1、<p>　　基于鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響</p><p>　　摘要：在當(dāng)今建筑行業(yè)迅猛發(fā)展的今天，鋼筋保護(hù)層具有能承受壓力的特性，實(shí)踐表明：橋梁的使用壽命與鋼筋保護(hù)層厚度密切相關(guān)，而合理的鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)又有著重要意義，本文將對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行嘗試性總結(jié)。 </p><p>　　關(guān)鍵字：鋼筋保護(hù)層；橋梁結(jié)構(gòu)；厚度；影響 </p>&

2、lt;p>　　中圖分類號(hào)：U443文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　眾所周知，當(dāng)代建筑行業(yè)已離不開鋼筋這種材料，對(duì)于橋梁建設(shè)而言，如果鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)小，極容易形成鋼筋露筋或鋼筋受力時(shí)候表面的混凝土出現(xiàn)剝落，也可能隨著時(shí)間的不斷推移，產(chǎn)生表面混凝土出現(xiàn)逐漸碳化現(xiàn)象，進(jìn)而鋼筋外混凝土便會(huì)失去了保護(hù)功能，若鋼筋保護(hù)層厚度過(guò)大，便會(huì)降低懸臂構(gòu)件的承載能力，出現(xiàn)影響構(gòu)件的使用功能和安全性能。鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)于單

3、項(xiàng)工程質(zhì)量并不能起決定性作用，但卻不容忽視，橋梁工程結(jié)構(gòu)建設(shè)不僅要求我們要正確熟知鋼筋的受力機(jī)理，還要我們合理利用鋼筋保護(hù)層厚度。 </p><p>　　一、鋼筋保護(hù)層有以下幾點(diǎn)作用 </p><p>　　鋼筋保護(hù)層的性能與承載力有著密切聯(lián)系。為了保證橋梁結(jié)構(gòu)的混凝土與鋼筋之間的粘結(jié)力，就必須要求保護(hù)層要有一定合理的厚度。鋼筋保護(hù)層對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)的作用可以概括如下： </p>

4、<p>　?。ㄒ唬闃蛄航Y(jié)構(gòu)提供足夠的鋼筋粘結(jié)力，進(jìn)而保證鋼筋和混凝土的共同工作，也能夠有效保證結(jié)構(gòu)受力性能。鋼筋和混凝土都是通過(guò)兩種不同性質(zhì)的原材料組合而成，在橋梁建設(shè)中，它們二者能夠共同工作是一個(gè)基礎(chǔ)，其中混凝土能夠起到比較好的抗壓性能，但其卻是典型的脆性材料。反之，鋼筋的抗拉性能就比較好，這兩種材料自身?yè)碛凶约旱膬?yōu)勢(shì)，將二者組合在一起，便形成具有較強(qiáng)抗彎抗扭抗壓等的結(jié)構(gòu)性能較好的建筑材料，廣泛被應(yīng)用到橋梁建設(shè)工程中。 &

5、lt;/p><p>　?。ǘ榱擞行Т_保橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，保證鋼筋保護(hù)層物理性隔離外部環(huán)境，從而防止或延遲氯離子對(duì)鋼筋的腐蝕作用。橋梁結(jié)構(gòu)的壽命長(zhǎng)短受到鋼筋保護(hù)層厚度壽命的影響，做好鋼筋保護(hù)層的防腐蝕工作，可以有效保障橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命，保證橋梁工程質(zhì)量。 </p><p>　?。ㄈ┨岣邩蛄航Y(jié)構(gòu)在火災(zāi)及凍融環(huán)境中的耐火能力和抗凍性。通常在火災(zāi)高溫情況下，鋼筋的溫度也會(huì)很快就上升，它的彈性模

6、量和抗拉強(qiáng)度則相反都迅速下降。鋼筋銹蝕還會(huì)出現(xiàn)引發(fā)一系列工程事故情況。鋼筋銹蝕后會(huì)直接導(dǎo)致鋼筋面積被削弱、承載力也會(huì)下降，而且遭遇銹蝕之后的鋼筋體積會(huì)膨脹，通常其體積膨脹系數(shù)是1.79～2.56，這樣便會(huì)引起混凝土保護(hù)層開裂，嚴(yán)重時(shí)候甚至出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)體便會(huì)開裂甚至脫落，而鋼筋保護(hù)層的保護(hù)作用就不能夠?qū)崿F(xiàn)，直接危害到橋梁整體壽命。 </p><p>　　二、鋼筋保護(hù)層的控制要領(lǐng) </p>

