处于海水环境中的混凝土桥梁结构
混凝土桥梁建设中的深海作业技术研究
混凝土桥梁建设中的深海作业技术研究一、引言混凝土桥梁是现代道路交通建设中必不可少的一环，其建设需要借助于深海作业技术。
深海作业技术是指在深海环境下进行的各种工程作业和科学探测活动，包括深海勘探、深海开发、深海建设等。
深海作业技术在混凝土桥梁建设中的应用，既可以提高施工的效率，又可以降低工程成本，具有重要的意义。
二、混凝土桥梁建设中的深海作业技术1.深海勘探技术深海勘探技术是混凝土桥梁建设中深海作业技术的基础，它主要包括声纳技术、潜水器技术、遥感技术等。
通过这些勘探技术，可以对深海环境进行全面的了解，为混凝土桥梁建设提供准确的数据支持。
2.深海开发技术深海开发技术是指在深海环境下进行的各种资源开发，包括石油开采、天然气开采、海底矿产开采等。
这些资源的开采需要借助于深海作业技术，而深海作业技术的发展也为混凝土桥梁建设提供了更多的技术支持。
3.深海建设技术深海建设技术是指在深海环境下进行的各种工程建设，包括海底管道敷设、海底隧道建设、深海油井钻探平台建设等。
这些工程建设需要借助于深海作业技术，而深海作业技术的应用也为混凝土桥梁建设提供了更多的施工手段。
三、混凝土桥梁建设中的深海作业技术研究1.海底隧道建设中的深海作业技术研究海底隧道建设是混凝土桥梁建设中的重要工程，其建设需要借助于深海作业技术。
研究表明，海底隧道建设中的深海作业技术主要包括水下爆破技术、水下推土机技术、水下钻探技术等。
这些技术的研究与应用，可以提高海底隧道建设的效率，降低工程成本。
2.深海油井钻探平台建设中的深海作业技术研究深海油井钻探平台建设是混凝土桥梁建设中的关键工程，其建设需要借助于深海作业技术。
研究表明，深海油井钻探平台建设中的深海作业技术主要包括水下潜水器技术、水下机器人技术、水下摄像技术等。
这些技术的研究与应用，可以提高深海油井钻探平台建设的效率，降低工程成本。
3.海底管道敷设中的深海作业技术研究海底管道敷设是混凝土桥梁建设中的重要工程，其建设需要借助于深海作业技术。
海洋环境下混凝土桥梁结构耐久性设计方案评估
缝， 反而 使结 构 的耐久寿 命 降低 ． 在 交通 部 港 工 程 混凝 土 结构 防腐 蚀 技术 规 范》Ｉ ， 混凝 土 及 预应 力 混凝 土 的最 小 保 护层 厚 度提 ［ 对 中
和 应变 ， 免应 力集 中， 避 对应 力 集 中部 位应 采 取特 殊 的 防护 措施 ， 构 的表 面形 状 应用 利 于排 水 和通 风 ， 结 更 １２ 结构 所处 的环境 － 结构所 处 的工作环 境不 同， 不 同部位 的耐 久性 设计和 防 护方 法就 有很 大 的差 别 ． 对
根据 大 量 的统计 资料 表 明 ， 期处 于海 洋环 境 下 的结构 ， 长 在不 同的部位 ， 蚀 不 同， 腐 即使在 同一 部位 ， 不 同 在 的温 度 、 气象 、 文等 环境 条 件下 ， 水 腐蚀 又会 有 所不 同 ．而在 不 同 的地 区 ， 由于海 水 的 ｐ Ｈ值 、 温度 、 盐 量 、 含 潮流 等 自然 条件 的不 同 ， 蚀情 况 也会 有 差别 ， 腐 因此 制定 防腐 蚀 措施 时必须 具 体 问题 具体 分 析 ．我 国防腐 蚀技 术规 范将海 水环境 暴 露部位 划分 为 四个区 ： 大气 区 、 溅 区 、 浪 水位 变动 区 、 下 区 ． 水 １３ 设 计 的保 护层 厚度 ． 提 高钢 筋 的设计 保 护层 厚度 是提 高 结构耐 久 寿命 最 直接 、简单 且 经济 有 效 的方 法 ．钢 筋 的保 护层 一方 面保 证 了混 凝土 与钢 筋 的有 效粘 结 ， 另一 方面杜 绝钢 筋 与 外界环 境 的接 触 ．因此 保
摘
浅析海洋环境下桥梁防腐蚀设计_余伟
The Study on Bridge Anti-corrosion Design in Marine Envionment
Yu Wei
（Huizhou Road & Bridge Designing Institute Huizhou 516001，China）
Abstract：With the development of economy，more and more bridges are constructed in marine environment，and bridge anti-corrosion and durability design have being a key problem. Through the descriping the corrosion mechanism of reinforced concrete in marine envionment，this paper expounds anti-corrosion ways systemly on bridge construction.
