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(nèi)也不會有太大問題。是這樣嗎?筆者經(jīng)過對天津等濱海地區(qū)的混凝土橋梁健康狀態(tài)調(diào)研表明,情況很不樂觀,在各種環(huán)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(xiàn)行的標準,橋梁在100年內(nèi)不應存在大修問題,即便按以前的規(guī)范要求,也要求50年內(nèi)不大修。因此,在我國大力推進城市化進程、掀起橋梁建設(shè)熱潮的今天,對橋梁健康狀況進行調(diào)研、發(fā)現(xiàn)問題及時反思、避免橋梁過早劣化,有著非常重要的現(xiàn)實意義。
橋梁耐久性狀況綜述
環(huán)渤海地區(qū)是我國相當一段時期內(nèi)的建設(shè)熱點,為充分了解目前渤海灣區(qū)域的橋梁耐久性狀況,為橋梁建設(shè)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(qū)以及天津市內(nèi)進行了橋梁耐久性調(diào)研工作,并在以上地區(qū)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(huán)境與橋梁耐久性資料。
在調(diào)研的過程中,發(fā)現(xiàn)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(jīng)傷痕累累,特別是一些關(guān)鍵節(jié)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(huán)引起的劣化,在北方沿海城市是普遍存在的,而且損傷的發(fā)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(diào)查,圖①是一個3年的墩柱,圖②是同一根墩柱經(jīng)過1年后的對比圖片。
伸縮縫漏水造成蓋梁產(chǎn)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(diào)研的300余座橋梁中,伸縮縫發(fā)生滲漏的達到90%以上,幾乎無縫不漏。北方地區(qū)冬季大量使用化冰鹽,鹽水順著伸縮縫流到蓋梁和墩柱,結(jié)果又是短時間內(nèi)結(jié)構(gòu)損傷,影響其安全性,特別是我國早期的橋梁不設(shè)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(shè)計得偏薄,混凝土很快炭化,誘發(fā)鋼筋銹蝕、膨脹。還有就是當時施工技術(shù)水平問題,保護層厚度控制不準,加之規(guī)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(huán)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(huán)等等,問題最多。幾乎所有的防撞墻,3到5年后,都會發(fā)生爛根。
研究表明,在外界侵蝕環(huán)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(shù)規(guī)律發(fā)展,而不是線性發(fā)展,短短幾年就發(fā)生損壞,其劣化將很快進入加速期,10年尚不足,何談百年。
結(jié)構(gòu)耐久性已經(jīng)提高到戰(zhàn)略高度
混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求已經(jīng)在國家層面受到高度重視:2000年我國發(fā)布了《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》(中華人民共和國國務(wù)院第279號令),以法規(guī)的形式提出責任終身制;為保障混凝土工程的質(zhì)量和耐久性,2004年中國土木工程協(xié)會《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計施工技術(shù)指南》出臺;2004年《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)明確提出橋梁100年設(shè)計壽命的要求;2006年9月交通部《公路工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》出臺;2006年10月《天津市鋼筋混凝土橋梁耐久性設(shè)計規(guī)程》出臺。保障混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性已經(jīng)提高到戰(zhàn)略的高度。幾點建議
一、重點疑難專項攻關(guān),服務(wù)工程
中國建筑科學研究院曾在全國各地不同土質(zhì)地區(qū)埋置試塊,在大港(可作為濱海新區(qū)代表性土質(zhì))埋置的8年試塊從地面起0~35厘米處的吸附區(qū),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(huán)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(huán)境進行防腐蝕專項科研刻不容緩,科研服務(wù)工程,以達到百年壽命要求,做出精品工程。
二、突出以設(shè)計為龍頭思想,全過程考慮耐久性
在工程建設(shè)各方中,設(shè)計是龍頭、是導向,起著至關(guān)重要的作用。施工和監(jiān)理在工程建設(shè)過程中所起的作用,就是在符合國家現(xiàn)行規(guī)范的要求下實現(xiàn)設(shè)計思想,因此,必須從設(shè)計之初,從路線選擇、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施、結(jié)構(gòu)保護措施以及將來進行的二次耐久性設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計、原材料的選用、外加劑的選用、混凝土的拌制、運輸、澆筑、養(yǎng)護等一系列過程,因此,借鑒國家重點工程經(jīng)驗,結(jié)合工程特點和國家最新規(guī)范、科研成果,編制專用技術(shù)規(guī)程,作為進行質(zhì)量監(jiān)控的綱領(lǐng)性文件,指導全程工作。
三、銜接各個環(huán)節(jié),技術(shù)服務(wù)保駕護航
在工程建設(shè)中,工程各方,如設(shè)計方、業(yè)主、承包商、監(jiān)理各方所處角色不同,發(fā)揮的作用不同,著眼點不同,同時,各方對工程質(zhì)量的理解、對規(guī)范的理解與執(zhí)行很難統(tǒng)一,而且各方在工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)中往往脫節(jié),各個環(huán)節(jié)的有效銜接是保障工程質(zhì)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(zhì)和技術(shù)服務(wù)能力、工程經(jīng)驗的科研單位進行全程質(zhì)量監(jiān)控與指導,高素質(zhì)的科研技術(shù)人員直接服務(wù)于一線,既有豐富的實踐經(jīng)驗,又有深厚的理論功底,可以很好地為工程建設(shè)服務(wù)、解決現(xiàn)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(guān)系到工程安全性和服役壽命的重大科技問題,而且也是關(guān)系到城市經(jīng)濟能否健康發(fā)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(fā)戰(zhàn)略過程中急需解決的、最緊迫的應用基礎(chǔ)理論與應用研究課題,有非常重要的現(xiàn)實意義和深遠的社會影響,在工程技術(shù)人員和科研人員的共同努力下,一定能攻克難關(guān),將耐久性落到實處。
僅僅經(jīng)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(shè)計壽命相差多遠呢?