7、<p>　　控制要領(lǐng)一：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了鋼筋保護(hù)層的力學(xué)性能，主要是由鋼筋和混凝土兩種原材料共同組成。鋼筋是一種抗拉性能比較好的建筑材料，而混凝土是一種有較高的抗壓性能的材料，但其卻存在抗拉強(qiáng)度比較低的弱點(diǎn)，然而二者的熱膨脹系數(shù)是相當(dāng)接近的。合理的鋼筋保護(hù)層厚度可以形成承載能力較高、耐腐蝕性能較好的橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件。在橋梁工程施工前，要按照施工圖紙及質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的不同部位，要采取不同的方法和措施控制保護(hù)

8、層厚度，工程技術(shù)管理人員要對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度的控制高度重視，對(duì)工人要做好詳細(xì)的技術(shù)交底，準(zhǔn)確的告知控制的方法和技術(shù)要求，在澆筑混凝土前對(duì)模板的位置等進(jìn)行全面的檢測(cè)，不符合設(shè)計(jì)和技術(shù)要求的及時(shí)處理補(bǔ)救，確保鋼筋保護(hù)層厚度在拆模后符合要求。 </p><p>　　控制要領(lǐng)二：鋼筋保護(hù)層不宜太過(guò)小。橋梁結(jié)構(gòu)工程建設(shè)離不開鋼筋和混凝土的有效組合。在橋梁工程施工階段保護(hù)層厚度分三階段進(jìn)行：首先，控制混凝土基礎(chǔ)鋼筋保護(hù)層厚度。

9、要求數(shù)值比較大的是現(xiàn)澆混凝土基礎(chǔ)鋼筋保護(hù)層厚度，一般迎水面保護(hù)層厚度設(shè)計(jì)為40mm~50mm之間，同時(shí)做好防裂縫處理工作在保護(hù)層厚度范圍，嚴(yán)格按施工圖紙及質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行；其次，控制好梁、柱等部位鋼筋保護(hù)層厚度。施工中配料管理相當(dāng)重要，精準(zhǔn)控制鋼筋成型尺寸，若存在形狀復(fù)雜的鋼筋，可采取預(yù)先放出實(shí)樣的方法?；炷潦┕み^(guò)程中，為防止混凝土超厚，可在柱鋼筋上彈出50cm線，拉線控制混凝土上表面標(biāo)高；最后，控制板鋼筋保護(hù)層厚度。先搭設(shè)馬

10、道再進(jìn)行混凝土澆筑，方便工人站在馬道上操作。澆筑時(shí)，混凝土應(yīng)澆筑在板中央或梁上，使混凝土自行流入負(fù)彎矩鋼筋與底板之間，也可以人工鏟入負(fù)彎矩鋼筋與底板之間，防止負(fù)彎矩鋼筋因混凝土傾倒而壓倒。對(duì)于鋼筋保護(hù)層的尺寸，可以參考表1進(jìn)行設(shè)計(jì)： </p><p>　　表1 鋼筋最小混泥土保護(hù)層厚度 </p><p>　　控制要領(lǐng)三：鋼筋保護(hù)層也不應(yīng)過(guò)大。大多數(shù)的橋梁結(jié)構(gòu)工程中，普通鋼筋保護(hù)層一般設(shè)計(jì)為

11、帶裂縫工作，結(jié)構(gòu)的耐久性可以通過(guò)控制裂縫寬度來(lái)控制，設(shè)計(jì)可參考無(wú)滑移理論，因而，合理有效的設(shè)計(jì)保護(hù)層的厚度，做到既經(jīng)濟(jì)又耐用，對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)有著重要的意義。 </p><p>　　三、鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響 </p><p>　　首先，物理性保護(hù)的作用。鋼筋保護(hù)層厚度與橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性緊密相關(guān)，其作用主要表現(xiàn)在它能有效隔絕外環(huán)境有害介質(zhì)對(duì)橋梁的腐蝕，延長(zhǎng)橋梁使用壽命。外介質(zhì)若要進(jìn)入達(dá)