近海土中或海底的桥墩基础 长期浸没于水中的桥墩、桩
潮汐区和浪溅区，非炎热地区 潮汐区和浪溅区，南方炎热地区
E 平 均 低 潮 位 以 下 1m 上 方 的 水 位 变 F 动区与受浪溅的桥墩、承台等
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2011 年 7 月 第 7 期
余 伟： 浅析海洋环境下桥梁防腐蚀设计
JUL 2011 No．7
⑴ 氯盐腐蚀 海水中含有大量氯盐，对海洋环境中的钢铁具 有强腐蚀性，由于氯离子扩散、毛细管、渗透以及电 化学迁移等作用强烈，故成为钢筋混凝土结构中钢 筋腐蚀的最主要原因，主要有以下几种形式： ① 海上大气区钢筋混凝土被侵蚀的主要因素 是风带来的盐粒沉积于结构物表面，由于盐吸湿形 成液膜，使构筑物受到氯离子污染。 潮差区的饱水 部分和处于水下部分的构筑物一直接触海水，扩散 和渗透起主要作用。浪溅区和潮差区的非饱水部分， 在扩散、毛细管和渗透的共同作用下，风浪强烈冲击 可以导致混凝土表层严重破坏，氯离子侵入速度加 快，加上该区域氧气充足，导致其钢筋腐蚀最严重。 ② 破坏钝化膜：氯离子是极强的去钝化剂，当 其进入混凝土中并达到钢筋表面，吸附于局部钝化 膜处时，可使该处的 pH 值迅速降低，当 pH<11.5 时 钝化膜就开始不稳定，当 pH<9.88 时，钝化膜生成困 难或已生成的钝化膜逐渐破坏。 氯离子的局部酸化 作用可使钢筋表面 pH 值降至 4 以下（显著酸性），该 处的钝化膜被破坏，使钢筋暴露于腐蚀环境中。 ③ 形成腐蚀电池：氯离子对钢筋表面钝化膜的 破坏首先发生在局部（点），使这些部位（点）露出了 铁基体，与尚完好的钝化膜区域之间构成电位差，铁 基体作为阳极而受腐蚀，大面积的钝化膜区作为阴 极发生氧的还原反应。 腐蚀电池作用的结果在钢筋 表面产生点蚀（坑蚀），由于大阴极（钝化膜区）对应 于小阳极（钝化膜的破坏点）坑蚀发展十分迅速，这 就是氯离子对钢筋表面产生“坑蚀”的原因所在。 ④ 氯离子的催化作用：氯离子不仅促成了钢筋 表面的腐蚀电池，而且加速了电池作用的过程。 氯 离子不构成腐蚀产物，在腐蚀中也未被消耗，而是在 52
钢筋混凝土腐蚀的案例
钢筋混凝土腐蚀的案例钢筋混凝土是一种常用的建筑材料，具有优良的力学性能和耐久性。
然而，由于环境因素和使用条件的影响，钢筋混凝土可能会发生腐蚀，导致结构损坏甚至倒塌。
本文将列举10个钢筋混凝土腐蚀的案例，以帮助读者更好地了解这一问题。
1. 钢筋混凝土桥梁腐蚀：在海洋或盐雾环境中，桥梁的钢筋易受腐蚀影响。
盐分与水蒸汽结合形成盐酸，进而侵蚀钢筋表面，导致钢筋锈蚀，进而破坏了桥梁的结构强度。
2. 钢筋混凝土建筑外墙腐蚀：由于大气中的酸雨和工业废气的影响，建筑外墙的钢筋混凝土易受腐蚀。
长期暴露在酸性环境中，钢筋混凝土表面的保护层会被破坏，钢筋暴露在外，进而发生腐蚀。
3. 钢筋混凝土地下管道腐蚀：地下管道易受土壤中的湿度和化学物质的侵蚀。
特别是在含有酸性物质的土壤中，钢筋混凝土管道容易发生腐蚀，导致管道破裂和泄漏。
4. 钢筋混凝土海洋平台腐蚀：海洋平台暴露在海水中，钢筋易受海水中的氯离子和盐分的侵蚀。
