防腐措施在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

施 展

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧 大連 116100）

防腐措施在橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

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（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧 大連 116100）

文章針對國內(nèi)以及國外已經(jīng)建成的濱海橋梁以及跨海橋梁的耐久性進(jìn)行分析研究，針對應(yīng)用的相關(guān)防護(hù)措施進(jìn)行調(diào)研，對防腐措施在不同環(huán)境下的適用進(jìn)行了針對性的研究，以對混凝土結(jié)構(gòu)在類似環(huán)境中的維護(hù)提供有力參考。

防腐措施；海洋環(huán)境；混凝土；橋梁

1概述

針對我國的沿海橋梁工程我國交通部在1963年至1980年分別對混凝土的狀況進(jìn)行了三次調(diào)研。在最早的一次調(diào)研中發(fā)現(xiàn)華東及華南地區(qū)海港的研究中，發(fā)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)被破壞的主要原因為鋼筋銹蝕。而最近的一次調(diào)研中針對使用年限較短的華南鋼筋混凝土海港碼頭進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)鋼筋不耐久或鋼筋銹蝕的碼頭數(shù)量高達(dá)89%，而這些碼頭中出現(xiàn)銹蝕的時間有些不超過10年，這些結(jié)構(gòu)中的混凝土結(jié)構(gòu)基本無法達(dá)到使用壽命的年限設(shè)計要求。

在上世紀(jì)初美國的Alsea海灣大橋，由于受到海洋環(huán)境的影響，鋼筋受到嚴(yán)重的侵蝕而發(fā)生銹蝕，短時間內(nèi)結(jié)構(gòu)便受到嚴(yán)重破壞。上世紀(jì)六十年代，舊金山海灣大橋，在海水的侵蝕下浪濺區(qū)的衡量內(nèi)部鋼筋銹蝕極為嚴(yán)重，在八十年代國家不得不對其進(jìn)行補(bǔ)修，花費(fèi)了大量的資金。而在中東的紅海區(qū)域，海工混凝土建筑大多數(shù)會受到環(huán)境作用，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)受到侵蝕，有些使用1年后便會明顯發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。在日本，很多海港碼頭的混凝土結(jié)構(gòu)同樣受到了海洋環(huán)境的影響，一些使用年限超過20年的碼頭均發(fā)生了順筋銹裂的現(xiàn)象。

通過上述案例可以總結(jié)出，氯離子的侵襲是導(dǎo)致沿?；炷两Y(jié)構(gòu)受到腐蝕破壞的主要引發(fā)因素。文章則組要針對沿海的特殊環(huán)境，依照現(xiàn)有的規(guī)定，對沿海已有的橋梁防護(hù)腐蝕破壞的措施進(jìn)行了分析，用以提高橋梁的耐久度以及抗腐蝕度。

2 國內(nèi)規(guī)定

沿海環(huán)境中防腐蝕技術(shù)在混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，我國相關(guān)規(guī)定中均提出了明確的要求。JTJ 275-2000 海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范要求: 在耐久度以及防腐蝕設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)針對混凝土的環(huán)境條件以及預(yù)定功能選擇綜合性能良好的混凝土；而在浪濺區(qū)的構(gòu)件，高性能的混凝土較為適用，并應(yīng)當(dāng)配套適用防腐蝕的特殊手段。JTG/TB07-01-2006公路工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范要求:應(yīng)當(dāng)在受到嚴(yán)重破壞的結(jié)構(gòu)處采用相關(guān)防腐附加措施對環(huán)境腐蝕作用進(jìn)行阻擋。

GB/T50476-2008混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范明確要求:在耐久性設(shè)計上混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)包含：1）結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限、環(huán)境類別及其作用等級；2）有利于減輕環(huán)境作用的結(jié)構(gòu)形式、布置和構(gòu)造；3）混凝土結(jié)構(gòu)材料的耐久性質(zhì)量要求；4）鋼筋的混凝土保護(hù)層厚度；5）混凝土裂縫控制要求；6）防水、排水等構(gòu)造措施；7）嚴(yán)重環(huán)境作用下合理采取防腐蝕附加措施或多重防護(hù)策略；8）耐久性所需的施工養(yǎng)護(hù)制度與保護(hù)層厚度的施工質(zhì)量驗收要求：9）結(jié)構(gòu)使用階段的維護(hù)、修理與檢測要求。由此可見，相關(guān)規(guī)范中混凝土那就行的結(jié)構(gòu)設(shè)計中附加防腐促使已經(jīng)成為了必要的規(guī)定。而針對后張預(yù)應(yīng)力混凝土，GB/T 50476-2008混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范對其結(jié)構(gòu)要求: 需要采用多重保護(hù)措施。

