土 ， 在该 垫 层上刷涂 防腐涂料后浇筑 承台结构 。承 台施工 完 成后 ， 在承 台外壁及顶面刷涂 防腐涂料 ， 使 承台包 裹在 防腐涂料 内 ； 对于灌注桩 ， 可在其顶部一定 高 度范 围内设置混凝土护筒 浇筑桩基后不拔 除 ， 护 筒混凝土应满足相关耐久性要求 ， 护筒 内径 大于 桩径 1 0 c m， 护筒壁厚可取 约 0 ． 1 倍 护简直径 。护 筒 顶部 与桩 基顶 部 同样 深入 承 台结 构 1 5 e m， 施 工前 ， 在混凝土护筒外壁刷涂 防腐涂料 ； 对埋 于地 下 和露 出地 面一定高度 的墩柱 ，可在墩柱底部 至 一 定范 围高度 内设置柱 靴 ， 柱靴厚度 为 0 ． 2 1T I 。在 柱靴外表 面刷涂 防腐涂 料 ， 使柱靴 、 承 台和桩基护 简形成整体的防护层 ， 隔离腐蚀 ， 保证结构安全。 3 ． 3 ． 3 重视防水层等配套设计 桥梁防水系统的设计 ， 就是设法将水与混凝土 隔离 ， 使水不能进入混凝土本体 ， 尤其不能进入裂缝 中去。 桥梁必须设置完善 的防水系统 。 除了混凝土本 身的自防水， 保证本身的密实性和防腐蚀性能外， 桥 面防水混凝土铺装层 的质量是 至关重要的 ， 平均厚 度不能小于 1 0 e m， 最薄处不能小于 8 e m， 为了减少 混凝土的开裂 ， 可在其中加入钢纤维或聚丙烯纤维 ， 而且对混凝 土的配合 比设 计和浇筑质量要严 加控 制。 桥面钢筋网宜采用冷轧带肋焊网， 钢筋直径不宜 小于 1 0mm， 间距不宜大于 1 5 0m。 在保证桥 面混凝 土质量 的基础上 ，还必须设 置防水层 ， 防止水 的渗透 ， 桥 面防水材料 的关键是 与水泥 混凝土 及沥青混 和料都 有很好 的亲和性 ， 能牢 固地粘结在一起 ，并且能够在沥青 混和料 的 高温下 ， 只软化 ， 不流 淌。 目前 高性 能的聚合物改 性沥青防水涂料可 以满足这一要求 ，可以广泛采 用 。此外伸缩缝必须设计选择 防水 型的 ，帽梁顶 部 ， 边梁外侧 ， 以及下部结 构水 位浮动部位都应该 考虑 防水 问题 ， 防止水从任何地方对混凝土侵 害。 只有形成完 善的防水 系统 ，才能保证桥梁 的使 用 寿命 。此外 ， 应加强桥梁泄水管设计 ， 并特别 注意 泄水管周边 的构造 细节处 理 ，使桥 面积水 能在最 短 的时间内排出而不渗入 梁 内。 3 ． 3 ． 4 防 止 和 控 制 混 凝 土 裂 缝 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 中出现 的非 工作 裂缝 。 3 ． 3 ． 5 其他应注意的问题 耐久性设计应 引起 注意 的问题 ，绝不 仅仅是 以上几个方 面。 目前 国 内施工质量 和管理 水平与 发达 国家相 比还存在很 大差距 ，作为工程设计 人 员应该正视 这一 问题 ，充 分考虑到现 阶段 的施 工 和管理水平 和材料工艺水 平 ， 采用适 当的安全度 、 适 当 的设计 方法 来保证 桥梁使用 性能 的达 到 ， 这 才是更 为主动和有效 的方 法 。 设计 中需要尽 可能全面地对施工提 出注意与 强调 。例 如对先 、 后 张法 空心板要 强调 ， 板 侧临空 面， 应加凿毛以见新鲜混凝土为度。 安装后其铰缝 用 C 5 0微膨胀小石 子混凝土 ，分层 浇筑并 严加插 捣 ， 且按规定频率 留取混凝 土试 件 ， 在梁体 同等条 件 养护下 ， 强度 达到设计 值 的 1 0 0 ％后 ， 方 可铺装 桥 面铺装 混凝土 。桥面铺装混凝 土未达到设计强 度 前 ， 严禁 一切车 辆 包括施 工 车辆 和设 备 上桥 引驶 ； 此外 ， 预应力 波纹管灌 浆 的饱 满度 、 握 裹度 等 ， 也是值得 重视 的大问题 。 尤其是在处于桥面顶 层的负弯矩束采用扁波纹管 的设计 ，更要尽量避 免 。 耐久性问题还涉及养护管理 如桥面积水的 排除、 泄水管的疏通、 桥面坑洞的修补等 等多方 面。设计中应正确处理好近期投资与养护维修费 用之间 的关系 ， 用全寿命 周期 的理念做好设计 ， 尽 量延长使用设施 的寿命 ， 减少养护维修费用。 同时 要考虑养护维修是否方便 ，如特殊桥梁结构要预 留检修通道 ， 并提 出添加智能检测设备 的建议 。 对 于部分构件要考虑预留更换条件。如支座等的更 换 ， 应 在墩 柱和盖梁设计时 ， 考虑预 留更换所需 的 千斤顶空间位置等等 。 4 结语 耐久性 的问题是 应贯穿到设计 、 施工 、 维修保 养的整个过程 中来考虑 ， 如果一座桥梁先天不足 ， 仅靠维修养护是很难延长其寿命 的 ， 但先天好 ， 后 天不养也是难 以保证其应有 的使用寿命 的。 