長(zhǎng)期以來(lái),人們一直以為混凝土橋梁應(yīng)是非常耐久的,不存在或很少存在腐蝕的問(wèn)題,即便存在著腐蝕,短期內(nèi)也不會(huì)有太大問(wèn)題。是這樣嗎?筆者經(jīng)過(guò)對(duì)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(lè)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(guó)現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn),橋梁在100年內(nèi)不應(yīng)存在大修問(wèn)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(guó)大力推進(jìn)城市化進(jìn)程、掀起橋梁建設(shè)熱潮的今天,對(duì)橋梁健康狀況進(jìn)行調(diào)研、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)反思、避免橋梁過(guò)早劣化,有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
橋梁耐久性狀況綜述
環(huán)渤海地區(qū)是我國(guó)相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)的建設(shè)熱點(diǎn),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(tái)、京唐港、曹妃甸、唐山一帶沿海地區(qū)以及天津市內(nèi)進(jìn)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(jìn)行了化學(xué)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(guò)程中,發(fā)現(xiàn)耐久性危機(jī)遠(yuǎn)超人們想象。以往人們普遍認(rèn)為,對(duì)橋梁而言,耐久性損傷應(yīng)該是一二十年后的事,而實(shí)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(diǎn)部位,也是往往被人們忽視的地方。簡(jiǎn)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???。下面的圖片是筆者對(duì)一座橋梁墩柱腐蝕做的追蹤調(diào)查,圖①是一個(gè)3年的墩柱,圖②是同一根墩柱經(jīng)過(guò)1年后的對(duì)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(gè)普遍的問(wèn)題。在我們調(diào)研的300余座橋梁中,伸縮縫發(fā)生滲漏的達(dá)到90%以上,幾乎無(wú)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(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)損傷,影響其安全性,特別是我國(guó)早期的橋梁不設(shè)橋面防水層,這個(gè)問(wèn)題就更加突出。圖③是一個(gè)8年的蓋梁,可窺一斑。
實(shí)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(yán)重的問(wèn)題,而這些又往往被人們忽視。
保護(hù)層大面積脫落。這個(gè)問(wèn)題也是很普遍的,原因是我國(guó)早期橋梁保護(hù)層設(shè)計(jì)得偏薄,混凝土很快炭化,誘發(fā)鋼筋銹蝕、膨脹。還有就是當(dāng)時(shí)施工技術(shù)水平問(wèn)題,保護(hù)層厚度控制不準(zhǔn),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(yán)重。防撞墻處在橋梁最為惡劣的工作環(huán)境中,車(chē)輛通過(guò)時(shí)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(wèn)題最多。幾乎所有的防撞墻,3到5年后,都會(huì)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(jìn)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(guó)家層面受到高度重視:2000年我國(guó)發(fā)布了《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》(中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院第279號(hào)令),以法規(guī)的形式提出責(zé)任終身制;為保障混凝土工程的質(zhì)量和耐久性,2004年中國(guó)土木工程協(xié)會(huì)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》出臺(tái);2004年《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62-2004)明確提出橋梁100年設(shè)計(jì)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(tái);2006年10月《天津市鋼筋混凝土橋梁耐久性設(shè)計(jì)規(guī)程》出臺(tái)。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(diǎn)建議
一、重點(diǎn)疑難專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān),服務(wù)工程
中國(guó)建筑科學(xué)研究院曾在全國(guó)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(yán)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(qiáng)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(qiáng)度損失60%%,觸目驚心。因此,針對(duì)沿海城市的橋梁工程所處的惡劣環(huán)境進(jìn)行防腐蝕專(zhuān)項(xiàng)科研刻不容緩,科研服務(wù)工程,以達(dá)到百年壽命要求,做出精品工程。
