沿海公路论文（精选7篇）
沿海公路论文 篇1
桥梁是高速公路的重要组成部分, 桥梁养护的好坏直接影响到高速公路交通行车的安全和畅通。特别是广大沿海地区, 由于受大自然中风、雨、雪、霜和盐渍的侵蚀以及环境污染的影响, 自身老化和破损加剧, 使桥梁“寿命”缩短, “衰老”加快。现实中受“重建不重养”、“养路不养桥”的思想的影响, 桥梁结构也会过早损坏, 修复较困难, 需要花费大量的人力、物力、财力, 并会造成长时间的交通不便。因此, 全面加强高速公路桥梁的养护与管理, 已刻不容缓, 更是迫在眉睫。
1 沿海高速公路桥梁养护刻不容缓
近几年, 随着经济的快速增长, 高速公路的交通量不断增加, 再加上超限超载现象、历史原因、自然因素的危害以及管养部门的内部原因等, 都是造成桥梁养护问题的重要原因。
1.1 高速公路交通量剧增, 加快了桥梁老化的步代
近几年, 沿海城市国道交通量平均每年以12%的速度递增, 省道交通量平均以8%的速度递增, 汽车拥有量平均每年以11%速度递增。巨大的交通压力使高速公路不堪重负, 疲劳衰减加速, 路面衰减严重, 部分高速公路已提前进入大修养护状态, 成为社会关注的焦点。
1.2 车载加重增加了桥梁的负荷, 加快了桥梁损坏的进程
公路运输车辆不仅在数量上明显增多, 而在车重上也显著增大, 大件车、集装箱车、超重车、超标准的特殊车辆的出现, 增加了桥梁的疲劳程度, 由于原桥设计荷载等级偏低, 已不适应目前大件车、集装车、超重车增多的新情况, 另外车辆超重、超载装货现象已较严重, 加快了桥梁的老化和损坏。
1.3 桥梁修建中有些质量较低, 造成桥梁使用的“先天不足”
相当数量的桥梁, 尤其是早期高速公路上的桥梁, 在修建当时, 由于资金短缺, 设计、施工标准均较低, 加之技术管理薄弱, 施工质量未能保证, 在养护维修中又得不到及时处理, 造成了病害的加剧和演变。加上后天的腐蚀, 梁板出现了不少的结构性裂缝, 且露筋现象严重。
1.4 沿海地区, 桥梁结构受大自然中风、
雨、雪、霜和盐渍的侵蚀以及环境污染的影响, 加快了桥梁的自身老化和破损, 使桥梁“寿命”缩短, “衰老”加快
沿海地区水中硫酸盐、镁盐的含量较高, 对混凝土结构的侵蚀作用不容忽视。水泥混凝土是由水泥、碎石、砂、水四中材料组成, 水泥是混凝土中最易受侵蚀的部分, 它由硅酸盐水泥熟料与水反应而产生的, 它们遇到水中酸类或某些盐类物质时, 就能相互作用, 破坏混凝土结构, 造成钢筋锈蚀, 导致混凝土开裂。
2 沿海高速公路桥梁养护措施
沿海高速公路桥梁的运营安全不仅直接关系到人民群众的生命财产安全, 而且关系到公路部门的信誉与发展, 关系到国民经济和社会稳定的大局。所以, 提高对桥梁养护管理的认识, 健全桥隧管养制度, 加大对桥梁的经常性巡查和定期检查工作, 组建专业化桥梁养护队伍, 结合桥梁加固、改造等方法, 及时消除桥隧存在的病害和安全隐患, 延长桥梁的使用寿命, 提高其通行能力既必要又重要。
2.1 提高对桥梁养护管理的认识
从以上沿海高速公路桥梁养护管理工作的薄弱状况看, 有必要加强对桥梁养护管理的认识, 克服“养路不养桥”, “重建不重养”的不良倾向, 把沿海城市公路桥梁养护管理提高到一个新水平。桥梁是公路构造物的一个重要组成部分, 公路的全面养护管理包括对桥梁的养护管理, 养护中要克服“重路面轻桥梁”的思想, 在桥梁的养护中要加强日常性养护维修, 否则会造成桥梁寿命缩短。因此, 应该高度重视桥梁的养护工作, 并加强对桥梁的日常维护, 在完美的状态下, 在正常的功能中, 提高高速公路的使用寿命。
2.2 建设桥梁养护工程师队伍和养护队伍
公路桥梁养护专业性强, 技术含量高, 桥梁养护工程师作为桥梁养护措施的制定和实施者, 是保障桥梁养护质量优良的关键。在桥梁管养方面, 应根据养护里程、辖区内桥梁数量设立若干名专职桥梁养护工程师, 制定、安排桥梁年度定期检查计划, 组织实施辖区内桥梁养护的定期检查, 提出检查报告, 通报三、四类及危险桥梁的病害状况;公路桥梁的具体养护由专业技术人员承担, 针对桥梁养护工作的需要, 要逐步培养骨干, 成立专业养护队, 这些技术人员必须通过专业考核, 持证上岗。努力做到专业人员、专门程序、专用方法, 以保证桥梁工程师的工作部署落实到位, 随时掌握桥梁的使用状况, 处治各种危急突发事件。另外, 养护人员应不断更新知识, 不断学习国内外养护先进技术, 采取行之有效、科学合理的养护方法为公路建养。只有人员精干、技术全面、机械配套、安全措施完备的专业化养护队伍, 才能做好公路桥梁的养护工作。
2.3 加大养护路政的巡查力度, 营造良好公路通行环境
在桥梁养护工作方面, 积极和沿线各级政府及养护道班配合, 做好沿海公路控制区的管理, 加大养护路政的巡查力度。加强桥梁养护管理力度和日常检查频率, 建立桥梁的检查、巡查、上报制, 明确具体责任人及其职责, 加强桥梁的观查、监控, 做好观测记录, 确保桥梁营运安全;在巡查中发现问题及时处置, 特别是出现影响到车辆行驶和行人安全的情况, 应及时组织力量修复加固, 在危桥和桥涵处设置醒目标准的警示、绕行等标志, 密切关注危桥的技术状况的变化, 避免意外事故的发生;对汛期等自然灾害危及桥梁安全时, 应及时启动抢险应急预案, 采取紧急措施, 确保公路正常通行。同时应从源头上治理超限、超载运输, 降低养护成本。
2.4 提高养护科技水平, 增加工作的科技含量
公路养护也需要专门的技术依托, 不是简单的修修补补, 借鉴国外先进的公路养护技术, 引进国外先进的技术设备, 依靠科技进步实现公路养护现代化是保证养护工作持续健康发展的必由之路。养护技术的改革主要是要摆脱以往较为落后的人力养护, 走机械化、自动化养护的道路, 加大养护设备投入, 购置技术先进、性能完备的养护机械, 加快机械化进程。同时, 要增加养护工作的科技含量, 提高科技创新能力, 强化科技成果转化, 积极推广应用节能新技术、新工艺、新装备, 改变公路养护手段, 促进公路养护持续健康发展。
结束语
随着交通事业的蓬勃发展, 我国桥梁建造技术已进入世界先进水平的行列, 随之而来对桥梁养护提出了更高的要求。各级公路设计, 建设和养护部门应高度重视, 提高安全意识, 坚持“预防为主, 防治结合”的基本原则, 切实采取有效措施, 充分发挥养护实力, 确保公路桥梁的安全畅通。
参考文献
[1]江文新.高速公路桥梁养护与管理问题探讨[J].广东科技, 2008 (6) .
