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既有桥梁耐久性现状调研与反思

放大字体  缩小字体 发布日期:2009-04-22  来源:中国混凝土网  作者:中国建设报 闻宝联
核心提示:既有桥梁耐久性现状调研与反思
  长期以来,人们一直以为混凝土桥梁应是非常耐久的,不存在或很少存在腐蚀的问题,即便存在着腐蚀,短期内也不会有太大问题。是这样吗?笔者经过对天津等滨海地区的混凝土桥梁健康状态调研表明,情况很不乐观,在各种环境因素的作用下,不到10年,有的桥梁就面临大修,而以我国现行的标准,桥梁在100年内不应存在大修问题,即便按以前的规范要求,也要求50年内不大修。因此,在我国大力推进城市化进程、掀起桥梁建设热潮的今天,对桥梁健康状况进行调研、发现问题及时反思、避免桥梁过早劣化,有着非常重要的现实意义。 

  桥梁耐久性状况综述 

  环渤海地区是我国相当一段时期内的建设热点,为充分了解目前渤海湾区域的桥梁耐久性状况,为桥梁建设提供必要的参考,天津市政研究院在山东半岛、黄骅、大港、塘沽、汉沽、芦台、京唐港、曹妃甸、唐山一带沿海地区以及天津市内进行了桥梁耐久性调研工作,并在以上地区分别提取地表水样土样,进行了化学成分分析,以掌握第一手环境与桥梁耐久性资料。 

  在调研的过程中,发现耐久性危机远超人们想象。以往人们普遍认为,对桥梁而言,耐久性损伤应该是一二十年后的事,而实际上,不足四年的桥梁局部已经伤痕累累,特别是一些关键节点部位,也是往往被人们忽视的地方。简单归纳如下: 

  地表墩柱由于盐腐蚀和冻融循环引起的劣化,在北方沿海城市是普遍存在的,而且损伤的发展速度非常快。下面的图片是笔者对一座桥梁墩柱腐蚀做的追踪调查,图①是一个3年的墩柱,图②是同一根墩柱经过1年后的对比图片。 

  伸缩缝漏水造成盖梁产生顺筋裂缝,混凝土表面大面积脱落。这也是一个普遍的问题。在我们调研的300余座桥梁中,伸缩缝发生渗漏的达到90%以上,几乎无缝不漏。北方地区冬季大量使用化冰盐,盐水顺着伸缩缝流到盖梁和墩柱,结果又是短时间内结构损伤,影响其安全性,特别是我国早期的桥梁不设桥面防水层,这个问题就更加突出。图③是一个8年的盖梁,可窥一斑。 

  实际上,不只是伸缩缝,包括排水管外密封、防撞墙二次浇筑的施工缝处理都存在严重的问题,而这些又往往被人们忽视。 

  保护层大面积脱落。这个问题也是很普遍的,原因是我国早期桥梁保护层设计得偏薄,混凝土很快炭化,诱发钢筋锈蚀、膨胀。还有就是当时施工技术水平问题,保护层厚度控制不准,加之规范允许存在-5毫米到+10毫米的偏差,更难精确控制。 

  防撞墙烂根严重。防撞墙处在桥梁最为恶劣的工作环境中,车辆通过时盐水的不断溅射、局部酸性气体的集中、干湿交替、冻融循环等等,问题最多。几乎所有的防撞墙,3到5年后,都会发生烂根。 

  研究表明,在外界侵蚀环境基本不变的情况下,混凝土的损伤累积初期近似线性,而后很快近似按指数规律发展,而不是线性发展,短短几年就发生损坏,其劣化将很快进入加速期,10年尚不足,何谈百年。 

  结构耐久性已经提高到战略高度 

  混凝土结构的耐久性要求已经在国家层面受到高度重视:2000年我国发布了《建设工程质量管理条例》(中华人民共和国国务院第279号令),以法规的形式提出责任终身制;为保障混凝土工程的质量和耐久性,2004年中国土木工程协会《钢筋混凝土结构耐久性设计施工技术指南》出台;2004年《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)明确提出桥梁100年设计寿命的要求;2006年9月交通部《公路工程钢筋混凝土结构防腐蚀技术规范》出台;2006年10月《天津市钢筋混凝土桥梁耐久性设计规程》出台。保障混凝土结构的耐久性已经提高到战略的高度。几点建议 

  一、重点疑难专项攻关,服务工程 

  中国建筑科学研究院曾在全国各地不同土质地区埋置试块,在大港(可作为滨海新区代表性土质)埋置的8年试块从地面起0~35厘米处的吸附区,混凝土表面水泥砂浆严重剥落,石子外露,最大剥离深度为18毫米,顺筋裂缝最大宽度为3毫米~5毫米,裂缝最大深度为40毫米左右,强度也大幅度降低。而接近盐池的盐湖环境5年混凝土试块部分强度损失60%%,触目惊心。因此,针对沿海城市的桥梁工程所处的恶劣环境进行防腐蚀专项科研刻不容缓,科研服务工程,以达到百年寿命要求,做出精品工程。 

  二、突出以设计为龙头思想,全过程考虑耐久性 

  在工程建设各方中,设计是龙头、是导向,起着至关重要的作用。施工和监理在工程建设过程中所起的作用,就是在符合国家现行规范的要求下实现设计思想,因此,必须从设计之初,从路线选择、结构选型、结构构造措施、结构保护措施以及将来进行的二次耐久性设计等进行多角度研究,以整体论的观点考虑耐久性。 

  耐久性问题十分复杂,涉及结构设计、原材料的选用、外加剂的选用、混凝土的拌制、运输、浇筑、养护等一系列过程,因此,借鉴国家重点工程经验,结合工程特点和国家最新规范、科研成果,编制专用技术规程,作为进行质量监控的纲领性文件,指导全程工作。 

  三、衔接各个环节,技术服务保驾护航 

  在工程建设中,工程各方,如设计方、业主、承包商、监理各方所处角色不同,发挥的作用不同,着眼点不同,同时,各方对工程质量的理解、对规范的理解与执行很难统一,而且各方在工程建设的各个环节中往往脱节,各个环节的有效衔接是保障工程质量的必要措施。为此,国家许多重点工程都明确要求由具有鉴证、检测资质和技术服务能力、工程经验的科研单位进行全程质量监控与指导,高素质的科研技术人员直接服务于一线,既有丰富的实践经验,又有深厚的理论功底,可以很好地为工程建设服务、解决现场疑难。 

  确保混凝土桥梁的耐久性并延长其使用寿命,不仅是关系到工程安全性和服役寿命的重大科技问题,而且也是关系到城市经济能否健康发展的重大社会问题。沿海城市混凝土桥梁的耐久性问题是当前实施开发战略过程中急需解决的、最紧迫的应用基础理论与应用研究课题,有非常重要的现实意义和深远的社会影响,在工程技术人员和科研人员的共同努力下,一定能攻克难关,将耐久性落到实处。

  仅仅经过1年,就损伤得如此快!那么再过5年呢?10年呢?距离100年,即便50年的设计寿命相差多远呢? 
  (作者为天津市市政工程研究院副总工程师) 
 
 
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