目前 ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 1 8 桥梁结构 城 市道桥与 防洪 2 0 1 1 年7月第 7 期 钢结构人行天桥减振加固设计 史春 宝 深 圳市 西伦土 木结构 有 限公 司 ， 广东 深圳 5 1 8 0 3 4 摘要 近年来 我 国城市人 行天 桥 向轻质 、 大跨方 向发展 ， 使 得振 动问题 引起越 来越 多 的关 注 。我 国桥梁设 计规 范仅对 结构竖 向自振频率有具体要求 ， 缺少对振动舒适度评价的相关规定。 该文参考英国桥梁规范中对人行天桥振动舒适度的相关规定 ， 对 深圳 市某人 行天 桥进行 计算 分析并对 桥梁 振动过 大 问题提 出相应 的减振 加 固措施 。 关键 词 人 行天桥 ； 振 动 ； 舒适度 ； 加 固 ； 深 圳市 中 图分类 号 U 4 4 8 ． 1 1 、 U 4 4 5 ． 7 文 献标识 码 B 文 章编 号 1 0 0 9 7 7 1 6 2 0 1 1 0 7 一 O l 1 8 0 3 0前 言 随着城市交通流量的不断增 多 ，为保证行 人 与车辆双方的通 畅与安全 ，交通 趋于立 体化 和人 车分流 ， 城市人行天桥得到了迅速 的发展 。 当前城 市发展越来越注重可持续性和宜居性 ，人行天桥 在承担 安全 、便捷的行人通道这 一使用功能 的同 时， 更融入了改善城市生态环境、 注重以人为本的 新理念 。有 的人行天桥成 为行人能够驻足休憩和 欣赏周 围景观的场所 ，有的人行天桥本身就是一 件建筑景观 ， 成 为地 区、 城市的标 志性建筑 。与高 架桥 、 立交桥相 比， 人行天桥在满 足功能性 的基础 上更加 注重美学 的追求 ，结构方 面往 往追求 “ 轻 ” 、 “ 新 ” 两 字 ， 较 多地采 用轻 型材料 和新颖 形 式 ， 推动 了人行 天桥 向轻柔 、 大跨 的方 向发 展 ， 但 自振频率的减小和较低 的质量阻尼使结构对 人行 激振越来越敏感并发生显著的振动 ，这种振 动将 影响到桥梁上行人 的舒适性甚至产生恐慌 。因此 人行天桥的振动 问题 凸现 了出来 。 但 国内缺少评价人行 天桥振 动舒适度 的相关 规范， 仅在 城市人行天桥与人行地道技术规范 C J J 6 9 9 5 中对人 行天 桥有 “ 上部结 构竖 向 自振 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 4 1 4 作者简介 史春 宝 1 9 7 9 一 ， 男 ， 云南 曲靖人 ， 工 程师 ， 从事 桥 梁 工程设 计工作 。 频率不得低于 3 H z ” 的要求 ， 该规定过于简单 ， 不 能满足实际评价 的需要 。 深圳市某人行天桥跨 越城市主干道 ，主梁采 用 两跨 3 0 m简支结构 。 在主桥 两端各设置一条专 供 行人上下 的 1 2人行梯道 和一条供 自行车及行 人上下 的 1 4混行梯道 ， 人行天桥平 面呈 “ H” 形布 置。主桥桥 面全宽 5 ． 3 IT ／． ， 梁高 1 ． 0 n l ， 采用单箱单 室断面， 材料为 Q 2 3 5 B钢材 ， 顶板宽度 5 ． 3 m， 底 板宽度 2 ． 6 m， 顶 、 底板钢板厚度均为 2 0 n l l n ， 腹板 钢板厚度 1 0 mm。梯道全宽 3 ． 0 m， 在混行梯道 中 间设置 0 ． 8 m宽的 自行车坡道 。 图 1 为某人行天桥实 景。 该桥于 2 0 0 2年竣工 投入使用 ， 因桥梁振动较大， 给人产生不舒适感。 受相关单位委托，检测单位对桥梁进行了动载测 图 1人行天 桥实景 正处 在大规模 建设新桥之 际 ， 如何 在设计 、 施 工 、 养护 中更多地考 虑结构耐久性 ，实属渐 为突出的 问题 。 设计人员应针对设计项 目的 自身特点 ， 综合 考虑建设项 目所处 的环境 、施工队伍业务 素质水 平等条件 ， 从桥梁设计理念、 结构体系和构 造的角 度做好耐久性 的设计 ，本文主要从设计角度提 出 思考与浅析 ， 强调注意结构 的耐久性 问题 ， 从而达 到延长结构 的使用寿命 ， 以节省资金 ， 减小 旧桥维 修加 固的投资 ， 希望能对 同行有所启发和借鉴 。 参考 文献 [ 1 l 裴 建 中 ． 桥 面 防水 系 统 设计 方 法 [ J 1 ． 长 安 大学 学 报 ， 自然 科 学 版 ， 2 0 0 6， 2 6 3 ． 【 2 】 任 薇． 钢 筋混凝 土结 构耐 久性若 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