[2]沈虎雷.浅析高速公路桥梁养护管理[J].管理与财富, 2009 (8) .
沿海公路论文 篇2
2015年，乐清湾大桥及接线工程迎来全线开工，玉环人民期许了整整20年的“大桥梦”终于进入了实质性的建设阶段。3年后的玉环，机场近在咫尺、高铁转瞬即达；3年后的玉环，虹桥通江达海、大道同台共乐；3年后的玉环，前路繁花似锦，发展再上台阶。我们每一个高速人，秉凌云之志，怀峥嵘之梦，日夜兼程奔向光辉彼岸。
叶楠、柯寿建率队赴乐清开展工作对接
1月13日下午，县委常委、副县长叶楠，副县长柯寿建率领乐清湾指挥部及县高速指挥部相关人员，赴乐清开展工作对接。乐清市常务副市长李银巧及乐清市高速办，清江镇，项目第六、七标段相关负责人参加会议。
会上，双方就乐清境内红线供地、临时用地、坟墓搬迁、施工所需用电等相关问题进行了深入的探讨与交流，并顺利完成了第六标段临时用地租用协议的签订工作。李银巧在会上指出，玉环与乐清一湾相隔、人脉相连，双方要加深沟通，以主人翁的姿态抓好各项工作落实，明确责任分工，全力做好各项政策处理及服务保障工作。叶楠提出，施工单位要主动加强与乐清当地政府和指挥部的联系，共同解决问题，确保工程进度的顺利推进。柯寿建也表示，玉环与乐清要互相学习、增进交流，进一步密切协作，双方携手实现共赢发展。
据悉，项目乐清段长4.2公里，主要包括乐清湾2号桥乐清段及连接线工程（含南塘枢纽互通），涉及第六、第七两个施工标段。其中，项目第六标段施工单位已于2014年10月正式开工，截至目前已完成栈桥1353米，钢护筒24根，并已开始试桩工作；项目第七标段施工单位已于2014年10月进场施工，目前正在进行临时用地选址和申报工作。
项目警务室揭牌成立 为工程建设保驾护航
1月9日上午10点，浙江省乐清湾大桥及接线工程警务室在乐清湾1号桥项目部揭牌成立。县公安局、乐清湾大桥及接线工程建设指挥部、县沿海高速公路工程建设指挥部领导共同为警务室揭牌。玉环经济开发区、沿线各乡镇（街道）征迁指挥部等相关领导及各标项目部负责人参加了揭牌仪式。
本项目作为我县的“一号工程”，关系到全县人民的共同利益。为了有效化解各种矛盾纠纷，构建良好施工环境，自工程开工建设以来，指挥部充分发挥服务保障职能，与县公安局、项目部等各方主动对接、积极协调，加快推进警务室（点）设立工作。警务室成立后，将会采取10人制24小时值班制度，并与其他各标段项目部警务点全线联动，零距离服务重点工程，及时处理施工过程中出现的各种问题，切实解决和依法打击各种阻扰施工的违法行为，为工程建设“无障碍”推进保驾护航。
项目第二标段临建初具雏形 全面开工在即
乐清湾大桥及接线工程第二标段是由中交第二公路工程局有限公司承建，起于沙门镇乌岩村，止于龙溪镇法山头村，标段里程长6.685公里。标段内结构物主要有龙山头隧道、大密溪隧道、龙溪1号高架桥、龙溪2号高架桥,合同工期34个月。
施工单位自2014年11月23日进场施工以来，第一时间形成制度化的项目管理、指挥、办公系统，三管齐下，边进场边施工，全力推进各项准备工作，迅速掀起施工热潮，从建设初期便形成了浓厚的施工氛围，为后续全面施工奠定了良好基础。截至目前，项目已基本完成试验室、拌合站、办公区等基础建设，场地内所有道路硬化已完成95%，临建设施已初具雏形。另外，龙山头隧道洞口施工准备工作已完成，龙溪1号高架桥和部分路基施工段的开工准备工作也在加紧进行，预计将于3月25日工程全面开工。
（乐清湾大桥及接线工程第二标段 韩丽艳）
简 讯
1月4日
乐清湾1号桥首个水中承台施工完成。1月5日
乐清湾1号桥海山侧首根桩基混凝土灌注顺利完成，标志着海山侧桩基施工进入了一个崭新阶段。
1月7日
乐清湾1号桥主航道钢护筒封航施工顺利完成, 为大桥主航道下部结构建设打下坚实的基础。
1月7日
芦浦镇井头村首幢民房被拆除，标志着沿海高速芦浦段房屋拆迁工作全面启动。
1月10日
乐清湾1号桥首个匹配梁段浇筑完成，标志着梁段短线匹配预制的开始。
1月14日
省交通运输厅工程质量监督局副局长张慧昕一行检查指导乐清湾项目安全生产工作。
1月14日
乐清湾2号桥主墩首根桩基顺利开钻，标志着该项目进入实体工程施工阶段。
1月15日
省公路局建管处处长项柳福一行检查指导乐清湾项目标化工地建设工作。
本期发送：市指挥部，县委办，县人大办，县府办，县政协办，各镇乡（办事处），各有关单位。签发：郑炜
核稿：王辉
沿海公路论文 篇3
【关键词】沿海高速;车辙;沥青混凝土路面
车辙已经成为我国高速公路沥青路面的主要病害形式之一。近年来，由于交通量的增加，重载超载车辆比例加大，加之高速公路渠道化交通，车辙必然成为沥青路面早期普遍的破坏。它不仅使沥青路面的耐久性下降，影响了行车舒适性，也给行车安全埋下了隐患。
1.车辙的类型