12、鋼筋表面，鋼筋保護(hù)層越厚，外介質(zhì)腐蝕橋梁所需時(shí)間就越長(zhǎng)，保護(hù)效果越好。 </p><p>　　其次，鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響與混凝土碳化有關(guān)。混凝土的碳化是二氧化碳引起的中性化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，二氧化碳濃度與混泥土的碳化速度有相關(guān)性，濃度越大則碳化速度越快。二氧化碳在混凝土中的侵入機(jī)理也比較復(fù)雜，擴(kuò)散是主要方式，其原理符合Fick第一擴(kuò)散定律，碳化深度與時(shí)間存在相關(guān)性。鋼筋開始銹蝕的時(shí)間是碳化到達(dá)鋼筋表面的時(shí)間，

13、則鋼筋保護(hù)層開始腐蝕，從而影響橋梁結(jié)構(gòu)的整體壽命。 </p><p>　　最后，鋼筋保護(hù)層厚度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響與鋼筋銹蝕速率有關(guān)。在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鈍化膜遭到破壞后，便會(huì)與空氣中的氧氣、水發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生鐵銹。作為鋼筋保護(hù)層的鈍化膜銹蝕的速率與環(huán)境濕度、溫度等因素密切相關(guān)，應(yīng)該在計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)中鋼筋保護(hù)層的厚度是要充分考慮到這方面的因素。降低腐蝕速率，延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。其中鋼筋的腐蝕率可以用一下公式計(jì)

14、算： </p><p>　　其中λo是腐蝕率，Κo是鋼筋保護(hù)層的腐蝕系數(shù)，鋼筋保護(hù)層的銹蝕系數(shù)K０的變化范圍值一般而言是在0．03—0．08之間，在這個(gè)范圍內(nèi)之內(nèi)的混凝土保護(hù)層厚度與鋼筋保護(hù)層銹蝕的速率是A。相關(guān)關(guān)系可如圖1所示：一般在其他因素相同的情況下，鋼筋銹蝕速率隨鋼筋的混凝土保護(hù)厚度成反比關(guān)系；當(dāng)鋼筋銹蝕系數(shù)由0．03上升至0．08時(shí)，混凝土的保護(hù)層是10 mm，鋼筋保護(hù)層銹蝕速率從0．0063 mm／a

15、上升至0．0169 mm／a，即可看出擴(kuò)大了0．010 6 mm／a，當(dāng)混凝土保護(hù)層厚度達(dá)到50 mm，鋼筋保護(hù)層的銹蝕速率將從0．002 1mm／a擴(kuò)大到0．0057 mm／a。即上升了0．0036 mm／a。當(dāng)混凝士保護(hù)層超過(guò)50 mm之后，便會(huì)傾向穩(wěn)定。足見：降低鋼筋保護(hù)層的銹蝕速率是可以通過(guò)加大鋼筋和混凝土保護(hù)層厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)鋼筋保護(hù)層厚度低于30 mm時(shí)，鋼筋銹蝕速率隨保護(hù)層厚度的上升而顯著下降，在鋼筋保護(hù)層厚度超過(guò)50 m

16、m時(shí)，鋼筋保護(hù)層銹蝕速率的影響就很小，結(jié)合鋼筋保護(hù)層銹蝕規(guī)律，對(duì)橋梁的鋼筋保護(hù)層合理設(shè)計(jì)，有利于更好保障橋梁壽命。 </p><p>　　圖1 鋼筋銹蝕速率隨混凝土保護(hù)層厚度變化曲線 </p><p><b>　　四、結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　合理的鋼筋保護(hù)層厚度能讓橋梁結(jié)構(gòu)處于一個(gè)安全的狀態(tài)，其中與鋼筋保護(hù)層相結(jié)合的混凝土保護(hù)層的

17、質(zhì)量是橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的一個(gè)極為重要指標(biāo)。鋼筋保護(hù)層不能偏薄更不能是零保護(hù)層狀態(tài)就是所謂的露筋狀態(tài)，這樣讓橋梁結(jié)構(gòu)被外界的環(huán)境的碳化、銹蝕，同時(shí)鋼筋保護(hù)層厚度也不能太厚，太厚就會(huì)使截面高度變小，承載力就會(huì)變小，影響受力情況，要控制好鋼筋保護(hù)層的質(zhì)量，在施工過(guò)程中要注意提高整體從業(yè)人員的重視程度，高度認(rèn)識(shí)到鋼筋保護(hù)層的重要性，采用先進(jìn)合理的工藝及控制方法確保鋼筋定位準(zhǔn)確、混凝土保護(hù)層厚度精確并嚴(yán)格驗(yàn)收檢查對(duì)保證橋梁工程質(zhì)量有著重要意義。 &