對橋梁耐久性問題的幾點思考

邵容光 賴國麟

【東南大學TRANBBS交通學院 南京 210018】

摘 要：隨著我國公路橋梁建設的蓬勃開展，橋梁結構的耐久性等問題應予以研究和解決。本文從橋梁的耐久性TRANBBS設計、保護層厚度、扁波紋管的灌漿問題、現澆鋼筋混凝土連續箱梁的負彎矩鋼筋問題、橋面防水材料、錨頭封堵和孔道灌漿、橋梁養護等方面闡述了自己的觀點，應引起公路橋梁設計、TRANBBS施工、維護等方面的重視。?
關鍵詞：橋梁 耐久性 思考

隨著我國交通建設事業的迅速發展，對于橋梁耐久性問題應有未雨綢繆的思考，因而對其進行研究和采取相應的措施就應格外予以重視。其本質是在注意到“量”的同時，必須注意結構物“質”的飛躍和發展。如果在現在的大規模建設中，不認真考慮結構耐久性問題，勢必給將來帶來不良的苦果。現就近年來經常接觸到的一些工程現象提出幾點看法，以供同仁們共同關注和探討。

1 耐久性設計

關于部頒“公路橋涵設計通用規范”(JTJ021-85)第一章第一節第1.1.2條“……按照適用、經濟、安全和美觀的原則進行設計……”。如從廣義而言，也可以認為以上條文中已包含有“耐久性”的要求內涵，但為了強調“耐久性”的重要性，故建議今后在修訂規范時，能將“耐久性”的內容列入該條中。?

2 保護層厚度

關于《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》JTJ023-85(以下簡稱《公橋規》)中混凝土結構的保護層厚度規定為：
板：C≥1.5cm?
R.C.梁：C=3～5cm，C′≥2.5cm(側面)，C″≥1.5(箍筋或防裂筋)。
人所共知，混凝土保護層的主要作用是使梁內鋼筋免遭誘蝕，尤其應注意與周圍環境相聯系，與混凝土的操作工藝相聯系，以保證結構在應有的使用壽命期內，其功能完好。?
1982年FIP實用設計建議規定的保護層基本值，輕度暴露時為1.5cm；正常暴露時為2.5cm，嚴重暴露時為3.5cm。
1977年美國ACI規定的最小保護層為：外露于土地或露天的混凝土，其主筋的保護層厚度為5.1cm，箍筋、系筋和螺旋筋的保護層厚度為3.8cm；在腐蝕性或海洋性環境中，或在其他嚴重的外露條件下，混凝土保護層的厚度應適當增加。?

單位：mm 表1

　 現澆混凝土 預制混凝土 
地面以上
主筋
箍筋、系筋、螺旋筋 
40
30 
25
25 
地面以下
主筋
箍筋、系筋、螺旋筋 
50
40 
35
25 
橋面板
--頂面
--板底d①≤300
?d＞300 ?
50
30
40 ?
25
25
30 
預制梁 / 25 
防撞墻，胸墻 50 30 
混凝土貼在土上時 75 / 

注：①“d”為橋面板的厚度。

1982年我國《港口工程TRANBBS技術規范》(JTJ220-82)規定：水上、淡水區3.0cm，海水區5.0cm；水下、淡水區2.5cm，海水區3.0cm。
1983年“加拿大安大略省橋規”規定的最小保護層厚度以及美國和歐洲混凝土協會對混凝土橋梁耐久性的規定見表1～表2。

表2

規定標準

項目
AASHTO(1977年)(美國各州公路與運輸工作者協會) ACI343R(1997年)
(美國混凝土協會) CEB-FIPCODE(1978年)?(歐洲混凝土委員會與
國際預應力混凝土協會) 
拌和用水 不能使用含有氯離子濃度1000ppm以上的水作拌和水 拌和水要潔凈，不能使用含有一定數量以上有害雜質的水作為拌和水 不能使用含有一定數量、能促使鋼筋銹蝕的有害雜質的水作為拌和用水 
外加劑 減水劑里不能含有CaCl2；不摻加氣劑時，用減水劑拌制的混凝土的含氣量控制在3%以下(橋面板除外) 橋面板不可用加氣劑，預應力構件、橋面板、橋墩頂部等處不能摻用含有CaCl2的外加劑，即使采用，CaCl2量必須限制在水泥重量的1%以下 不能采用含有促使鋼筋銹蝕成分的外加劑(特別是氯化物) 
最小單位水泥用量(kg/m3) 混凝土抗壓強度為28.0MPa時：363kg/m3?混凝土抗壓強度為31.5MPa時：393kg/m3 用于橋面板時：335kg/m3 普通混凝土構件：240kg/m3以上；預應力混凝土構件：270kg/m3以上 
保護層的最小厚度(mm) 預應力鋼材同主筋：38；橋面板面層鋼筋：38；?橋面板下層鋼筋：25；
但在海水中或受海水影響的構造物，其保護層應加厚
主筋：51
箍筋：38
混凝土橋面板面層鋼筋：51混凝土橋面板下層鋼筋：25但在海水中或易受腐蝕的環境時，其保護層應加厚，且要求混凝土要密實、不透水，并采取一定的防腐措施 對特別易受銹蝕的鋼材應進行熱處理；在處于有輕微銹蝕環境時：25；有中等程度銹蝕環境時：25～35；有嚴重程度銹蝕環境時：35～45；采用不容易引起銹蝕的鋼材時，其保護層厚度可根據上值減少10mm 

