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如何解決沿海地區鋼筋混凝土橋梁容易腐蝕的現狀

2017-04-19 16:13:45 作者：本網整理來源：網絡分享至：

引言

鋼筋混凝土橋梁一經投入使用，即處于各種復雜的自然和人為環境的包圍之中，特別是北方沿海地區，在鹽腐蝕、凍害、進出港的重載交通的綜合作用下，橋梁會過早劣化，發生各種病害。

從設計之處，對橋梁進行科學的防腐蝕設計；對存在耐久性缺陷的既有橋梁，在健康狀態診斷基礎上進行合理的二次防腐蝕設計，是保障橋梁耐久性的必要措施。

1新建橋梁的防水、防腐設計

在很多專業文獻中，都詳細講述了沿海環境鋼筋與混凝土的劣化模式，諸如凍融、鹽結晶、碳化、鹽腐蝕、堿集料反應和因此而誘發的鋼筋銹蝕等，此處不再贅述，但了解各種破壞的反應機理后，可以看出：水是引起一切破壞的元兇，沒有水的存在，一切破壞便都不會發生，做好防水工作，也就做好了防腐蝕。

1.1結構的防水設計

1.1.1構件外形有利水的排除

結構的外形構造要盡量避免雨水、水氣和有害物質在混凝土表面上的積聚。過去的橋梁設計對此考慮的不周，雨水通過欄桿外側流向邊梁，所以邊梁外側病害最嚴重。從防水角度，要求欄桿等外側構造圓滑，并有滴水檐。墩臺頂面設計成5%外向斜面，或斜面向內以便水匯集集中排除。

1.1.2墩柱防水設計

橋梁墩柱處于地表吸附區部分環境最為惡劣，承受著鹽腐蝕、結晶腐蝕、凍融循環、碳化，因此，防護的重點是防止毛細管吸水。建議考慮硅烷浸漬保護，硅烷（或硅氧烷）特殊的小分子結構，使其沿毛細孔穿透混凝土的表面，與空氣及基底中的水分產生化學反應，在毛細孔的內壁生成羥基團，從而在毛細孔壁上形成牢固的憎水屏障，使水分和水分所攜帶的鹽份都難以沿毛細孔上升，大大提高了混凝土的防水性和綜合性能。

1.1.3上部結構應盡量選用現澆形式

過去的橋梁預制安裝的比較多，尤其焊接連接的預制梁之間，在使用過程中容易在連接處發生應力集中，過早出現病害。而現澆結構、先簡支后連續結構、簡支梁結構梁與梁之間現澆連接的病害相對較輕，應優先選用，如采用現澆的防撞墻，找平層與濕接頭混凝土一起澆筑，使預制梁接縫和橋面找平層成為一體，共同參加工作，可以大大提高接縫處的抗拉強度。

1.1.4嚴重腐蝕環境應選用大跨徑預應力粱

鹽漬土或濱海地區，混凝土的腐蝕主要體現在橋梁的下部結構，大氣中的鹽分對上部結構的作用相對要弱得多。采用預應力技術加大粱體跨徑，盡量減少下部樁基、墩臺的數量，可在投資規模不變甚至更小的前提下，重點加大下部結構的防護力度。

1.1.5增加混凝土保護層厚度

混凝土保護層的主要作用是使梁板內鋼筋免遭銹蝕。設計中宜使保護層適當加厚，以延緩因碳化引起的鋼筋銹蝕，從而延緩鋼筋銹蝕的發生時間，縱向受力鋼筋的混凝土保護層最小厚度，應根據環境類別及混凝土強度來確定。

1.1.6橋梁結構細部防水設計

橋面設計良好暢通的排水系統，可保持橋梁結構不受或較少受水蝕。橋面的縱坡、橫坡必須符合設計要求，瀉水管的布置要合理，使橋面排水通暢，另外在橋面鋪裝層設計和瀉水管的構造上應考慮瀝青混凝土層間水的排放。將防水層的設計在全橋范圍內進行整體考慮。特別是在伸縮縫處、泄水管處、防撞墻與分隔帶邊緣，等特殊部位做到防水層的連續性，使其防水層的設置更趨于合理。