?。ㄗ髡邽樘旖蚴惺姓こ萄芯吭焊笨偣こ處煟?nbsp;
橋梁耐久性狀況綜述
環(huán)渤海地區(qū)是我國相當一段時期內(nèi)的建設(shè)熱點,為充分了解目前渤海灣區(qū)域的橋梁耐久性狀況,為橋梁建設(shè)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(qū)以及天津市內(nèi)進行了橋梁耐久性調(diào)研工作,并在以上地區(qū)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(huán)境與橋梁耐久性資料。
在調(diào)研的過程中,發(fā)現(xiàn)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(jīng)傷痕累累,特別是一些關(guān)鍵節(jié)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(huán)引起的劣化,在北方沿海城市是普遍存在的,而且損傷的發(fā)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(diào)查,圖①是一個3年的墩柱,圖②是同一根墩柱經(jīng)過1年后的對比圖片。
伸縮縫漏水造成蓋梁產(chǎn)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(diào)研的300余座橋梁中,伸縮縫發(fā)生滲漏的達到90%以上,幾乎無縫不漏。北方地區(qū)冬季大量使用化冰鹽,鹽水順著伸縮縫流到蓋梁和墩柱,結(jié)果又是短時間內(nèi)結(jié)構(gòu)損傷,影響其安全性,特別是我國早期的橋梁不設(shè)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(shè)計得偏薄,混凝土很快炭化,誘發(fā)鋼筋銹蝕、膨脹。還有就是當時施工技術(shù)水平問題,保護層厚度控制不準,加之規(guī)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(huán)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(huán)等等,問題最多。幾乎所有的防撞墻,3到5年后,都會發(fā)生爛根。
研究表明,在外界侵蝕環(huán)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(shù)規(guī)律發(fā)展,而不是線性發(fā)展,短短幾年就發(fā)生損壞,其劣化將很快進入加速期,10年尚不足,何談百年。
結(jié)構(gòu)耐久性已經(jīng)提高到戰(zhàn)略高度
混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性要求已經(jīng)在國家層面受到高度重視:2000年我國發(fā)布了《建設(shè)工程質(zhì)量管理條例》(中華人民共和國國務(wù)院第279號令),以法規(guī)的形式提出責任終身制;為保障混凝土工程的質(zhì)量和耐久性,2004年中國土木工程協(xié)會《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計施工技術(shù)指南》出臺;2004年《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》(JTGD62-2004)明確提出橋梁100年設(shè)計壽命的要求;2006年9月交通部《公路工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》出臺;2006年10月《天津市鋼筋混凝土橋梁耐久性設(shè)計規(guī)程》出臺。保障混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性已經(jīng)提高到戰(zhàn)略的高度。幾點建議
一、重點疑難專項攻關(guān),服務(wù)工程
中國建筑科學研究院曾在全國各地不同土質(zhì)地區(qū)埋置試塊,在大港(可作為濱海新區(qū)代表性土質(zhì))埋置的8年試塊從地面起0~35厘米處的吸附區(qū),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(huán)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(huán)境進行防腐蝕專項科研刻不容緩,科研服務(wù)工程,以達到百年壽命要求,做出精品工程。
二、突出以設(shè)計為龍頭思想,全過程考慮耐久性
在工程建設(shè)各方中,設(shè)計是龍頭、是導向,起著至關(guān)重要的作用。施工和監(jiān)理在工程建設(shè)過程中所起的作用,就是在符合國家現(xiàn)行規(guī)范的要求下實現(xiàn)設(shè)計思想,因此,必須從設(shè)計之初,從路線選擇、結(jié)構(gòu)選型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施、結(jié)構(gòu)保護措施以及將來進行的二次耐久性設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計、原材料的選用、外加劑的選用、混凝土的拌制、運輸、澆筑、養(yǎng)護等一系列過程,因此,借鑒國家重點工程經(jīng)驗,結(jié)合工程特點和國家最新規(guī)范、科研成果,編制專用技術(shù)規(guī)程,作為進行質(zhì)量監(jiān)控的綱領(lǐng)性文件,指導全程工作。
三、銜接各個環(huán)節(jié),技術(shù)服務(wù)保駕護航
在工程建設(shè)中,工程各方,如設(shè)計方、業(yè)主、承包商、監(jiān)理各方所處角色不同,發(fā)揮的作用不同,著眼點不同,同時,各方對工程質(zhì)量的理解、對規(guī)范的理解與執(zhí)行很難統(tǒng)一,而且各方在工程建設(shè)的各個環(huán)節(jié)中往往脫節(jié),各個環(huán)節(jié)的有效銜接是保障工程質(zhì)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(zhì)和技術(shù)服務(wù)能力、工程經(jīng)驗的科研單位進行全程質(zhì)量監(jiān)控與指導,高素質(zhì)的科研技術(shù)人員直接服務(wù)于一線,既有豐富的實踐經(jīng)驗,又有深厚的理論功底,可以很好地為工程建設(shè)服務(wù)、解決現(xiàn)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(guān)系到工程安全性和服役壽命的重大科技問題,而且也是關(guān)系到城市經(jīng)濟能否健康發(fā)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(fā)戰(zhàn)略過程中急需解決的、最緊迫的應用基礎(chǔ)理論與應用研究課題,有非常重要的現(xiàn)實意義和深遠的社會影響,在工程技術(shù)人員和科研人員的共同努力下,一定能攻克難關(guān),將耐久性落到實處。
僅僅經(jīng)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(shè)計壽命相差多遠呢?
?。ㄗ髡邽樘旖蚴惺姓こ萄芯吭焊笨偣こ處煟?nbsp;