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  2. 海洋環(huán)境中橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性檢測評估
    2023-12-05 15:43:48 作者:趙尚傳 來源:腐蝕與防護(hù) 分享至:

     

     

     

     

     

    環(huán)境特點(diǎn)與耐久性現(xiàn)狀

     

     

     

     

     

    (一)海洋環(huán)境的特點(diǎn)   

     

    1. 腐蝕介質(zhì)含量高

      ◇ 氯鹽:蝕鋼筋;

      ◇ 硫酸鹽、鎂鹽:腐蝕混凝土;

    2. 材質(zhì)劣速度快
      ◇ 病害機(jī)理氯離子侵蝕誘發(fā)鋼筋銹蝕;硫酸鹽、鎂鹽腐蝕混凝土;

      ◇ 劣化特征:鋼筋銹蝕;混凝土結(jié)構(gòu)表面疏松露骨、銹脹開裂;

      ◇ 同一混凝土橋梁,在相同使用年限內(nèi),海洋環(huán)境中氯離子誘發(fā)鋼筋銹蝕的可能性是一般大氣環(huán)境中混凝土碳化導(dǎo)致鋼筋銹蝕的幾百倍。

    3. 地域分布范圍廣
      ◇ 海岸線總長度達(dá)3.2萬公里,其中,大陸海岸線:北起鴨綠江口,南至北侖河口,長達(dá)1.8萬多公里。

      ◇ 海岸線附近1~2公里范圍內(nèi)及近海海域基本上都屬于海洋環(huán)境。(山東海洋總體規(guī)劃區(qū)域)

    (二)耐久性現(xiàn)狀    

     

    1. 海洋環(huán)境中部分橋梁耐久性較差,年限不滿足要求

      ◇ 部分沿海橋梁,耐久年限非常短,通常在10~20年左右即出現(xiàn)鋼筋銹蝕現(xiàn)象;

      ◇ 遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)使用年限要求;

    2. 氯離子侵蝕誘發(fā)鋼筋銹蝕是我國混凝土橋梁耐久性降低的主要病害類型

    3. 我國混凝土橋梁耐久性總體呈現(xiàn)階段性特點(diǎn)

      • 在上世紀(jì)90年代以前修建的橋梁:技術(shù)發(fā)展相對落后,沒有考慮結(jié)構(gòu)耐久性問題,多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)耐久性病害嚴(yán)重,已步入改造期。20余萬座。
      • 在1990-2000年之間修建的橋梁:無專門耐久性設(shè)計(jì);混凝土材料已有很大發(fā)展;在嚴(yán)酷環(huán)境中橋梁的耐久性問題較為突出,部分橋梁壽命周期偏短。10余萬座。
      • 在2000年以后修建的橋梁:長大橋建設(shè)發(fā)展對耐久性重視程度增加,以及國外研究成果的引進(jìn),尤其2004年規(guī)范規(guī)定耐久性以后,耐久性明顯改善。60余萬座。

    我國公路橋梁總體耐久性良好,但也存在階段性特點(diǎn)和部分耐久性不足現(xiàn)象。橋梁耐久性問題需要引起重視。

    (三)耐久性不足的危害    

     

    1. 意大利莫蘭迪大橋垮塌

    2. 臺灣南方澳大橋垮塌

    耐久性是保障公路橋梁安全耐久使用的重要性能,是第一道屏障;

    海洋環(huán)境對橋梁混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)都是一種惡劣的環(huán)境,在養(yǎng)護(hù)中應(yīng)加以重視。

     

     

     

     

    外觀耐久狀態(tài)檢測

     

     

     

     

     

    (一)海洋環(huán)境中混凝土橋梁的典型耐久性病害   

     

     

    耐久性降低的表現(xiàn)形式

    ◇ 耐久性病害可以分為兩大類:可以目視發(fā)現(xiàn)不能發(fā)現(xiàn)的,這兩者都可以導(dǎo)致構(gòu)件性能的保持能力降低,或者說,是性能保持能力降低的具體體現(xiàn)。

      • 目視可以發(fā)現(xiàn)的是外觀耐久狀態(tài),分為兩種:

      1)一是耐久性降低導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面發(fā)生明顯可視變化,即外觀劣化;

      2)二是結(jié)構(gòu)構(gòu)件防護(hù)或保護(hù)措施不足在結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面的表現(xiàn),即質(zhì)量缺陷;