目前国际上将车辙分成以下几种类型:（1)由沥青路面以下各结构层的永久变形引起的结构性车辙;（2)由混合料的侧向流动变形引起的剪切性车辙;（3)由冬季埋钉轮胎引起的磨损性车辙;（4)还有一种在国外很少发生却在我国常见的车辙形式，即由于公路施工时没有充分压实，致使通车后第一个高温季节混合料继续压密而形成。而在我国高等级公路车辙病害中，主要是以第二类车辙为主，即由混合料的侧向流动变形引起的剪切性车辙。
2.车辙的形成过程及危害
2.1车辙的形成过程
2.1.1 开始阶段的压密过程
沥青混合料在碾压成型前是由骨料、沥青及空气组成的松散混合料，经碾压后，高温下处于半流动状态的沥青以及由沥青与矿粉组成的胶浆被挤进矿料间隙中，同事骨料被强力排列成具有一定的股价结构。碾压完毕交付使用后，当汽车荷载作用时，此密实过程还会有进一步的发展。
2.1.2 沥青混合料的流动
高温下的沥青混合料是以粘性为主的固体，在车轮荷载作用下，沥青及沥青胶浆将产生流动，从而使混合料的网络骨架结构失稳。这部分半固态物质除部分填充混合料间隙外，还将随沥青混合料产生自由流动，从而使路面受荷载作用处被压缩而变形。
2.1.3 矿料骨架的重新排列及矿料骨架的破坏
高温下处于半固态的沥青混合料，由于沥青及胶浆将在荷载作用下首先流动，混合料中粗、细骨料组成的骨架逐渐成为荷载的主要承担者，再加上沥青的润滑作用，硬度较大的矿料颗粒在荷载直接作用下会沿矿料之间的接触面滑动，促使沥青及胶浆向富集区流动，以至流向混合料的自由面，特别是当骨料间沥青及胶浆过多时，这一过程会更加明显。
2.2车辙的危害
车辙直接危害路面的质量，降低了路面的使用寿命，缩短维修周期。车辙处积水下渗，对路面基层、路基均有不同程度的损害，是路面坑槽产生的原因之一。还会进一步促进沥青的老化速度，进而产生大量病害。路面过量的变形，从而影响路面的平整度。轮迹处沥青层厚度减薄，从而削弱面层及路面结构的整体强度，易于诱发其他病害。雨雪天路标排水不畅形成积水或结冰，降低路面的抗滑能力影响高速行车的安全性。
车辙的隐蔽性强，不容易被驾驶员发觉和重视。这样在高速行驶中，方向稍微转动时，容易出现难以应对的事故。
3.车辙产生原因分析
我们通过对车辙路段进行钻孔取芯及选取典型部位进行车辙断面切割，并进行相应的室内试验，通过对比分析，对于沿海高速公路车辙的产生总结为以下几方面：
（1）交通量增长快、超载车辆多，加上高温天气，这些是沿海高速公路近年来路面出现早期疲劳破坏和使用性能差的主要外在因素。近些年来华北地区气温明显偏高，特别是近几年，日最高温度达到43℃，而且持续几天高温，路面温度可达到60～68℃，沥青路面具有高温软化特性，持续的高温造成路面软化，加上上述交通量大，在重载，尤其是超重车较多的作用下，路面长时间处于疲劳状态。超载车辆将加速沥青面层的剪切破坏。
（2）沿海高速公路路面的车辙病害主要发生在行车道上。通过现场面层钻芯切样等试验结果来看，无论车辙严重处还是路面完好的段落面层底面、基层顶面一般都保持平整完好，无明显变形现象。
（3）沿海高速公路的路面车辙主要还是由于沥青面层的失稳变形引起的。从整个行车道切割断面以及面层切割结果分析可以看出，沥青路面各结构层都存在不同程度的变形，以中、上面层变形为主，尤其以中面层变形最为严重。主要表现为压密性车辙和失稳性车辙。所谓压密性车辙就是由于压应力超过沥青混合料的抗压强度，碾压追密造成的车辙，车辙深度一般小于10mm；而失稳性车辙就是由于高温条件下，剪应力超过沥青混合料的抗剪强度，导致沥青混合料侧向流动变形，不断累积形成的车辙，车辙深度一般大于10～15mm，在横断面上呈W型。
4.车辙病害处理方式
根据《公路沥青路面养护技术规范》，车辙养护质量标准要求不大于15mm。根据检测结果本次设计对车辙较大路段进行微表处修复治理。
微表处修復车辙施工技术是以聚合物改性乳化沥青为粘结料、借助专用的摊铺设备进行施工的一种冷拌沥青混合料不等厚薄层摊铺技术，具有施工进度快、成本低、效果好等优点，可以迅速恢复和改善原沥青路面的平整度，提高防水性和抗滑性。车辙横断面一般为下凹形曲线，其填补厚度为变量，这就需要混合料中骨料粒径按照辙槽的断面正态分布。
用于微表处的摊铺机配置一个“V”形摊铺槽，在摊铺过程中混合浆体中各种粒径的骨料就会在" V'，形摊铺箱内经搅拌按照厚度变化呈正态分布进行摊铺，同时车辙槽上方形成一定的预留拱度，为混合料经受行车荷载进一步压密作出预留。
5.总结
随着公路里程的增加，养护的任务势必越来越繁重，为使公路充分发挥其应有的功能，养护工作必须向高科技、现代化方向发展。随着科技的进步，路面病害处理的方法也会越来越多，养护的机械化水平也会越来越高。各种新技术、新材料、新设备、新工艺的应用，必然回推动我国沥青路面养护技术向高科技、现代化方向发展。
【参考文献】
［１］公路沥青路面养护技术规范（JTJ 073.2-2001）.
