在日常督查中，我們發(fā)現(xiàn)，盡管現(xiàn)有的工程抽查指標(biāo)的合格率較高，但工程仍出現(xiàn)一些實(shí)體質(zhì)量問題。主要表現(xiàn)為工程的耐久性、結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)裂縫、某些實(shí)體質(zhì)量的難控制。這些問題，涉及設(shè)計的規(guī)范、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國標(biāo)的關(guān)系、強(qiáng)制性條文的執(zhí)行和理解。

　　一、裂縫

　　1、在橋涵工程督查中還發(fā)現(xiàn)，有些橋涵工程的混凝土強(qiáng)度等級符合設(shè)計要求，各項(xiàng)指標(biāo)也符合設(shè)計和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，但裂縫仍廣泛存在，有的在工程交工前出現(xiàn)，有的在交工后新增，這些裂縫有的在上部結(jié)構(gòu)如附屬工程防護(hù)欄桿、梁的錨端、腹板、底板，有的在橋的下部結(jié)構(gòu)如橋臺，有的在通道、涵洞的墻體，但此時對這些裂縫的處理，大部分只是封閉。但我們發(fā)現(xiàn)在設(shè)計時有考慮不周的原因，尤其是對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造配筋率沒有達(dá)到規(guī)范要求，達(dá)到一定的配筋率是強(qiáng)制性條文要求。我們認(rèn)為橋涵的下部結(jié)構(gòu)作為混凝土結(jié)構(gòu)，其橋墩、橋臺、涵洞的墻體一般受壓、局部受壓、受偏壓或受水平土壓力。也就是說它不是軸心受壓的簡單受力結(jié)構(gòu)，而是受壓、彎、剪的偏壓的復(fù)雜受力結(jié)構(gòu)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范 (GB50010―2002)》中的強(qiáng)制性條文9.5.1條規(guī)定和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62―2004)的強(qiáng)制性條文9.1.12條規(guī)定，橋涵的下部結(jié)構(gòu)如果是混凝土結(jié)構(gòu)，應(yīng)該配鋼筋，并且應(yīng)該達(dá)到一定的配筋率，其壓、彎、剪的受力鋼筋都要達(dá)到一定的配筋率，不容許素混凝土結(jié)構(gòu)，否則是違反強(qiáng)制性條文，這既是安全強(qiáng)度的儲備，也是防止結(jié)構(gòu)物開裂、延長結(jié)構(gòu)的耐久性的好辦法。但在現(xiàn)實(shí)工程中，我們的橋臺、通道、涵洞的墻體、底板有大部分地區(qū)是素混凝土結(jié)構(gòu)，我們橋梁的上部結(jié)構(gòu)如梁的腹板、錨端有些種類的受力鋼筋沒有達(dá)到規(guī)定的配筋率。

　　2、產(chǎn)生合理裂縫的延性設(shè)計理念

　　人們經(jīng)常通過各種傳媒看到，一旦垮橋，極大部分是橋墩垮了，然后梁掉下來，最后是生命、財產(chǎn)蒙受損失。避免這種情況是工程建設(shè)者的責(zé)任。

　　其實(shí)任何結(jié)構(gòu)都只有有限的壽命，其生命周期結(jié)束時的狀態(tài)是倒塌或出現(xiàn)較大的裂縫、變形，然后該結(jié)構(gòu)被宣布報廢。結(jié)構(gòu)報廢包括重載壓垮、耐久性出問題、地震破壞、施工時出問題而倒塌。那么結(jié)構(gòu)報廢時不危及生命和財產(chǎn)應(yīng)是結(jié)構(gòu)設(shè)計的最高準(zhǔn)則，否則若結(jié)構(gòu)通過突然垮塌而結(jié)束將會對社會帶來巨大隱患。要達(dá)到這種目的，即當(dāng)結(jié)構(gòu)生命周期結(jié)束時，結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)危及生命與財產(chǎn)的現(xiàn)象，這就產(chǎn)生了延性結(jié)構(gòu)的設(shè)計、建造概念。也就是說結(jié)構(gòu)在任何情況下的破壞最好不要突然倒塌、或出現(xiàn)多米諾骨牌效應(yīng)，而是先有預(yù)兆，即出現(xiàn)大的裂縫、位移、變形或撓度。為了達(dá)到此種目的，這就產(chǎn)生了結(jié)構(gòu)設(shè)計中的“強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng) 柱弱梁、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)柱耐久性弱梁耐久性”的設(shè)計、建造理念。所謂“強(qiáng)剪弱彎”，就是說梁受拉后出現(xiàn)開裂、大變形而破壞，梁在此時仍不出現(xiàn)的脆性剪切破壞，柱受偏壓出現(xiàn)開裂、大變形而破壞，柱此時仍不出現(xiàn)的脆性剪切破壞。所謂“強(qiáng) 柱弱梁”，就是說在梁出現(xiàn)任何破壞時，柱仍然沒出現(xiàn)破壞。所謂“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”，也就是說梁與柱形成的節(jié)點(diǎn)的破壞是在梁、柱破壞之后，也可以說，梁、柱破壞時，其節(jié)點(diǎn)不破壞。所謂“強(qiáng)柱耐久性弱梁耐久性”，就是柱不會先失效。按這種合理失效的延性理念設(shè)計，橋涵結(jié)構(gòu)的在任何情況下失效時，必然出現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)大變形，整個橋涵不會突然倒塌、不會出現(xiàn)墩、臺先于上部結(jié)構(gòu)垮塌，其結(jié)果為挽救生命和財產(chǎn)贏得時間。要達(dá)到這個要求，顯然素混凝土結(jié)構(gòu)要比鋼筋混凝土差;少筋構(gòu)件比有一定配筋率的構(gòu)件差;砌體(圬工)構(gòu)件比鋼筋混凝土差;對結(jié)構(gòu)構(gòu)件來說，配筋是絕對重要，這也是強(qiáng)度、剛度的貯備和延性設(shè)計的基本要求。對承受重的、高速的、重復(fù)的車輛運(yùn)輸動載的現(xiàn)代橋涵結(jié)構(gòu)及構(gòu)件來說，配鋼筋是最基本要求。為此，也就有最簡單的強(qiáng)制條文規(guī)定，如《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范 (GB50010―2002)》中的強(qiáng)制性條文9.5.1條規(guī)定和《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62―2004)的強(qiáng)制性條文9.1.12條規(guī)定，這些強(qiáng)制性條文規(guī)定任何構(gòu)件受任何力都必須配鋼筋且必須達(dá)到一定的配筋率。當(dāng)然真正要將橋涵設(shè)計成延性結(jié)構(gòu)，還有很多問題要解決。

