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既有橋梁耐久性現狀調研與反思

放大字體  縮小字體 發布日期:2009-04-22  來源:中國混凝土網  作者:中國建設報 聞寶聯
核心提示:既有橋梁耐久性現狀調研與反思
  長期以來,人們一直以為混凝土橋梁應是非常耐久的,不存在或很少存在腐蝕的問題,即便存在著腐蝕,短期內也不會有太大問題。是這樣嗎?筆者經過對天津等濱海地區的混凝土橋梁健康狀態調研表明,情況很不樂觀,在各種環境因素的作用下,不到10年,有的橋梁就面臨大修,而以我國現行的標準,橋梁在100年內不應存在大修問題,即便按以前的規范要求,也要求50年內不大修。因此,在我國大力推進城市化進程、掀起橋梁建設熱潮的今天,對橋梁健康狀況進行調研、發現問題及時反思、避免橋梁過早劣化,有著非常重要的現實意義。 

  橋梁耐久性狀況綜述 

  環渤海地區是我國相當一段時期內的建設熱點,為充分了解目前渤海灣區域的橋梁耐久性狀況,為橋梁建設提供必要的參考,天津市政研究院在山東半島、黃驊、大港、塘沽、漢沽、蘆臺、京唐港、曹妃甸、唐山一帶沿海地區以及天津市內進行了橋梁耐久性調研工作,并在以上地區分別提取地表水樣土樣,進行了化學成分分析,以掌握第一手環境與橋梁耐久性資料。 

  在調研的過程中,發現耐久性危機遠超人們想象。以往人們普遍認為,對橋梁而言,耐久性損傷應該是一二十年后的事,而實際上,不足四年的橋梁局部已經傷痕累累,特別是一些關鍵節點部位,也是往往被人們忽視的地方。簡單歸納如下: 

  地表墩柱由于鹽腐蝕和凍融循環引起的劣化,在北方沿海城市是普遍存在的,而且損傷的發展速度非常快。下面的圖片是筆者對一座橋梁墩柱腐蝕做的追蹤調查,圖①是一個3年的墩柱,圖②是同一根墩柱經過1年后的對比圖片。 

  伸縮縫漏水造成蓋梁產生順筋裂縫,混凝土表面大面積脫落。這也是一個普遍的問題。在我們調研的300余座橋梁中,伸縮縫發生滲漏的達到90%以上,幾乎無縫不漏。北方地區冬季大量使用化冰鹽,鹽水順著伸縮縫流到蓋梁和墩柱,結果又是短時間內結構損傷,影響其安全性,特別是我國早期的橋梁不設橋面防水層,這個問題就更加突出。圖③是一個8年的蓋梁,可窺一斑。 

  實際上,不只是伸縮縫,包括排水管外密封、防撞墻二次澆筑的施工縫處理都存在嚴重的問題,而這些又往往被人們忽視。 

  保護層大面積脫落。這個問題也是很普遍的,原因是我國早期橋梁保護層設計得偏薄,混凝土很快炭化,誘發鋼筋銹蝕、膨脹。還有就是當時施工技術水平問題,保護層厚度控制不準,加之規范允許存在-5毫米到+10毫米的偏差,更難精確控制。 

  防撞墻爛根嚴重。防撞墻處在橋梁最為惡劣的工作環境中,車輛通過時鹽水的不斷濺射、局部酸性氣體的集中、干濕交替、凍融循環等等,問題最多。幾乎所有的防撞墻,3到5年后,都會發生爛根。 

  研究表明,在外界侵蝕環境基本不變的情況下,混凝土的損傷累積初期近似線性,而后很快近似按指數規律發展,而不是線性發展,短短幾年就發生損壞,其劣化將很快進入加速期,10年尚不足,何談百年。 

  結構耐久性已經提高到戰略高度 

  混凝土結構的耐久性要求已經在國家層面受到高度重視:2000年我國發布了《建設工程質量管理條例》(中華人民共和國國務院第279號令),以法規的形式提出責任終身制;為保障混凝土工程的質量和耐久性,2004年中國土木工程協會《鋼筋混凝土結構耐久性設計施工技術指南》出臺;2004年《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》(JTGD62-2004)明確提出橋梁100年設計壽命的要求;2006年9月交通部《公路工程鋼筋混凝土結構防腐蝕技術規范》出臺;2006年10月《天津市鋼筋混凝土橋梁耐久性設計規程》出臺。保障混凝土結構的耐久性已經提高到戰略的高度。幾點建議 

  一、重點疑難專項攻關,服務工程 

  中國建筑科學研究院曾在全國各地不同土質地區埋置試塊,在大港(可作為濱海新區代表性土質)埋置的8年試塊從地面起0~35厘米處的吸附區,混凝土表面水泥砂漿嚴重剝落,石子外露,最大剝離深度為18毫米,順筋裂縫最大寬度為3毫米~5毫米,裂縫最大深度為40毫米左右,強度也大幅度降低。而接近鹽池的鹽湖環境5年混凝土試塊部分強度損失60%%,觸目驚心。因此,針對沿海城市的橋梁工程所處的惡劣環境進行防腐蝕專項科研刻不容緩,科研服務工程,以達到百年壽命要求,做出精品工程。 

  二、突出以設計為龍頭思想,全過程考慮耐久性 

  在工程建設各方中,設計是龍頭、是導向,起著至關重要的作用。施工和監理在工程建設過程中所起的作用,就是在符合國家現行規范的要求下實現設計思想,因此,必須從設計之初,從路線選擇、結構選型、結構構造措施、結構保護措施以及將來進行的二次耐久性設計等進行多角度研究,以整體論的觀點考慮耐久性。 

  耐久性問題十分復雜,涉及結構設計、原材料的選用、外加劑的選用、混凝土的拌制、運輸、澆筑、養護等一系列過程,因此,借鑒國家重點工程經驗,結合工程特點和國家最新規范、科研成果,編制專用技術規程,作為進行質量監控的綱領性文件,指導全程工作。 

  三、銜接各個環節,技術服務保駕護航 

  在工程建設中,工程各方,如設計方、業主、承包商、監理各方所處角色不同,發揮的作用不同,著眼點不同,同時,各方對工程質量的理解、對規范的理解與執行很難統一,而且各方在工程建設的各個環節中往往脫節,各個環節的有效銜接是保障工程質量的必要措施。為此,國家許多重點工程都明確要求由具有鑒證、檢測資質和技術服務能力、工程經驗的科研單位進行全程質量監控與指導,高素質的科研技術人員直接服務于一線,既有豐富的實踐經驗,又有深厚的理論功底,可以很好地為工程建設服務、解決現場疑難。 

  確保混凝土橋梁的耐久性并延長其使用壽命,不僅是關系到工程安全性和服役壽命的重大科技問題,而且也是關系到城市經濟能否健康發展的重大社會問題。沿海城市混凝土橋梁的耐久性問題是當前實施開發戰略過程中急需解決的、最緊迫的應用基礎理論與應用研究課題,有非常重要的現實意義和深遠的社會影響,在工程技術人員和科研人員的共同努力下,一定能攻克難關,將耐久性落到實處。

  僅僅經過1年,就損傷得如此快!那么再過5年呢?10年呢?距離100年,即便50年的設計壽命相差多遠呢? 
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