沿海公路反开挖施工中的若干问题 篇4
沿海公路是辽宁省打造“五点一线”,带动地方经济发展的一项重要基础工程。由于沿海而建,不可避免的涉及到海相沉积的饱和软粘土、淤泥等的处理。其中一种方法即为堆载。反开挖就是堆载预压后开挖施工,是指软土路基经排水固结法处理,填土堆载达到一定的时间后,移走填土再进行结构物的施工。而在有限工期内,如何安全填筑高路堤,争取更多时间预压,加快结构物的施工,同时又满足沉降要求,是一个比较突出的问题。本文就此问题作如下探讨。
2 关于开挖时间的确定
反开挖的路堤预压时间越长,越有利于减少施工后的沉降,根据加荷-沉降-时间关系曲线,预测路堤沉降发展趋势,用双曲线法推算最终沉降量,公式如下:
ΔS=S终-S实测 ;
其中:ΔS—剩余沉降量;
S终—预测的路堤最终总沉降量;
S实测—最新实测的路堤沉降量。
计算出路堤中、路肩(左、右)的剩余沉降ΔS中、ΔS左、ΔS右。若ΔS中-ΔS左(或ΔS右)较大,那么涵管铺设后,仍产生差异沉降,相邻涵管产生错动,从而影响其通水能力和路面的平整,因此,在ΔS中-ΔS左(或ΔS右)较大的情况下,不适宜开挖。若ΔS中-ΔS左(或ΔS右)较小,涵管铺设后,相邻涵管产生错动不足以影响其通水能力和路面的平整,同时满足沉降速率不是很大和ΔS<工后沉降量,则可进行开挖。
3 关于涵管基底淤泥质土承载力的大小
未堆载前,淤泥质土的承载力为50～105kPa,经过半年的堆载+袋装砂井预压排水固结,其承载力有所提高,达到90～120 kPa,接近或达到设计要求(设计基底承载力为不小于100 kPa,否则进行处理)。当开挖到涵管基底时,由于浸水和机械扰动,用轻型触探试验检测其承载力,仅为30～70 kPa,由此说明:淤泥质粘土经过堆载+袋装砂井处理后,有利于排水固结和固结沉降,有利于软土强度增加和承载力提高;浸水和机械扰动后,淤泥质粘土承载力降低很多,说明淤泥质土具有结构性,其结构一旦被破坏,强度迅速降低。
4 关于反开挖施工的合理性
国外的软土路基一般都提前处理施工,利用路堤自身的荷重预压时间长达3～5年,基本能满足公路对沉降和稳定性的要求,而国内公路的规划和施工时间都比较紧,预压时间不够是最常见的问题。通常存在以下几个方面的问题:
(1) 结构物反开挖施工同工期紧的矛盾比较突出,预压时间不够,工后沉降难以保证;
(2) 由于临海,水网发达,沟渠纵横。建设初期必须埋设临时涵管,在路基填筑预压、开挖、二次回填过程中,必须时时做好临时排水工作;
(3)填土路基反开挖施工较困难,存在着一定问题;
(4)袋装砂井处理后反开挖施工并不经济。
5 关于反开挖边坡坡度问题
设计图纸明确规定反开挖边坡坡度不大于1∶1.5,填高不大于10m的边坡须在其中部设置平台,以防因边坡过高失稳,反开挖边坡设计见示意图1。
施工单位为了尽可能减少工程量,缩短工期,开挖的边坡非常陡,边坡上部坡度1∶4左右,下部近于垂直。填高大于10m的地方开挖,仅在一侧填高5m左右的地方设置了8～10m的平台,作为机械作业面,另一侧并未设置平台,这对边坡的稳定极为不利。
此外,还有两个不利于边坡稳定的因素:
(1) 边坡的坡脚为软塑淤泥质粘土,未扰动时承载力仅为90～120kPa,经过约半年的堆载预压+袋装砂井排水固结,受扰动后承载力仅为30～70kPa;
(2)开挖地段地下水极为丰富,埋深很浅,地下水的浸泡导致开挖边坡坡角软土软化,强度降低。
尽管有上述诸多因素不利于开挖边坡的稳定,但是在长达一个月的开挖施工过程中,边坡并没有失稳,仍处于稳定状态。这说明设计与实际情况相差甚远,究其原因,主要有两个方面:
① 虽然人们知道袋装砂井处理软基能够加速排水固结、提高软基整体抗剪强度,但对其加固效果还难以做出精确的评价;
② 人们对填土路基的压实效果还远没有认识清楚,稳定性验算指标取值很难贴合实际,因而对填土路基的开挖边坡稳定性的预测结果与实际情况相差太大。
6 结语
(1)利用沉降观测资料根据双曲线法确定最终沉降量S终,计算出与实测沉降量之差ΔS,根据ΔS是否在允许沉降范围之内、ΔS中-ΔS左(或ΔS右)之差是否很大来判断软基结构物反开挖施工时间。此方法简便可行,且比仅用沉降速率法可靠,用此方法来判断软基结构物反开挖时间比较适宜;
(2)路基压实效果目前还未认识清楚,软基上稳定性验算又很难准确,安全储备大,但不经济,开挖路基边坡坡度要综合安全和经济两方面根据实际情况确定为好;
(3)预压后的软基承载力有所提高,但施工中对软基的扰动使其承载力下降;
(4)反开挖施工方法很难满足工程工期的要求,预压时间不充分又达不到理想效果,同时存在施工、排水等问题。尤其是高填土路基,填筑时间长,反开挖和二次回填中土方工程大,施工不便,也不经济,不如改用其它方法(如粉喷桩、碎石桩)来处理结构物地基好。
摘要：对软土路基的反开挖问题进行了探讨,提出了开挖时间的确定,并论述了基底承载力大小以及反开挖施工合理性问题。
沿海公路论文 篇5
关键词：沿海高速公路,桥梁混凝土,混凝土防腐
1 引言
混凝土与混凝土结构的耐久性是影响公路桥梁寿命的关键因素。沧州沿海高速公路位于沧州市东部沿海地区,距离海档最近处只有500m,完全处于海洋环境中,沿线全部为盐池、养殖场、坑塘,全线设计桥梁众多,其中主线桥梁长度占总里程的25%,沿海高速公路桥梁混凝土处于非常恶劣的环境中,为此防腐处理成为影响桥梁寿命的关键。本文通过对沿海高速公路建设中采取的一些措施,保证了桥梁混凝土能够有效抵御海洋环境的侵蚀,为延长桥涵结构物的使用寿命奠定了基础。
2 腐蚀性概况
沧州沿海高速公路地处渤海湾西岸湾顶部位,地貌位于由海陆相交互沉积作用形成的微倾斜平坦滨海低平原,属于华北滨海平原的组成部分。项目区水系十分发育,属于水网地带,人工渠道纵横交错,地下水埋深较浅,全部为咸水,其水体矿化度高,含盐量大。地下水位一般埋深0.5～1.5m,最浅埋深0.2～0.5m,最深埋深一般1.0～2.5m。沿线水质类型为强微盐水,水化学类型为Cl-Na型,最大值接近3000mg/L,最小值接近1000mg/L,地表水最大值达41000mg/L。其防腐性评价为对混凝土结构具强腐蚀性;对钢筋具有中等～强腐蚀性,属于中性～弱碱性水,防护等级为三级;对钢结构具有弱～中等腐蚀性,本项目结构按滨海Ⅱ类设计。沿线表层土质基本为中氯盐渍土,对混凝土结构具中等腐蚀性,对混凝土中钢筋具有强腐蚀性。