二、突出以設(shè)計(jì)為龍頭思想,全過(guò)程考慮耐久性
在工程建設(shè)各方中,設(shè)計(jì)是龍頭、是導(dǎo)向,起著至關(guān)重要的作用。施工和監(jiān)理在工程建設(shè)過(guò)程中所起的作用,就是在符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的要求下實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思想,因此,必須從設(shè)計(jì)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(hù)措施以及將來(lái)進(jìn)行的二次耐久性設(shè)計(jì)等進(jìn)行多角度研究,以整體論的觀點(diǎn)考慮耐久性。
耐久性問(wèn)題十分復(fù)雜,涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料的選用、外加劑的選用、混凝土的拌制、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等一系列過(guò)程,因此,借鑒國(guó)家重點(diǎn)工程經(jīng)驗(yàn),結(jié)合工程特點(diǎn)和國(guó)家最新規(guī)范、科研成果,編制專(zhuān)用技術(shù)規(guī)程,作為進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控的綱領(lǐng)性文件,指導(dǎo)全程工作。
三、銜接各個(gè)環(huán)節(jié),技術(shù)服務(wù)保駕護(hù)航
在工程建設(shè)中,工程各方,如設(shè)計(jì)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(diǎn)不同,同時(shí),各方對(duì)工程質(zhì)量的理解、對(duì)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(gè)環(huán)節(jié)中往往脫節(jié),各個(gè)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(guó)家許多重點(diǎn)工程都明確要求由具有鑒證、檢測(cè)資質(zhì)和技術(shù)服務(wù)能力、工程經(jīng)驗(yàn)的科研單位進(jìn)行全程質(zhì)量監(jiān)控與指導(dǎo),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(shí)踐經(jīng)驗(yàn),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(chǎng)疑難。
確?;炷翗蛄旱哪途眯圆⒀娱L(zhǎng)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(wèn)題,而且也是關(guān)系到城市經(jīng)濟(jì)能否健康發(fā)展的重大社會(huì)問(wèn)題。沿海城市混凝土橋梁的耐久性問(wèn)題是當(dāng)前實(shí)施開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略過(guò)程中急需解決的、最緊迫的應(yīng)用基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究課題,有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的社會(huì)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(shí)處。
僅僅經(jīng)過(guò)1年,就損傷得如此快!那么再過(guò)5年呢?10年呢?距離100年,即便50年的設(shè)計(jì)壽命相差多遠(yuǎn)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(guó)相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)的建設(shè)熱點(diǎn),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(tái)、京唐港、曹妃甸、唐山一帶沿海地區(qū)以及天津市內(nèi)進(jìn)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(jìn)行了化學(xué)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(guò)程中,發(fā)現(xiàn)耐久性危機(jī)遠(yuǎn)超人們想象。以往人們普遍認(rèn)為,對(duì)橋梁而言,耐久性損傷應(yīng)該是一二十年后的事,而實(shí)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(diǎn)部位,也是往往被人們忽視的地方。簡(jiǎn)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???。下面的圖片是筆者對(duì)一座橋梁墩柱腐蝕做的追蹤調(diào)查,圖①是一個(gè)3年的墩柱,圖②是同一根墩柱經(jīng)過(guò)1年后的對(duì)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(gè)普遍的問(wèn)題。在我們調(diào)研的300余座橋梁中,伸縮縫發(fā)生滲漏的達(dá)到90%以上,幾乎無(wú)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(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)損傷,影響其安全性,特別是我國(guó)早期的橋梁不設(shè)橋面防水層,這個(gè)問(wèn)題就更加突出。圖③是一個(gè)8年的蓋梁,可窺一斑。
實(shí)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(yán)重的問(wèn)題,而這些又往往被人們忽視。