GB/T 50476-2008 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范中: 氯化物環(huán)境作用超過E級、F級的，對重要混凝土機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)采用必要的防護(hù)措施。

由此可見，對于沿海工程混凝土的防腐蝕技術(shù)，除了選擇合理的結(jié)構(gòu)形式和抗腐蝕性、抗?jié)B性良好的混凝土之外，采用防腐蝕附加措施也是提高海工混凝土結(jié)構(gòu)物耐久性的重要措施。

3 實際工程中附加措施的應(yīng)用

3.1 實例分析

文章主要針對國內(nèi)具有代表性的三座沿海、跨海大橋（崇啟大橋、黃海大橋以及東海大橋）的使用情況以及耐久附加措施進(jìn)行了研究分析，在對比三座橋所處的環(huán)境基礎(chǔ)上，對其耐久附加措施進(jìn)行了分析，其結(jié)果如下：

3.1.1 崇啟大橋

在該橋梁進(jìn)行建設(shè)前，其耐久性的提高防護(hù)措施的確定主要以事前的理論研究作為依據(jù)，根據(jù)橋梁所處環(huán)境的調(diào)研，根據(jù)其特殊性予以理論研究，最終確定出相關(guān)成果，在經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，提出了能夠滿足結(jié)構(gòu)安全性的有效防護(hù)措施。即，承臺部分采用大于90mm厚的保護(hù)層保證其最低強(qiáng)度為C35，墩身處采用大于75mm的保護(hù)層，保證其強(qiáng)度大于C45，箱梁則采用普通鋼筋45保證其強(qiáng)度等級大于C50.以上部位均采用高性能混凝土。

3.1.2 黃海大橋

黃海大橋在建設(shè)中為了提高橋梁結(jié)構(gòu)對于海洋環(huán)境的抗侵蝕性，采用了在雙重保護(hù)措施，分別使用環(huán)氧涂層以及硅烷浸漬兩項措施。

3.1.3 東海大橋

東海大橋的使用年限要求為100年，因此在設(shè)計中針對這一結(jié)構(gòu)安全需求，耐久性提高的主要思路為：其本體耐久性通過高性能混凝土的使用予以提升；通過鋼筋保護(hù)層的合理厚度確定加強(qiáng)各個部件的耐久性；最后，通過添加涂層的方式對一些需要特殊結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行輔助性的加強(qiáng)，從而加強(qiáng)東海大橋的使用壽命。

通過對比分析上述三座大橋的所采用的防護(hù)措施，可以發(fā)現(xiàn)我國目前所使用的防護(hù)措施為在相關(guān)結(jié)構(gòu)處采用高性能的混凝土，并采用防護(hù)措施對其表面進(jìn)行保護(hù)。但每個橋梁所處環(huán)境不同，因此會采用不同的防護(hù)措施，這是環(huán)境差異所致，并且還受到了技術(shù)水平和一些特殊工程要求限制，因此工程的施工方案均具有其特殊性。

結(jié)語

由于沿海環(huán)境的特殊性，對于橋梁的腐蝕作用較大，在該種環(huán)境中混凝土結(jié)構(gòu)極易受到侵蝕，因此沿海以及跨海橋梁在設(shè)計中對耐久度的要求較之內(nèi)地橋梁更高，防腐蝕措施不僅僅要考慮結(jié)構(gòu)抗性的提高程度，同時還要保證方案的可行性和經(jīng)濟(jì)性，并且全面考慮方案的可更換性。若是附加防護(hù)措施不恰當(dāng)那么不但會加大后期橋梁的維護(hù)工作，同時也是對資源的浪費(fèi)。因此耐久性提高的附加措施的確定和采用需要綜合工程所處的環(huán)境特點以及橋梁自身的機(jī)構(gòu)特征以及使用年限要求等因素。

[1]陳駒.氯離子侵蝕作用下混凝土構(gòu)件的耐久性[D].浙江大學(xué)，2002.

[2]鐘亞偉，李固華.沿?；炷聊途眯匝芯烤C述[J].四川建筑科學(xué)研究，2007（01）.

[3]貢金鑫，王海超，李金波.腐蝕環(huán)境中荷載作用對鋼筋混凝土梁腐蝕的影響[J].東南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）：2005（03）.

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.04.031