3 防腐对策
针对沿海高速公路所处区域的土质环境、水质环境、大气环境等因素,通过结构设计、防腐混凝土及防腐涂层内外防腐设计等措施,从设计、施工、管理等方面多措并举、综合运用、全方位整治,达到桥梁结构防腐效果。
3.1 桥梁防腐结构设计对策
对跨径大于6m的桥梁上部结构采用预应力混凝土结构并按预应力A类构件设计,增强结构的耐久性,避免上部结构主梁出现裂缝,有效避免沿海大气对主梁钢筋和预应力筋的腐蚀。对跨径小于6m的构造物,采用钢筋混凝土整体现浇结构,桥梁主要受力构件混凝土等级不低于C35,提高混凝土密实性,防止CL-对钢筋的腐蚀。桥面铺装层与桥面结构层之间设置可靠的防水层,避免冬季除冰盐对桥梁上部结构腐蚀。
下部结构的墩台盖梁采用普通混凝土结构,在正常使用极限状态,钢筋混凝土结构最大裂缝控制宽度不大于0.15mm,避免对钢筋锈蚀影响。墩台桩、柱和薄壁台处于含氯离子浓度较高的沟渠内,按海水Ⅲ类环境设计。
构造处理措施,沿线海水及大气环境中含有氯离子,桥梁混凝土全部采用防腐混凝土设计。上部结构混凝土设计标号为C50。下部混凝土设计标号为C35,主筋净保护层厚度不小于7.5mm,构造钢筋保护层厚度不小于2.5mm。桥台埋入路基部分进行表面涂刷沥青的防腐处理方式,柱式墩台部分进行复合型涂层防腐处理。
3.2 防腐混凝土
桥梁结构混凝土全部采用防腐混凝土,称为内防腐。内防腐要求采用低水灰比,大掺量矿粉,降低水泥用量,提高混凝土密实性。墩柱混凝土抗冻性不低于80%,混凝土掺用引气剂,含气量控制在4%～6%之间。预应力混凝土抗渗等级大于0.8MPa,构件中Cl离子含量最大为0.06%,混凝土氯离子电渗透试验指标为小于等于1000库仑(28d),氯离子扩散系数小于等于7×10-12m2/s(28d)。
原材料要求带入混凝土的氯离子含量不超过混凝土中水泥总量的0.1%～0.3%;水泥采用普通硅酸盐水泥,细度控制在350m2/kg以内,碱含量小于0.6%,铝酸三钙含量小于5%;矿物掺和料采用磨细高炉矿渣,由生产厂家专门进行产品检验并出具产品合格证书,比表面积控制在360～440m2/kg,矿渣需水量比不大于95%,烧失量不大于1%,矿粉活性指数不低于S95,掺量不大于20%;不得采用可能发生碱—集料反应(AAR)的活性集料,C50及以上强度等级混凝土粗骨料必须进行水洗;细骨料含泥量小于2%,泥块含量小于0.5%,严禁采用海砂;外加剂不得采用含有氯、钾和钠盐类品种,所有外加剂中氯离子含量不宜大于水泥质量的0.02%;拌和水氯离子含量不大于200mg/L,原材料带入混凝土的氯离子含量不超过混凝土中水泥总量的0.1%～0.3%。混凝土碱含量不大于3kg/m3。
3.3 防腐涂层
防腐涂层称为外防腐。外防腐部位应经过充分的科学论证,本着费用上能承受、涂刷部位环境恶劣且不受目测限制、施工工艺可行的原则确定涂刷部位。对于所有过水箱涵涵洞内侧包括板底均涂刷防腐涂层。处于水中的墩柱涂刷上限为所处水域常年最高水位向上1m,下限为承台顶面以下1m。无水状态下的墩柱涂刷上限为原地面以上1m,下限埋入原地面以下1m。伸缩缝处墩柱包括盖梁全部涂刷防腐涂层。涂刷材料采用环氧树脂类底漆、脂肪族聚氨脂水泥灰面漆,总厚度150um,涂层与混凝土的粘结力不小于1.5N/mm2。
4 施工要求
4.1 防腐混凝土施工要求
防腐混凝土具有特殊施工要求,施工前应对施工、监理单位培训专门从事防腐混凝土关键工序施工的操作和试验检测人员。制定严密施工技术方案,特别制定明确的混凝土养护措施方案。针对沿海地区特殊施工环境和混凝土结构特点进行混凝土试浇注,验证并完善混凝土施工工艺。
搅拌站必须严格掌握混凝土材料配合比,混凝土原材料按重量计的允许偏差,水泥、矿物掺和料、外加剂为±1%,粗、细骨料为±2%,拌和水为±1%,混凝土拌和相比普通混凝土拌和时间增加20s以上。混凝土入模前,应采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能,只有拌和物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇注。
混凝土拌和物运输要求不产生离析现象,保证满足坍落度、含气量和混凝土初凝之前有充足时间进行浇注和捣实,搅拌运输车到现场应高速旋转20～30s后,再将混凝土拌和物喂入泵车料斗,现场施工便道应平整,安排专人负责整修维护,防止混凝土运输车颠簸,影响混凝土工作性。
预应力混凝土预制梁应采用快速、稳定、连续、可靠的浇注方式一次浇注成型,每片梁浇注时间不宜超过6h。混凝土有抗冻性设计要求时,混凝土的入模含气量应符合配合比设计要求,含气量偏差控制为±0.5%;在相对湿度较小、风速较大的环境下浇注混凝土时,应采取适当挡风等措施,防止混凝土失水过快。对引气混凝土,振捣棒脉冲的频率不大于6000Hz。
在炎热和大风干燥季节,应采取逐段拆模、边拆边盖的拆模工艺。防腐混凝土养护时间早于普通混凝土,在未凝结硬化时就要开始养护,必须保证养护7d以上。防腐混凝土耐久性检测,防腐混凝土每个配合比20000m3检测一组抗冻,每个配合比10000m3检测一组RCM氯离子扩散系数。
4.2 防腐涂层施工要求
施工工艺要求用砂纸打磨清除表面浮浆和清除松动部位,并用干净棉纱清理干净工作面,要求工作面混凝土表面洁净、牢固密实无松动,涂层施工应在混凝土龄期30d以上。在清理基面的基础上,采用铁红环氧脂灰底漆刷涂或利用毛质滚筒,涂膜干燥后,混凝土表面密实,有可见漆层,要求厚度达到40um。在底漆干燥后,用环氧树脂腻子对混凝土局部缺陷进行修补。待修补的腻子干燥后,再进行聚氨脂水泥灰面漆施工,将面漆按照规定比例将甲乙组份混合搅拌均匀后,采用刷涂、毛质滚筒涂刷,要求厚度达到110um。要求专业分包施工单位提供符合规定的资质证书(二级资质)以及相关证明材料,总监办、驻地办对分包施工单位资质、施工方案及试验柱总结报告进行审批。