　　3、如設(shè)計成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，可避免溫度、沉降、施工工藝引起的開裂。另外，這些橋臺、涵洞、通道的墻體如設(shè)計成素混凝土結(jié)構(gòu)，變成了脆性結(jié)構(gòu)，與結(jié)構(gòu)應(yīng)是延性結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念相違背，使這些結(jié)構(gòu)在生命周期的后期具有較大的安全隱患，難以避免橋涵出現(xiàn)脆性破壞和安全事故。我們是這樣理解該強(qiáng)制性條文，也認(rèn)為是合理。

　　4、在國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)中，對素混凝土作了明確規(guī)定，見“A.1.1 素混凝土構(gòu)件主要用于受壓構(gòu)件。素混凝土受彎構(gòu)件僅允許用于臥置在地基上的情況以及不承受活荷載的情況?！边@嚴(yán)格規(guī)定素混凝土的使用范圍和對象。

　　二、耐久性

　　在橋涵工程的督查中發(fā)現(xiàn)，與耐久性相關(guān)的最重要指標(biāo)是混凝土強(qiáng)度等級，而現(xiàn)行結(jié)構(gòu)物在設(shè)計中主要考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對耐久性考慮不周，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度等級很寬泛。如特大橋下部結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級有C30、C25，大中橋的下部結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度等級有C25、C20，通道涵洞的墻體混凝土強(qiáng)度等級有C20、C15.已建成的一些橋涵結(jié)構(gòu)物，其使用年限沒有達(dá)到設(shè)計年限就出現(xiàn)耐久性問題。

　　強(qiáng)制性條文《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTG D60-2004)中第1.0.6條規(guī)定，公路橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期為100年。此條規(guī)定了特大、大中小橋和涵洞的設(shè)計基準(zhǔn)期為100年。根據(jù)國標(biāo)《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50283―1999)1.0.5條的條文說明，使用年限超過設(shè)計基準(zhǔn)期時，表明結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)將可能低于目標(biāo)可靠指標(biāo)，而不是結(jié)構(gòu)全部報廢。也就是說，結(jié)構(gòu)在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)，它的可靠指標(biāo)不低于目標(biāo)可靠指標(biāo)，也就無需大修?！痘炷两Y(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》(CCES01―20042005年修訂版)的3.2.3條規(guī)定，結(jié)構(gòu)的使用年限通常應(yīng)是結(jié)構(gòu)使用過程中僅需常規(guī)維護(hù)(包括構(gòu)件表面涂刷)，而不需進(jìn)行大修的期限。國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)術(shù)語規(guī)定：結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限是設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的時期。結(jié)構(gòu)的荷載取值是按100年的基準(zhǔn)期。目前，歐盟規(guī)定了橋梁等各種土木工程結(jié)構(gòu)物的設(shè)計使用年限均為100年，英國對橋梁的使用年限為100年，美國規(guī)定橋梁的使用年限不少于75―100年，日本規(guī)定橋梁的使用年限為100年。我國城市地鐵設(shè)計規(guī)范規(guī)定地鐵混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限為100年。綜上所述，使用年限應(yīng)大于設(shè)計基準(zhǔn)期。所以橋涵結(jié)構(gòu)的使用年限最少100年。

　　橋涵結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期為100年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計基準(zhǔn)期50年，那么在耐久性方面，橋涵更應(yīng)高于普通建筑結(jié)構(gòu)，不能低于國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)的要求。

