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沿海地区钢筋混凝土桥梁的腐蚀与防护设计 沿海地区钢筋混凝土桥梁的腐蚀与防护设计 １ ２ ３ 3 闻宝联 王新刚 杨亮 王文欣 （1.天津市市政工程研究院，天津，300074；2. 兰州交通大学土木学院，兰州，730070；3. 天津市市政工 程设计研究院，天津，300070） 摘要：针对我国沿海环境钢筋混凝土桥梁的耐久性状况，提出对新建的钢筋混凝土桥梁要从结构角度 和材料角度进行专项防腐蚀设计，同时应进行桥梁健康状态的实时监测，以桥梁的；对既有桥梁，应针对病 害形式、部位进行对应的二次防水、防腐设计，最后提出，对维修后的桥梁应进行整体的防水与防腐处理。 关键词：混凝土，桥梁，腐蚀，耐久性，设计 引言 钢筋混凝土桥梁一经投入使用，即处于各种复杂的自然和人为环境的包围之中，特别是北方沿海地区， 在盐腐蚀、冻害、进出港的重载交通的综合作用下，桥梁会过早劣化，发生各种病害。 从设计之处，对桥梁进行科学的防腐蚀设计；对存在耐久性缺陷的既有桥梁，在健康状态诊断基础上进行合 理的二次防腐蚀设计，是保障桥梁耐久性的必要措施。 1、新建桥梁的防水、防腐设计 在很多专业文献中，都详细讲述了沿海环境钢筋与混凝土的劣化模式，诸如冻融、盐结晶、碳化、盐 腐蚀、碱集料反应和因此而诱发的钢筋锈蚀等，此处不再赘述，但了解各种破坏的反应机理后，可以看出： 水是引起一切破坏的元凶，没有水的存在，一切破坏便都不会发生，做好防水工作，也就做好了防腐蚀。 1.1结构的防水设计 １）构件外形有利水的排除 结构的外形构造要尽量避免雨水、水气和有害物质在混凝土表面上的积聚。过去的桥梁设计对此考虑 的不周，雨水通过栏杆外侧流向边梁，所以边梁外侧病害最严重。从防水角度，要求栏杆等外侧构造圆滑， 并有滴水檐。墩台顶面设计成5%外向斜面，或斜面向内以便水汇集集中排除。 ２）墩柱防水设计 桥梁墩柱处于地表吸附区部分环境最为恶劣，承受着盐腐蚀、结晶腐蚀、冻融循环、碳化，因此，防护的重 点是防止毛细管吸水。建议考虑硅烷浸渍保护，硅烷（或硅氧烷）特殊的小分子结构，使其沿毛细孔穿透混 凝土的表面，与空气及基底中的水分产生化学反应，在毛细孔的内壁生成羟基团，从而在毛细孔壁上形成牢 固的憎水屏障，使水分和水分所携带的盐份都难以沿毛细孔上升，大大提高了混凝土的防水性和综合性能。 ３）上部结构应尽量选用现浇形式 过去的桥梁预制安装的比较多，尤其焊接连接的预制梁之间，在使用过程中容易在连接处发生应力集中，过 早出现病害。而现浇结构、先简支后连续结构、简支梁结构梁与梁之间现浇连接的病害相对较轻，应优先选 用，如采用现浇的防撞墙，找平层与湿接头混凝土一起浇筑，使预制梁接缝和桥面找平层成为一体，共同参 加工作，可以大大提高接缝处的抗拉强度。 ４）严重腐蚀环境应选用大跨径预应力粱 盐渍土或滨海地区，混凝土的腐蚀主要体现在桥梁的下部结构，大气中的盐分对上部结构的作用相对要弱得 多。采用预应力技术加大粱体跨径，尽量减少下部桩基、墩台的数量，可在投资规模不变甚至更小的前提下， 重点加大下部结构的防护力度。 ５）增加混凝土保护层厚度 混凝土保护层的主要作用是使梁板内钢筋免遭锈蚀。设计中宜使保护层适当加厚，以延缓因碳化引起的钢筋 锈蚀，从而延缓钢筋锈蚀的发生时间，纵向受力钢筋的混凝土保护层最小厚度，应根据环境类别及混凝土强 度来确定。 ６）桥梁结构细部防水设计 桥面设计良好畅通的排水系统，可保持桥梁结构不受或较少受水蚀。桥面的纵坡、横坡必须符合设计要求， 泻水管的布置要合理，使桥面排水通畅，另外在桥面铺装层设计和泻水管的构造上应考虑沥青混凝土层间水 的排放。 将防水层的设计在全桥范围内进行整体考虑．特别是在伸缩缝处、泄水管处、防撞墙与分隔带边缘， 等特殊部位做到防水层的连续性，使其防水层的设置更趋于合理。 ７）重要部位预留阴极保护措施 阴极保护是被广泛采用的有效措施，在海工结构中应用比较广泛。桥梁设计中，在一些重要的部位，应预留 保护节点，一旦发现锈蚀可以迅速启动保护系统。 ８）预设钢筋工作状态实时监测系统 结合周边环境，在最易出现安全性、耐久性隐患的部位，埋入钢筋混凝土监测系统进行桥梁的健