施工前注意进行混凝土表面处理,满足表面清洁、干燥等技术要求。施工过程中,应对每一道工序包括混凝土表面处理、各道涂层施工等进行认真检查并通过验收。涂装过程中应随时注意涂层湿膜的表面状况,当发现漏涂、流挂、变色、针孔、裂纹等情况时,及时进行修复处理。基坑回填时,不得损伤涂层,尤其是靠近承台墩柱回填料、压实机具必须精细施工,防止回填施工RT对完成的涂层造成损害。
5 结束语
沿海公路论文 篇6
1 耐久性调查
1.1 调查概况
选取南通地区S221 (海启线) , S223 (如渡线) 和S225 (洋通线) 3条省道上的20座典型桥梁进行现场检测, 以获取该区域混凝土桥梁耐久性技术指标的第一手资料。3条线路的桥梁基本情况及区位如表1所示。
主要工作内容包括桥梁概况调查、桥梁环境条件调查、桥梁表观缺损状况的检查与检测, 以及桥梁耐久性能的检查和检测。其中, 桥梁的耐久性检测内容主要有混凝土中氯离子含量的检测, 混凝土碳化深度的检测, 混凝土保护层厚度及钢筋位置的检测, 混凝土钢筋锈蚀电位的检测, 混凝土电阻率的检测以及混凝土裂缝的检测等。
1.2 调查结果分析
南通沿海地区混凝土桥梁上、下部结构主要耐久性病害形式如表2所示[3], 按发现的数量, 主要病害为混凝土裂缝、剥落露筋与锈胀露筋、铰缝脱落、混凝土腐蚀等。
南通地区沿海地区混凝土桥梁长期受到近海环境的影响, 桥梁容易受到侵蚀, 出现了不少混凝土保护层开裂、钢筋锈蚀现象的现象。一些在役公路桥梁建于20世纪60年代至90年代初期, 设计标准低, 随着经济的迅速发展, 载重车辆不断增加, 这些桥梁面临着严峻的考验。部分桥梁材料老化、退化现象严重、病害频发, 目前在役的部分公路桥梁存在耐久性不足的风险, 使用寿命难以预测, 可能会低于预期。对中小桥梁次要构件和附属设施的设计重视不够, 存在护栏损坏现象严重, 桥面排水系统设置不合理, 桥梁铺装损坏等病害;桥梁易受台风暴雨、河水急流、河床变迁和冲刷等影响, 造成桥梁墩台冲空, 个别桥梁存在隐患。
1.3 耐久性损伤原因分析
根据南通沿海地区混凝土桥梁普查和耐久性检查的研究分析, 引起桥梁耐久性损伤的原因主要有以下几个方面。
1.3.1 环境作用
(1) 氯离子侵蚀
混凝土钢筋在沿海环境中与一般大气环境下锈蚀的机理有所差异。一般大气环境下钢筋锈蚀主要是因为混凝土中性化破坏钢筋表面的钝化膜所致;而沿海环境中主要是由于氯离子侵蚀引起的。现场调查及检测表明, 即使混凝土碳化深度较浅, 如果混凝土中氯离子含量较高, 钢筋也会发生锈蚀。
沿海大气和水中含有的氯离子和不合理使用海砂作为原材料, 是沿海混凝土桥梁中氯离子的主要来源。通过调研得知施工单位按照相关规定没有使用海砂和海水, 而且新建桥梁的氯离子含量检测结果非常低, 可知混凝土中氯离子主要来自沿海大气环境。氯离子由表面逐渐扩散到钢筋阳极区的钝化膜上, 并与钝化膜中的氧化铁反应生成无保护作用的氯化铁, 形成电化学腐蚀, 氯离子仅仅起到的是搬运作用, 不会被消耗, 因此混凝土中的氯离子会起到反复的破坏作用, 对结构的危害是多方面的, 但最终表现为钢筋的锈蚀。
混凝土氯离子含量是反映沿海环境对混凝土侵蚀的重要指标。耐久性详细检查中对典型桥梁进行了混凝土氯离子含量检测, 对不同深度的混凝土都进行了取样检测, 3条线路的平均氯离子含量见表3[3]。
从表中可以看出, 距海较近的S221线上的混凝土桥梁的氯离子含量明显高于其他2条线, 混凝土氯离子含量比内陆混凝土桥梁的氯离子含量明显偏高。可见, 随着距海岸离的减小, 混凝土中氯离子浓度也逐渐升高, 海启线上桥梁混凝土中的氯离子诱发钢筋锈蚀的可能较大。
(2) 混凝土碳化
混凝土的碳化是指混凝土中氢氧化钙与渗透进混凝土中的二氧化碳或其它酸性气体发生化学反应的过程。一般情况下混凝土呈碱性, 在钢筋表面形成碱性薄膜, 保护钢筋免遭酸性介质的侵蚀, 起到了“钝化”保护作用。碳化的实质是混凝土的中性化, 使混凝土的碱性降低, 钝化膜破坏, 在水分和其它有害介质侵入的情况下, 钢筋就会发生锈蚀[4]。
所测典型桥梁的碳化深度大都在5~15 mm, 未达到混凝土保护层厚度。需要指出的是, 修建于1958年的掘苴闸桥的碳化深度19.86 mm, 明显低于同期修建的其他桥梁, 主要是这座桥梁墩柱等部位表面涂有防水涂料, 防止了空气和水分的进入, 同时也填补了混凝土表面的裂缝及空隙, 很好改善了混凝土的耐久性能。
(3) 水的侵蚀
调查和详细检查中发现, 40%以上的在役混凝土桥梁存在水侵害的现象, 其发生的主要原因是桥面排水不良。排水管道破坏、堵塞、脱落, 由于引水槽的坡度不够等原因都会引起排水不畅, 水流不通。桥面积水直接侵蚀或通过铰缝渗透到边主梁、盖梁、墩台帽等混凝土构件, 在流水干湿交替的循环作用下, 混凝土内部可溶解的物质析出, 使混凝土构件表面泛白、内部疏松, 导致混凝土性能劣化, 并进一步加大钢筋锈蚀的可能性[5]。
1.3.2 荷载作用或施工不当造成的混凝土结构损伤
目前在南通沿海地区, 依据“旧规范”设计的许多桥梁仍在营运使用中。其上部结构, 如桥面铺装和桥面系构件 (如主梁、横梁等) 的承载能力, 要比现行规范所要求的荷载设计标准小。从现实的交通情况来看, 实际车辆的载重往往超过桥梁的设计承载能力。这些都会造成结构损伤从而引起结构的耐久性降低。
南通沿海地区公路桥梁中采用最普遍的结构是是空心板和T形梁。调查中发现这些桥梁很多都存在着铰缝问题, 需要引起重视。铰缝直接关系着桥梁上部结构的整体受力性能, 最极端的情况, 将出现空心板单板受力, 从而导致空心板承受大于设计荷载的外力, 危及结构安全。调查发现引起铰缝问题原因主要有:铰缝受剪截面小;铰缝新旧混凝土粘结不良;铰缝混凝土浇筑不密实[6];铰缝渗水原因可能有施工质量和超载两方面的原因。
2 典型桥梁耐久性检测分析
在进行了全面的调研后, 对南通沿海地区20座典型桥梁进行了详细的耐久性调查与检测。这里选取海启线上的九总桥和盐垦桥进行分析结果。
2.1 九总桥
九总桥建于2000年, 检测时已服役14年, 离海岸距离6.9 km, 上部结构形式为3×10 m的装配式混凝土空心板, 横向布设12片梁;下部结构形式为桩柱式桥墩, 重力式桥台。桥面总宽12.1 m, 总长36.8 m。检测结果分析如下:
