全球視野 | 不銹鋼，使這座世界上最繁忙的大橋獲得新生
2019-09-19 11:07:13
作者：本網(wǎng)整理 來(lái)源：《腐蝕與防護(hù)之友》
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從美國(guó)新澤西開(kāi)車(chē)到紐約曼哈頓有三條路徑，其中之一便是通過(guò)喬治華盛頓大橋。每天有數(shù)十萬(wàn)輛汽車(chē)匆匆通過(guò)這座大橋，其繁忙程度堪稱(chēng)世界之最。
但這座橋梁由于老化，需要進(jìn)行大修，而 316LN 不銹鋼鋼筋在此擔(dān)當(dāng)了重任，使這座最重要通道上搖搖欲墜的混凝土橋煥發(fā)了新生。
喬治華盛頓大橋始始建于 1931 年，橫跨哈德遜河，連接紐約曼哈頓的華盛頓高地社區(qū)與新澤西州的李堡。平均每天有30 萬(wàn)輛汽車(chē)在橋梁穿梭。其對(duì)于通行的重要性不言而喻，任何的中斷都會(huì)對(duì)出行者和交通管理部門(mén)構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。
修復(fù) “巨人” 喬治
喬治華盛頓大橋首次亮相是在美國(guó)大蕭條時(shí)期，它是當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的工程奇跡 - 其長(zhǎng)度為之前任何其他懸索橋的兩倍。 喬治華盛頓大橋的確是龐大的，它最高的塔樓高出哈德遜河 185 米，其上層和下層橋面分別有 8 個(gè)和 6 個(gè)車(chē)道。
盡管其規(guī)模宏大，但經(jīng)過(guò)近 88 年繁忙的交通負(fù)荷，劇烈的溫度波動(dòng)，以及常年暴露在融雪鹽和海鹽環(huán)境，這座重要的通道迫切需要修復(fù)。實(shí)際上，自從1961 年增加了下層橋面以來(lái)，就已經(jīng)開(kāi)始對(duì)橋梁進(jìn)行了最低程度的修復(fù)。為了滿(mǎn)足目前的維修需求，橋梁的所有者紐約和新澤西港務(wù)局（PANYNJ）實(shí)施了長(zhǎng)達(dá)十年、耗資 19 億美元的修復(fù)計(jì)劃。 “恢 復(fù)喬治”計(jì)劃由 11 個(gè)單獨(dú)的項(xiàng)目組成，每個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)始日期互相錯(cuò)開(kāi)，以盡量減少對(duì)交通的影響。
目前，其中一個(gè)項(xiàng)目的預(yù)制構(gòu)件和現(xiàn)澆橋面板采用了約 1,300 噸 316LN 不銹鋼混凝土鋼筋，它是大型螺旋匝道橋面以及往返新澤西的橋梁上合并車(chē)道更換中不可或缺的一部分。但是，任何施工都必須仔細(xì)規(guī)劃，以避免車(chē)道堵塞，造成通勤交通的嚴(yán)重延誤。為此，一次只能進(jìn)行 1-2 條車(chē)道的施工，從午夜到凌晨 5 點(diǎn)，主要安排在周末。安裝耐用的不銹鋼來(lái)代替低成本的碳鋼鋼筋將大大延長(zhǎng)橋面板的使用壽命，最大程度地減少未來(lái)的維修，維護(hù)需求和所導(dǎo)致的交通延誤。
不銹鋼鋼筋使用壽命可歷經(jīng)數(shù)代
紐約的冬季和含鹽的沿海岸空氣，加上異常繁忙的交通流量，意味著喬治華盛頓大橋遭受著嚴(yán)酷的考驗(yàn)。在冬季，橋梁經(jīng)常暴露在滲透到橋面的腐蝕性融雪鹽漿中。鹽最終會(huì)到達(dá)嵌入混凝土中的鋼筋。普通碳鋼鋼筋會(huì)發(fā)生腐蝕。
在鋼表面形成的銹是多孔的并且比鋼更大。當(dāng)它從內(nèi)部對(duì)混凝土施加壓力時(shí)，混凝土?xí)兟洳p壞，使更多的鹽滲入橋面板，進(jìn)一步加速其損壞。
紐約的空氣環(huán)境中氯化物含量高，因此，必須采用特殊的耐腐蝕解決方案 -316LN 不銹鋼鋼筋。由于添加了 2％的鉬，這種不銹鋼對(duì)除冰鹽或海洋環(huán)境中的氯化物具有出色的耐腐蝕性。不銹鋼鋼筋市場(chǎng)雖小，但是在不斷增長(zhǎng)，尤其是在環(huán)境條件比較惡劣，碳鋼鋼筋可能無(wú)法應(yīng)對(duì)的地區(qū)，例如北美的“雪帶”
或沿海地區(qū)。碳鋼鋼筋的腐蝕是混凝土劣化的主要因素，因此含鉬不銹鋼鋼筋不僅比碳鋼鋼筋使用壽命更長(zhǎng)，而且還有助于延長(zhǎng)其周?chē)牧系氖褂脡勖浣Y(jié)果是大橋在其整個(gè)生命周期中只需要很少的維護(hù)。
隨著時(shí)間推移，氯化物會(huì)滲透到混凝土中，如果采用碳鋼鋼筋，則混凝土需要有一定的厚度以便減緩碳鋼的腐蝕。由于不銹鋼鋼筋不會(huì)受到氯化物的影響，因此混凝土層厚度可大大降低。
這樣，可減輕橋面板的重量，地基和支撐結(jié)構(gòu)的負(fù)荷隨之降低，其尺寸可相應(yīng)減小，從而節(jié)省總體成本。因此，當(dāng)使用不銹鋼鋼筋時(shí)，項(xiàng)目總成本的增加是非常適度的，通常在 1％到 10％的范圍內(nèi)。而結(jié)構(gòu)更長(zhǎng)的使用壽命帶來(lái)壽命周期成本的大大降低。
盡管惡劣的環(huán)境，橋梁老化和交通流量對(duì)于喬治華盛頓大橋的維護(hù)構(gòu)成了獨(dú)特的挑戰(zhàn)，但不銹鋼鋼筋的使用確保了其很長(zhǎng)的使用壽命。在含鉬不銹鋼的幫助下，喬治大橋?qū)⒊蔀楣逻d河上一座世代可用、安全無(wú)憂(yōu)的大橋。
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