保護(hù)層大面積脫落。這個(gè)問(wèn)題也是很普遍的,原因是我國(guó)早期橋梁保護(hù)層設(shè)計(jì)得偏薄,混凝土很快炭化,誘發(fā)鋼筋銹蝕、膨脹。還有就是當(dāng)時(shí)施工技術(shù)水平問(wèn)題,保護(hù)層厚度控制不準(zhǔn),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(yán)重。防撞墻處在橋梁最為惡劣的工作環(huán)境中,車(chē)輛通過(guò)時(shí)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(wèn)題最多。幾乎所有的防撞墻,3到5年后,都會(huì)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(jìn)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(guó)家層面受到高度重視:2000年我國(guó)發(fā)布了《建設(shè)工程質(zhì)量管理?xiàng)l例》(中華人民共和國(guó)國(guó)務(wù)院第279號(hào)令),以法規(guī)的形式提出責(zé)任終身制;為保障混凝土工程的質(zhì)量和耐久性,2004年中國(guó)土木工程協(xié)會(huì)《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)施工技術(shù)指南》出臺(tái);2004年《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD62-2004)明確提出橋梁100年設(shè)計(jì)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(tái);2006年10月《天津市鋼筋混凝土橋梁耐久性設(shè)計(jì)規(guī)程》出臺(tái)。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(diǎn)建議
一、重點(diǎn)疑難專(zhuān)項(xiàng)攻關(guān),服務(wù)工程
中國(guó)建筑科學(xué)研究院曾在全國(guó)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(yán)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(qiáng)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(qiáng)度損失60%%,觸目驚心。因此,針對(duì)沿海城市的橋梁工程所處的惡劣環(huán)境進(jìn)行防腐蝕專(zhuān)項(xiàng)科研刻不容緩,科研服務(wù)工程,以達(dá)到百年壽命要求,做出精品工程。
二、突出以設(shè)計(jì)為龍頭思想,全過(guò)程考慮耐久性
在工程建設(shè)各方中,設(shè)計(jì)是龍頭、是導(dǎo)向,起著至關(guān)重要的作用。施工和監(jiān)理在工程建設(shè)過(guò)程中所起的作用,就是在符合國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范的要求下實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)思想,因此,必須從設(shè)計(jì)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(hù)措施以及將來(lái)進(jìn)行的二次耐久性設(shè)計(jì)等進(jìn)行多角度研究,以整體論的觀點(diǎn)考慮耐久性。
耐久性問(wèn)題十分復(fù)雜,涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料的選用、外加劑的選用、混凝土的拌制、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù)等一系列過(guò)程,因此,借鑒國(guó)家重點(diǎn)工程經(jīng)驗(yàn),結(jié)合工程特點(diǎn)和國(guó)家最新規(guī)范、科研成果,編制專(zhuān)用技術(shù)規(guī)程,作為進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)控的綱領(lǐng)性文件,指導(dǎo)全程工作。
三、銜接各個(gè)環(huán)節(jié),技術(shù)服務(wù)保駕護(hù)航
在工程建設(shè)中,工程各方,如設(shè)計(jì)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(diǎn)不同,同時(shí),各方對(duì)工程質(zhì)量的理解、對(duì)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(gè)環(huán)節(jié)中往往脫節(jié),各個(gè)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(guó)家許多重點(diǎn)工程都明確要求由具有鑒證、檢測(cè)資質(zhì)和技術(shù)服務(wù)能力、工程經(jīng)驗(yàn)的科研單位進(jìn)行全程質(zhì)量監(jiān)控與指導(dǎo),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(shí)踐經(jīng)驗(yàn),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(chǎng)疑難。
確?;炷翗蛄旱哪途眯圆⒀娱L(zhǎng)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(wèn)題,而且也是關(guān)系到城市經(jīng)濟(jì)能否健康發(fā)展的重大社會(huì)問(wèn)題。沿海城市混凝土橋梁的耐久性問(wèn)題是當(dāng)前實(shí)施開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略過(guò)程中急需解決的、最緊迫的應(yīng)用基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究課題,有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義和深遠(yuǎn)的社會(huì)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(shí)處。
僅僅經(jīng)過(guò)1年,就損傷得如此快!那么再過(guò)5年呢?10年呢?距離100年,即便50年的設(shè)計(jì)壽命相差多遠(yuǎn)呢?
?。ㄗ髡邽樘旖蚴惺姓こ萄芯吭焊笨偣こ處煟?nbsp;