      • 目視不能發(fā)現(xiàn)的是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件材質(zhì)性能在環(huán)境作用下的潛在性能劣化,這需要通過檢測分析、預(yù)測保持結(jié)構(gòu)或構(gòu)件性能不降低的潛在性能劣化的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間即為剩余耐久年限。

    (二)構(gòu)建外觀耐久狀態(tài)檢測評定方法   

     

    1. 評定標(biāo)準(zhǔn)

      ◇ 外觀耐久狀態(tài)評定可分為外觀質(zhì)量缺陷評定外觀劣化度評定

      ◇ 以兩者中差者等級作為外觀耐久狀態(tài)評定等級

    2. 檢測評定指標(biāo)

      ◇ 混凝土構(gòu)件外觀質(zhì)量缺陷指標(biāo)宜包括非銹蝕裂縫、蜂窩及麻面、孔洞;

      ◇ 鋼筋銹蝕導(dǎo)致的外觀劣化度檢測指標(biāo)宜包括銹蝕裂縫、剝落露筋和表面析出物;

    3. 構(gòu)件單元等級評定

      ◇ 構(gòu)件評定單元的外觀耐久狀態(tài)等級:按評定單元外觀綜合分值評定。

     

     

     

     

    剩余耐久年限預(yù)測

     

     

     

     

     

     

    (一)構(gòu)件剩余耐久年限檢測評估思路   

     

    這是大家統(tǒng)一產(chǎn)生疑問和歧義的內(nèi)容。焦點(diǎn)是怎樣驗(yàn)證?預(yù)測人的壽命,難!

    估算思路:剩余耐久年限可采用劣化模型法時(shí)間外推法進(jìn)行計(jì)算。

    原因:耐久性影響因素的復(fù)雜性和多樣性,研究成果的成熟度不一致。

    (二)海洋環(huán)境中混凝土構(gòu)件剩余耐久年限預(yù)測方法   

     

    (三)構(gòu)件剩余耐久年限檢測與估算過程  

     

    (四)構(gòu)件單元剩余耐久年限評定   

     

     

     

     

     

    環(huán)橋梁耐久性檢評程序

     

     

     

     

     

     ◇ 給出構(gòu)件評定單元評定結(jié)果,為橋梁構(gòu)件進(jìn)行分類施策維修養(yǎng)護(hù)提供支撐。

      耐久性檢測評定程序   

     

    1. 橋梁調(diào)查

      ◇ 橋梁調(diào)查內(nèi)容:資料、橋位環(huán)境和外觀;必要時(shí)尚應(yīng)進(jìn)行構(gòu)件材料成分分析。

      1)資料調(diào)查:橋梁設(shè)計(jì)文件和竣工資料、橋梁服役歷史、橋梁檢查和維護(hù)資料;

      2)現(xiàn)場使用環(huán)境調(diào)查:橋梁所處環(huán)境作用類別、作用等級和結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部環(huán)境以及交通流量等;

      3)外觀調(diào)查:初步確定構(gòu)件表觀耐久性狀況,支撐構(gòu)件評定單元劃分;

      ◇ 在橋梁調(diào)查過程中,應(yīng)確定橋梁耐久性主要劣化形式、劣化機(jī)理和劣化發(fā)展情況。

      ◇ 在第一次耐久性檢測評定中,應(yīng)通過橋梁調(diào)查收集耐久性相關(guān)資料、明確公路橋梁所處的環(huán)境作用類別和等級。

    2. 劃分構(gòu)件類別,確定評定單元

    3. 確定評定單元中檢測構(gòu)件數(shù)量

      ◇ 公路橋梁耐久性評定單元中的構(gòu)件可全數(shù)檢測也可抽樣檢測,并應(yīng)符合下列規(guī)定:

      1)當(dāng)評定單元中的構(gòu)件數(shù)量不超過3個(gè)時(shí),應(yīng)采取全數(shù)檢測方式;

      2)當(dāng)評定單元中的構(gòu)件數(shù)量超過3個(gè)時(shí),可采用抽樣檢測方式。

    4. 開展構(gòu)件評定單元耐久性檢測評定

    采用外觀耐久狀態(tài)和剩余耐久年限相結(jié)合的辦法(前述二、三

      ◇ 當(dāng)不能定量估算構(gòu)件剩余耐久年限時(shí),可采用外觀耐久狀態(tài)等級作為耐久性等級;

      ◇ 當(dāng)構(gòu)件有表面防護(hù)涂層等防護(hù)措施時(shí),宜對涂層劣化狀態(tài)保護(hù)效果進(jìn)行檢測評定。

      涂層劣化狀態(tài)的檢測評定   

     

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