拱北湾大桥耐久性设计..docVIP

混凝土结构的耐久性 1、依据规范 （1） 《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/TB 07-01-2006） （2） 《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T 50476-2008） （3） 《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》（JT/T 695-2007） （4） 《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ 275-2000) 2、环境分类及作用等级 依据《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTJ 275-2000)和《混凝土结构耐久性设计与施工指南》的规定，将海洋环境中影响结构耐久性的环境条件分为:大气区、浪溅区、水位变动区、水下区及泥下区五个区。 桥位区域按无掩护条件的天文潮位计算，混凝土环境条件分区如下表。 大气区 浪溅区 水位变动区 水下区 泥下区 最高天文潮位加0.7倍百年一遇有效波高H1/3以上 大气区下界至最高天文潮位减百年一遇有效波高H1/3之间 浪溅区下界至最低天文潮位减0.2倍百年一遇有效波高H1/3之间 水位变动区以下 局部冲刷线以下 大气区:最高天文潮位加0.7倍百年一遇有效波高H1/3以上，为6.26m； : 大气区下界至最高天文潮位减百年一遇有效波高H1/3之间，为-0.4m； :浪溅区下界至最低天文潮位减 0.2倍百年一遇有效波高H1/3之间，为-2.1m。 水下区、泥下区:水位变动区以下，按海域、岛上分别具体分类。 根据《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(JTG/TBO7-01-2006)规定，结合本项目所处环境，本工程环境侵蚀作用的分区及其相应的侵蚀作用等级见下表。 环境类别 环境条件/高程（m） 作用等级 工程部位 近海或海洋环境 大气区 轻度盐雾区(＞15.48m)： 离平均水位（0.48m）15m以上的海上大气区。 D 部分主梁 重度盐雾区（15.48~6.26m）： 离平均水位（0.48m）15m以下的海上大气区，以及离涨潮岸线100m以内的陆上环境。 E 部分主梁、部分主墩 浪溅区 6.26m~-0.4m F 部分主墩、承台、部分基桩顶部 水位变动区 -0.4m~-2.1m F 水下区、泥下区 ＜-2.1m或泥/土中范围 D 基桩、岛上承台 3、耐久性设计基本准则 海域混凝土结构由于环境对结构的影响及其相应的反应非常复杂，防腐蚀耐久性设计仅考虑如何提高混凝土质量是不够的，必须包括结构的选型、构造、施工、使用、维护各个阶段所涉及的防腐蚀问题。为使海域混凝土工程达到预期的使用年限，防腐蚀耐久性设计时，应遵循以下原则： （1）应保证混凝土结构在设计工作寿命期的安全、正常使用功能及可接受的外观，而不需支付过高的维修费用。 （2）混凝土应根据在建筑物上的部位所处的环境条件，采取不同的防腐蚀要求和措施。 （3）应针对结构预定功能和所处环境条件选择合适的结构型式，合理的构造，护筋性良好的优质混凝土，并同时采用特殊防腐蚀的措施。 4、混凝土的使用要求及耐久性的控制 根据相关调研的结论，桥址处海域内的混凝土构件的耐久性失效过程基本上就是氯离子侵入混凝土构件内部而引起的钢筋锈蚀过程，个别构件是大气中的CO2对混凝土构件表面的碳化作用引起的钢筋锈蚀或海水和地质土层中化学物质带来的腐蚀。各构件的耐久性控制过程见下表。 结构物 设计年限（年） 控制环境作用 主梁内部 120 碳化作用 主梁外部 120 氯离子作用 桥 墩 120 氯离子作用 承 台 120 氯离子作用 桩 基 120 氯离子作用/化学腐蚀 5、混凝土的耐久性设计 根据桥址所处的环境类别与作用等级，从耐久性设计考虑，本桥采用海工高性能混凝土。这种混凝土在海洋环境中具有高耐久性、高稳定性和良好工作性的高性能结构混凝土（密实度高、抗渗能力强）。 混凝土的配合比设计应在保证满足高性能混凝土工作性能、力学性能、耐久性能要求的前提下，尽量降低混凝土拌和物中的浆体比率，采用最低的用水量。将通过使用级配、粒形良好的集料来降低混凝土中浆体比率、提高混凝土的体积稳定性，通过掺入大量矿物掺合料来降低混凝土水化热温升、提高混凝土的抗渗性能，通过掺入与胶凝材料匹配的优质高效缓凝型减水剂来降低混凝土升温速率及混凝土中的拌合用水量，通过掺入适量的引气剂来提高混凝土的体积稳定性、降低混凝土的粘性，提高混凝土的施工性。 氯离子扩散系数是衡量混凝土抵抗氯离子侵蚀能力、防止钢筋锈蚀的一项重要指标。非稳态电迁移法(RCM法)发明人Tang Luping提出的氯离子扩散系数(D)评价标准为: D＜2×10-12 m2/s 抗氯离子渗透性能非常好； D＜8×10-12 m2/s 抗氯离子渗透性能较好； D＜16×10-12 m2/s 抗氯离子渗透性能一般； D＞16×10-12 m