(1) 部分板梁腹板有多条竖向裂缝, 宽0.0~0.2mm;台帽有多条竖向裂缝, 宽0.1~0.2 mm;墩帽有多处锈胀露筋;伸缩缝接线处路面破损, 桥头跳车1cm;泄水管破损、过短。
(2) 回弹法测得的混凝土强度等级相当于C50。
(3) 实测主要构件保护层厚度均小于设计值, 如主梁底板的主筋保护层厚度所测值在30~40 mm, 最小值为30.4 mm, 而设计值为35 mm, 说明保护层厚度不足, 将对桥梁的耐久性产生影响, 钢筋更易失去碱性保护而发生锈蚀。
(4) 主梁底板的混凝土碳化深度值在10~14 mm, 均小于测试部位的混凝土保护层厚度, 说明混凝土碳化对钢筋锈蚀无影响或轻微影响。
(5) 所测得的主梁钢筋锈蚀电位平均值为-204m V, 说明主梁钢筋有锈蚀活动性, 但锈蚀状态不稳定, 可能坑蚀。
(6) 所测得的主梁混凝土电阻率大于20 000kΩ·cm, 表明混凝土电阻较大, 对抵抗钢筋锈蚀有利。
(7) 实测主梁混凝土氯离子含量最大为0.161%, 明显高于内陆地区, 有诱发钢筋锈蚀的可能。
2.2 盐垦桥
盐垦桥建于2002年, 检测时已服役12年, 离海岸距离2.1 km, 上部结构形式为3×10 m的装配式混凝土空心板, 横向布设9片梁;下部结构形式为桩柱式桥墩台。桥面总宽12 m, 总长35 m, 检测结果分析如下:
(1) 全桥板梁底板普遍存在横向裂缝, 缝宽约0.05 mm;部分支座变形, 台帽有竖向裂缝;挡块开裂, 耳墙锈胀露筋, 护坡下沉, 桩基轻微破损;墩帽、台帽出现水迹, 伸缩缝堵塞, 桥面坑槽。
(2) 回弹法测得的混凝土强度等级相当于C50。
(3) 实测主要构件保护层厚度均大于设计值, 主梁底板的主筋保护层厚度所测值在37~43 mm, 最小值为37.7 mm, 而设计值为35 mm, 说明保护层厚度满足要求。
(4) 主梁底板的混凝土碳化深度值在8~10mm, 均小于测试部位的混凝土保护层厚度, 混凝土碳化对钢筋锈蚀无影响或轻微影响。
(5) 所测得的主梁钢筋锈蚀电位平均值为-260m V, 说明主梁钢筋有锈蚀活动性, 但锈蚀状态不稳定, 可能坑蚀。
(6) 所测得的主梁混凝土电阻率均大于20 000kΩ·cm, 表明混凝土电阻较大, 对抵抗钢筋锈蚀有利。
(7) 实测主梁混凝土氯离子含量最大值为0.248%, 主梁混凝土氯离子含量最大值为0.204%, 明显高于内陆地区, 氯离子诱发钢筋锈蚀的可能性较大。
综上所述, 2座服役十多年的桥梁都出现了不同程度的病害, 虽然碳化深度不大, 但钢筋发生了一定的锈蚀活动, 钢筋锈蚀的可能性较大。
3 结论
运营一定年限的混凝土桥梁, 不可避免地存在材料劣化和外观缺损等病害, 这些缺陷的存在和发展会进一步导致桥梁的耐久性问题和整个结构的性能退化。本文在总结南通沿海地区混凝土桥梁调查结果的基础上, 对20座典型混凝土桥梁的耐久性检测结果进行研究分析, 得到以下结论和建议:
(1) 沿海混凝土桥梁的耐久性劣损和性能退化问题普遍存在, 有的已严重影响到混凝土桥梁结构的正常使用, 并带来安全隐患。
(2) 沿海地区桥梁的混凝土氯离子浓度明显高于内陆地区, 是导致钢筋锈蚀的重要原因。新建公路桥梁结构必须正确选择混凝土原材料、配合比, 可适当增大保护层厚度, 以提高其抗渗、抗氯离子侵入的性能。
(3) 由于桥梁排水不良导致的铰缝渗水和混凝土水侵现象较普遍, 这会导致混凝土性能退化, 增大钢筋锈蚀可能性, 应在设计、施工和养护中注意桥面的防水和排水。
(4) 应重视施工质量对混凝土结构耐久性的影响, 如振捣不实使混凝土的抗渗透性大为降低。
(5) 针对暴露环境特别恶劣, 或对耐久性有更高要求的混凝土桥梁, 如有海水倒灌情况的桥梁, 可根据工程实际情况, 增加特殊防腐蚀措施, 如在混凝土表面用涂层保护, 采用环氧涂层钢筋或在混凝土中掺钢筋阻锈剂等。
参考文献
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[2]金伟良, 赵羽习.混凝土结构耐久性[M].北京:科学出版社, 2002.
[3]东南大学交通学院.沿海地区混凝土梁桥评估体系及维修策略研究项目研究报告[M].2015.
[4]金伟良, 吕清芳, 潘仁泉.东南沿海公路桥梁耐久性现状[J].江苏大学学报 (自然科学版) , 2007, 28 (3) :254-257.
[5]张树仁, 王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].北京:人民交通出版社, 2006.
沿海公路论文 篇7
1.1 工程规模
我省某已建高速公路呈东西走向, 北部毗邻渤海金州湾, 沿线地形平坦开阔、低洼, 以山前冲海积平原为主。
沿海段设大桥3座, 合计桥长1900.6m, 其上部结构以现浇钢筋混凝土连续箱梁和25m跨预应力混凝土空心板为主。下部结构为柱式墩, 桩基础。
1.2 工程现状
2008年5月, 发现桥梁工程中大量的桥墩和部分梁板混凝土发生表面剥蚀, 病害形态多呈鱼鳞状点蚀, 剥蚀多发生在粗骨料表面。根据调查, 目前已经发生腐蚀的混凝土墩柱已达130个左右。
根据统计分析发现, 墩柱、盖梁和个别梁板均是在面向北偏东方向一侧出现了不同程度的混凝土剥落和腐蚀, 严重的 (主要是靠近海边) 北偏东向的混凝土表面已面目全非, 而远离海边的桥墩北偏东向的混凝土表面仅有轻微剥蚀或有即将剥蚀现象。而除剥蚀面的其它位置, 混凝土基本完好。
2 试验准备工作
针对上述混凝土病害问题, 根据上述混凝土剥蚀的特点和程度, 经过分析研究, 初步认为上述病害系受海洋季风作用下的“盐冻腐蚀”。
一般来讲, 混凝土早期受冻会使混凝土表面爆裂, 强度损失严重, 对结构的承载力和耐久性影响很大。处于寒冷潮湿环境的混凝土在冻融循环的反复作用下, 将引起混凝土表层剥落和开裂, 对结构的耐久性危害很大。北方沿海地区, 由于受盐类化合物与冻融循环共同作用引起的盐冻破坏是一种最严重的冻融破坏, 其破坏程度和速率比普通冻融破坏要大得多。
2.1 盐冻破坏区别于其他破坏形式的主要特征
(1) 表面分层剥落, 骨料暴露, 但剥落层下面的混凝土完好, 传统的钻芯取样实测强度不低;