值得注意的是，我國《公橋規》的取值普遍地較歐美規范值偏小，目前國際的總趨勢宜使保護層適當加厚，以增加可碳化深度的數量，從而使結構物的耐久性得到增加。?
目前我國在高速公路橋上大量采用的薄壁箱梁結構，其側邊緣的凈保護層甚至只有1.5cm，導致了混凝土澆筑和振搗上的很大困難，其結構耐久性究竟如何，尚有待時間的考驗。尤其在毗鄰大海的局部區域內，鹽霧的腐蝕性也是應予重視的問題。

3 扁波紋管的灌漿問題
目前在高等級公路上廣泛采用先簡支后連續的結構體系，這無論對橋面平整度方面，或是對橋梁抗震性能方面都具有很多優點。但作為后連續的主要力筋采用扁波紋管穿束張拉，對其灌漿后的耐久性方面卻令人憂慮。
在《公橋規》第6.2.26條中提出：“管道的內徑應比預應力鋼筋的外徑至少大1cm”。但目前很多橋梁中所采用的扁波紋管的規格均不能滿足《公橋規》的這一要求，以M15-4為例，其相應的扁波紋管內徑為70×19mm，其高度為19mm，而預應力鋼絞線的直徑為Φ15.24mm

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，也即意味著可灌漿的間隙為3.76mm《10.00mm；寬度方向：70-4×15.24=9.04mm＜10mm，其平均間隙為(70-4×15.24)/(4+1)=1.8mm就更小。因此，很難保證灌漿的飽滿度、握裹度，更難保證在施工過程中扁波紋管的可能壓扁變形。因而，這種處于橋面頂層的負彎矩束，能否確保其應有的耐久性，是十分令人憂慮的一種構造。

4 現澆鋼筋混凝土連續箱梁的負彎矩鋼筋問題
目前我國大量地修建L=16～25m的多跨現澆連續R.C.箱梁結構。由于普通鋼筋混凝土結構是一種必然地帶裂縫工作的結構，因而在負彎矩區總會出現負彎矩裂縫，其配筋量設計常由大裂縫寬度的限值進行控制，這顯然在結構的合理性方面隱存有缺陷的。鑒于負彎矩裂縫是一種向上開口的“V”形裂縫，橋面水容易滲入，遭受長期浸蝕后，負彎矩鋼筋的銹蝕問題是應予重視的問題。?
近年來，由國外引進的環氧樹脂涂層鋼筋(FBECR)已在國內生產。因而，建議在高等級公路橋中可先行試用，然后再推廣應用于一般R.C.負彎矩區的主筋中，這對保證結構的耐久性，無疑是可以得到相應回報的事情。

5 橋面防水材料
50年代全盤學習蘇聯，采用三油二氈式防水構造，60年代以后即全面取消了上述防水構造，而改用防水混凝土構造，但鑒于防水混凝土歸屬于剛性防水的范疇，故其實際防水效果如何，是令人擔憂的。近年來由于高速公路蓬勃興起，目前廣泛地采用FYT-Ⅰ型(屬柔性防水范疇)和M1500型(屬剛性防水范疇)防水構造，但其實際效果如何，尚有待接受時間的考驗。?
總之，橋面滲水的排除和防滲漏問題，都將涉及到橋梁耐久性的問題，應引起格外重視。

6 錨頭封堵和孔道灌漿
英、美等國的調查均發現錨頭區有鋼絲銹蝕的問題，甚至發生過橋梁倒塌事故，因而建議張拉結束后應立即用環氧砂漿封堵錨頭防銹。
孔道灌漿的不飽滿問題，1992年曾使英國運輸部頒發了“后張法”禁用的通知(注：1996年又恢復使用，但對懸拼結構仍持不宜采用的態度)。也即灌漿工藝對結構的耐久性方面影響很大，應予重視，特別是采用懸拼結構時，對其接縫的防水處理尤應注意。?

7 橋梁養護
我國長期以來一直存在著“養路不養橋”的現象，這既有實際問題(主要是資金問題)也有思想認 識問題。?
橋面積水的排除、泄水管的疏通、橋面坑洞的修補等，對橋梁的使用壽命都是密切相關的事情，例如廣州市的海珠橋，在鋼梁弦桿中長期堆積圬垢垃圾，近期修復發現鋼梁腐蝕十分嚴重。

8 其他
耐久性方面的問題，絕不僅是以上幾個方面，如斜拉索的防腐問題、伸縮縫的防漏問題、支座的防塵問題等等不再贅說。?

9 結束語
“新建橋梁”、“舊橋維修加固”、“延長結構物的使用壽命”等都應同時加以重視。目前對新建較重視是必要的，但應同時強調注意結構的耐久性問題，從而達到延長結構的使用壽命，以使節省資金，減小舊橋維修加固的投資。而且，耐久性的問題應貫穿到設計、施工、維修保養的整個過程中來考慮，如果一座橋梁先天不足，僅靠維修養護是很難延長其壽命的，但先天好，后天不養也是難以保證其應有的使用壽命的。目前，正處在大規模建設新橋之際，如何在設計、施工、養護中更多地考慮結構耐久性問題，應屬更為突出的問題。
 

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