　　橋涵的可靠度的高低差異通過結(jié)構(gòu)的安全等級體現(xiàn)，但表現(xiàn)橋涵的正常使用極限狀態(tài)設(shè)計的耐久性對所有橋涵都是一樣，即橋涵的設(shè)計使用年限應(yīng)不少于設(shè)計基準(zhǔn)期100年，除可更換的體外預(yù)應(yīng)力索、懸索、斜拉索等外，其它主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限不得少于100年。也即橋涵的耐久性要求是100年以上，耐久性既包含混凝土的耐久性，也包含與混凝土強(qiáng)度等級相關(guān)的鋼筋保護(hù)層厚度。顯然橋涵的下部結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度等級在設(shè)計中要求得太寬泛，達(dá)不到使用100年的要求，也就達(dá)不到強(qiáng)制性條文的要求。

　　根據(jù)國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)第3.4.3條規(guī)定，一類環(huán)境中，設(shè)計使用年限為100年的結(jié)構(gòu)，其混凝土等級應(yīng)符合最低為C30，預(yù)應(yīng)力混凝土等級應(yīng)符合最低C40;第3.4.2條規(guī)定，一類環(huán)境中(最溫和、最有利的環(huán)境)，設(shè)計使用年限為50年的結(jié)構(gòu)，其混凝土等級應(yīng)符合最低為C20;橋涵屬于國標(biāo)中的二類b型環(huán)境，其最低強(qiáng)度等級是C30.而根據(jù)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)第1.0.7條規(guī)定，一類環(huán)境中，結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求為：其混凝土等級應(yīng)符合最低為C25，該款對高速公路的橋涵與普通公路沒有區(qū)分，我們認(rèn)為有待商酌，另外與國標(biāo)對不同使用年限的混凝土等級的耐久性要求不一致。橋涵結(jié)構(gòu)沒有外裝飾，其使用環(huán)境比房屋更惡劣，其耐久性不應(yīng)低于房屋結(jié)構(gòu)。中國土木工程學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》(CCES01―20042005年修訂版)規(guī)定，大型橋梁、隧道、高速和一級公路上的橋涵、城市干線上的大型橋梁、大型立交橋、城市地鐵輕軌系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度登記的最低要求是C30.

　　我們認(rèn)為，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于國標(biāo)，如《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62―2004)不應(yīng)低于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定的或規(guī)定不明的應(yīng)按國標(biāo)執(zhí)行。

　　綜上所述，高速公路中橋涵的混凝土等級最低應(yīng)為C30，應(yīng)嚴(yán)禁低于C30.這也可以說是條文《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》(JTG D60-2004)中第1.0.6條的強(qiáng)制性的體現(xiàn)。

　　三、與規(guī)范相關(guān)的質(zhì)量控制問題

　　1、在規(guī)范和設(shè)計中采用片石混凝土是不利于控制質(zhì)量的。我們可以檢測片石強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、砂漿強(qiáng)度，但對制作或砌筑后形成整體的片石混凝土整體強(qiáng)度，目前沒有辦法在抽檢中確認(rèn)。在實(shí)際施工中，施工、監(jiān)理也難以定量控制片石數(shù)量、質(zhì)量，使結(jié)構(gòu)物難以保證質(zhì)量。在國標(biāo)中也沒有這種片石混凝土的概念。去年發(fā)生的重大工程質(zhì)量安全事故中(鳳凰橋垮塌)，我們認(rèn)為關(guān)鍵是片石混凝土的整體強(qiáng)度沒有辦法檢測，因而監(jiān)理、施工單位沒有辦法控制，只能憑經(jīng)驗(yàn)，這完全不科學(xué)。在規(guī)范中最好去掉這種做法或規(guī)定只能應(yīng)用于特殊部位如基礎(chǔ)墊層。

　　2、素混凝土作為圬工是不適當(dāng)

　　圬工的本義是砌體，砌體的強(qiáng)度是通過組砌和塊體形成，其施工不需模板且具有初始強(qiáng)度?！豆粉毓蚝O(shè)計規(guī)范》(JTG D61―2005)中將現(xiàn)澆素混凝土定義為圬工，這使素混凝土橫跨圬工與鋼筋混凝土兩個領(lǐng)域，使設(shè)計、施工、質(zhì)量評定可以采用多個標(biāo)準(zhǔn)，易產(chǎn)生矛盾。如素混凝土可以采用混凝土標(biāo)準(zhǔn)，也可采用圬工標(biāo)準(zhǔn)。它們之間有不一致的地方。素混凝土作為圬工應(yīng)用于結(jié)構(gòu)中，在很多情況下是與國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范(GB50010―2002)》相違背的。也與《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62―2004)不統(tǒng)一。

　　上述問題的解決在技術(shù)上較簡單，所增成本不多，但在全壽命成本上是非常節(jié)省的，對質(zhì)量卻有極大的提高。

　　參考文件：

　　1、國標(biāo)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010-2002)

　　2、《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D62―2004)

　　3、《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50003-2001

　　4、《公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTG D61―2005)

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