(2) 破坏速率快, 对未采用防盐冻措施而使用除冰盐者, 少则一冬, 多则数冬, 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 (以氯盐为主) 。
2.2 检测内容
为了进一步了解该工程混凝土病害的数量和程度, 探究发生腐蚀的原因, 评价目前该工程混凝土质量, 进而提出对应的防护处理方案, 设计单位会同大专院校实验室就该工程主要基于结构自身和环境影响进行物理、化学的检测。主要检测内容包括:
(1) 原材料质量检测, 主要包括细骨料质量检验和粗骨料的黏附性、剥离物的化学结晶检验, 以及混凝土外加剂、混凝土拌和和养护用水的质量检验等。
(2) 混凝土腐蚀情况现场普查。
(3) 混凝土施工质量检验:主要包括混凝土内钢筋分布、钢筋保护层厚度检验, 混凝土抗压强度评定, 混凝土密实性评定, 混凝土配合比反演等内容。
(4) 混凝土盐冻实验:主要包括剥离物化学结晶物检验, 组合盐冻试验等内容。
(5) 混凝土病害的危害评定及加固方案可行性研究。
3 主要试验检测结果
通过以上的试验检测, 经分析论证, 初步得出以下结果:
3.1 混凝土腐蚀发展过程和病害程度
(1) 该工程混凝土腐蚀主要发生在2007年的冬季和2008年的春季, 经过了一个冻融期循环, 至2008年5月已非常显著, 其后经观察无显著发展变化。
(2) 现场检验结果表明, 病害率达到70%以上, 各桥墩柱混凝土的腐蚀病害均发生在迎海的方向上 (即北偏东方向) , 病害沿墩身纵向分布, 与未发生腐蚀部分的混凝土界限分明。
(3) 目前腐蚀均发生在混凝土的表层区域, 最大剥蚀深度为5mm, 未见裂缝进一步扩展和钢筋锈蚀。
(4) 部分桥梁构件, 尤其是靠海和海上的桥梁腐蚀最为严重, 受腐蚀面积最大, 桥墩、主梁靠海面有大量网状裂纹, 局部混凝土剥落, 骨料暴露。
3.2 原材料质量检验结果
经检验, 混凝土原材料中的细骨料 (砂子) 、混凝土外加剂和拌和养护用水质量满足有关质量要求, 粗骨料符合要求, 混凝土拌和物具有较好的粘聚性。
3.3 混凝土施工质量检验成果
(1) 经抽样检验, 结构中钢筋用量、分布以及保护层厚度基本符合设计要求。
(2) 通过采用回弹法检测, 部分桥墩身混凝土质量较差, 强度不满足强度要求 (仅能满足25号混凝土强度) , 最低强度仅有21.5MPa。其余各墩强度基本满足设计要求。
(3) 本项目中的三座桥梁基本处于一般盐害/重盐害环境, 经对部分墩柱混凝土的氯离子渗透实验表明, 氯离子渗透性为中级, 不适合于盐害区环境。
(4) 经混凝土配合比反演和混凝土内外质量对比评价, 混凝土实际配合比与设计配合比基本一致, 混凝土内外质量基本一致。
3.4 混凝土盐冻试验结果
(1) 通过在腐蚀的混凝土表面剥取剥蚀部分混凝土, 并取内部未发生腐蚀的混凝土进行对比分析发现表层试样中的Na2O、SO3和Cl-的含量明显高于内部混凝土, 此结果表明, 该工程混凝土表面受到了氯盐和硫酸盐的侵蚀, 并遭受冻害影响, 是比较典型的盐冻破坏。
(2) 通过室内的氯盐冻融和硫酸盐冻融试验以及氯盐和硫酸盐混合盐冻室内试验, 进一步证明了上述结论, 其中尤其以氯盐和硫酸盐组合盐冻的破坏程度为大。
(3) 试验同时考虑经环氧树脂表面处理的混凝土芯样的抗盐冻能力, 结果表明, 利用环氧树脂进行表面防腐的效果比较理想。
4 混凝土病害原因初步分析
根据混凝土病害的实际情况和分布特征, 以及上述调查和试验分析结果, 初步认为:
(1) 形成病害的主要原因是在北东向携带较高浓度海盐的风力作用下, 混凝土构件在该朝向承受较高浓度氯盐和硫酸盐的附着和直接侵蚀, 同时由于项目地区年冻融循环次数达100多次, 进一步加重了混凝土构件的腐蚀, 因此, 该病害是典型的“盐冻”腐蚀。
(2) 通过对材料的检验, 混凝土中粗骨料偏多, 导致骨料外表层砂浆偏薄, 在风力和外部因素影响作用下, 极易在骨料周围形成细微裂隙, 在海风和冻融的进一步影响下也容易导致混凝土表面层疏松, 导致剥落。
(3) 部分混凝土强度未满足设计要求, 混凝土密实性属中级, 抵抗氯离子侵蚀能力不足, 抵抗盐冻能力偏差, 这也是出现该病害的一个原因。
5 混凝土病害的初步处理方案
在海洋大气及海水环境的混凝土防腐蚀采用高耐久性、高抗氯离子渗透性、高强度以及良好工作性的高性能混凝土是基本措施, 另外在混凝土表面尚可采用防腐涂层。其涂层涂装范围为表湿区 (浪溅区及平均潮位以上的水位变动区) 和表干区 (大气区) 。
涂层系统的设计使用年限应不少于10年, 涂层施工时混凝土龄期应不少于28 d。防腐蚀涂料应具有耐碱性、附着性和耐蚀性, 底层涂料尚应具有良好渗透能力, 表层涂料尚具有耐老化性, 表湿区防腐涂料应具有湿固化、耐磨、耐冲击和耐老化等性能。涂层与混凝土粘结力不小于1.5MPa。
鉴于目前混凝土病害仅发生在混凝土表面, 尚未危及内部混凝土, 建议对全部混凝土墩柱、盖梁等进行防腐处理, 对混凝土强度不足, 病害严重的, 必要时进行补强防腐处理。
初步拟订防腐处理措施如下:
(1) 清除构件表面氯离子含量超限厚度范围的混凝土及盐冻破坏层, 直到新鲜混凝土层再做涂层。
(2) 用环氧调和腻子 (厚1000～2000μm) 对混凝土基面进行找平。
(3) 采用环氧树脂封闭漆作为底漆 (30μm) , 采用环氧树脂漆作为中间漆 (2道, 每道厚150μm) , 采用丙稀改性脂肪族聚胺脂作为面漆 (2道, 每道厚100μm) 。
(4) 对墩柱混凝土强度不足的, 验算承载力是否满足要求, 有问题的采用碳纤维套箍进行补强, 并在碳纤维外层采用喷砂涂水泥浆以防纤维老化。
6 小结
北方沿海地区混凝土桥梁, 尤其是处于水位变化处的混凝土桥墩, 冻融破坏较为普遍, 表层混凝土剥落, 剥蚀破坏由表及里, 发展很快, 减小了截面尺寸, 影响结构安全。混凝土冻融破坏发展速度快, 一经发现冻融剥落, 必须密切注意剥蚀的发展情况, 及时采取修补和补强措施。
参考文献
[1]张树仁, 王宗林.桥梁病害诊断与改造加固设计[M].北京:人民交通出版社, 2006.
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