1.1.7重要部位預留陰極保護措施

陰極保護是被廣泛采用的有效措施，在海工結構中應用比較廣泛。橋梁設計中，在一些重要的部位，應預留保護節點，一旦發現銹蝕可以迅速啟動保護系統。

1.1.8預設鋼筋工作狀態實時監測系統結合周邊環境，在最易出現安全性、耐久性隱患的部位，埋入鋼筋混凝土監測系統進行橋梁的健康檢測與監測，可及時發現橋梁的某些缺陷，實時跟蹤缺陷的發展，適當時候采取必要的技術措施，可在最合適的時間采取經濟的方案，以保障橋梁的安全性，同時為后續的橋梁設計提供參考依據。

1.2材料的防腐蝕設計

1.2.1普通混凝土的高性能化

以前的設計規范中，主要考慮混凝土的強度。隨著耐久性意識的提高，普通混凝土逐步向高性能方向發展。通過加入比水泥顆粒更細小的摻加料如微硅粉、優質粉煤灰、礦渣，并采用高效減水劑使混凝土可以采用較低的水灰比、較小的用水量的手段，混凝土的整體性能得到大幅度提高，在有抗凍要求的環境下還應摻用引氣劑，密實度增加，混凝土自身抗滲性提高，大大提高混凝土的耐久性。

1.2.2應用鋼筋阻銹劑

對于鋼筋防護而言，在任何情況下混凝土質量都是最重要的。如果混凝土材料或施工質量不好，或設計有缺陷等都會加速病害的發生和發展速度。在高質量混凝土的基礎上摻加鋼筋阻銹劑，被認為是長期保護鋼筋延緩腐蝕破壞、實現設計壽命的最簡單、最經濟和有效的技術措施1。加入鋼筋阻銹劑能起到兩方面的作用：一方面推遲了鋼筋開始生銹的時間，另一方面，減緩了鋼筋腐蝕發展的速度。

1.2.3橋面防水層

橋梁因為承受振動荷載，橋面防水層宜采用柔性的涂料與卷材，防水涂料與防水卷材，應根據結構形式、施工環境等綜合因素來考慮。設計人員應高度關注國內外新型防水材料和施工工藝的發展，在充分了解防水材料性能的基礎上，根據結構受力特性和橋面鋪裝材料性能及施工特點來確定防水設置方案，在設計圖紙上體現細化的防水設計、選材說明，不能由施工人員或業主方確定材料的選用與施工工藝2。

2既有橋梁的二次防水、防腐設計

隨著時間的推移，橋梁遲早會發生腐蝕、性能退化，適時二次防水防腐設計，可保證橋梁繼續健康服役，二次設計包括材料、工藝、維修效果評估，對于維修材料，要與基層粘合強度高，彈性模量與基層基本相同，干縮率小，溫變系數與基層基本一致，施工和養護過程發熱量低。維修后的效果要達到從安全性、耐久性、適用性以及美學角度等滿足要求，維修后的部分要與周圍色調一致，結合我們的工作，總結一些橋梁病害發生后的補救措施。

2.1 T型梁接縫處防水處理

由于橋面兩片梁縱向接縫處滲水，或雨水沿T型梁外側流淌，滲入混凝土結構內引起鋼筋銹蝕，導致混凝土結構開裂、破碎，鋼筋外露。開裂后雨水和化冰鹽更容易進入結構內，反過來加快了鋼筋的銹蝕過程，使得病害更加嚴重，造成翼板下緣大面積破損。

T型梁間接縫處的裂縫應采取防治結合的原則進行治理，根據橋面鋪裝層破損情況選擇修復方法：

2.1.1全面修復

全面清理T型梁接縫處的鋪裝層，清洗干凈按如下做法修補。

（1）T型梁間的縫隙用快硬水泥封堵；

（2）在縫隙上涂刷兩道寬度為20cm柔性優止水（一種聚合物改型的水泥基滲透結晶防水材料），并加設增強纖維網，涂層總厚度應不小于1.6mm；

（3）在其它結構層表面按1.5Kg/m2的用量分兩遍剛性涂刷優止水并養護24小時；

（4）在剛性優止水涂層表面按4 m2/L的用量涂刷水盾防水膠底漆（一種改型瀝青防水材料）；按1m2/L的量分兩道涂刷水盾防水膠面漆，然后用細沙作保護層，進行橋面鋪裝。

橋面下縫隙修補見下述局部修復。

2.1.2局部修復

將T梁伸縮縫隙處破損的混凝土徹底鑿除，露出混凝土新鮮表面。鋼筋銹蝕處用鋼刷除銹后涂刷兩道FP阻銹劑。在新鮮的混凝土表面用UP2000（一種聚合物改型修補水泥）進行修補。