长期的海水侵蚀会导致钢筋混凝土的腐蚀和结构的损坏。
5. 钢筋混凝土污水处理厂腐蚀：污水中的氯离子和硫化物等物质会导致钢筋混凝土的腐蚀。
污水处理厂的钢筋混凝土设施需要定期维护和防腐保护，以延长使用寿命。
6. 钢筋混凝土地铁隧道腐蚀：地铁隧道中的湿度和化学物质容易导致钢筋混凝土的腐蚀。
特别是在酸性土壤或排水系统中，钢筋混凝土容易受到腐蚀，从而影响隧道的安全性。
7. 钢筋混凝土高层建筑腐蚀：高层建筑由于长期暴露在大气中，容易受到酸雨和大气污染物的侵蚀。
钢筋混凝土的腐蚀会减弱建筑物的结构强度，增加建筑物倒塌的风险。
8. 钢筋混凝土水坝腐蚀：水坝所处的湿润环境和长期的水侵蚀会导致钢筋混凝土的腐蚀。
特别是在水温变化较大的地区，冻融循环和湿度变化会加剧钢筋混凝土的腐蚀。
9. 钢筋混凝土电力塔腐蚀：电力塔常常暴露在大气中，特别是在海洋或湿润环境中。
长期暴露在湿度高的环境中，钢筋混凝土易受到腐蚀，增加电力塔倒塌的风险。
10. 钢筋混凝土地下停车场腐蚀：地下停车场处于潮湿的环境中，常常受到化学物质的腐蚀。
桥梁结构防腐设计在海滨环境中的设计与应用
结构部位 承 台 、系 梁 、墩 柱
钻 孔 灌 注 桩 、 梁 及 上 部 盖 主梁
抗冻耐久性指数 （ ） ％ ８ Ｏ
６Ｏ
凝材料重 的Ｏ１ ；对于预应力混凝土 ，应不超过胶凝材料重 ．％
的００ ％。混凝土中的总合碱量一般 不宜超过３ ｇｍ。 ． ６ ｋ／ 。
＇ 由 于 本 标 段 中 存 在 Ｓ ４ 一 蚀 ， 因 此 要 求 水 泥 中 ． ２ Ｏ ２腐
Ｃ Ａ 量 不 应 超 过 ８ ， 水 细 度 （比 表 面 积 ）不 宜 超 过 ３含 ％
２４ ．除桥梁上部 结构 （ 现浇箱粱 、小箱梁 ） 的工程部 外 位 ，应在砼拌和时掺加弓 气剂。选用的引气剂或弓 气型外加 ｌ ｌ
剂 应 有 良好 的 气泡 稳 定 性 ，符 合 国 家标 准 （ Ｂ ０ ６）中 有关 Ｇ ８７ 快 冻 试 验 检 测 的 要 求 ，并 能 出 示 合格 数 据 和 在 类似 的工 程 施 工 方 法 中成 功应 用 的证 明。
护 的 温度 宜低 于 ６ 。 （ 中 引气 砼 蒸养 温度 宜低 于 ５ ｏ ０Ｃ 其 ０Ｃ）。
（ ２） 天 浇 注 砼 的入 模 温 度 应 低 于 大 气 日平 均 温 度 ， 热
宜 采 用 辛 基 或 异 丁 基硅 烷 作 为 硅 烷 浸 渍 材 料 ，也 可 采 用
符合 《 港工程砼 结构防腐蚀技术规范 》的其 他硅烷浸渍材 海 料 ；对侧面或仰面 ，宜采用硅烷膏体作为浸渍材料。
注 时 的砼 入 模 温 度 应 高 于 气 温 ，并 不 低 于 １ 。 ＯＣ，并 在 浇 注 开
验 区随机钻取 六个 芯样 ，并各取两个芯样 分别进行吸水率、
硅 烷 浸 渍 深 度 和 氯 化 物 吸 收 量 降 低 效 果 的 测试 。 当 测 试 结 果
海洋环境对桥梁下部结构的影响
近几十年来,随着我国交通事业的发展，相继在海上建设了许多跨海桥梁。
桥梁墩台基础均在地面或水面以下,其施工条件及受力状况与上部结构不同,尤其是海洋中修筑埋于海底很深的大型桥梁墩台基础的技术特别复杂，修筑好后又淹埋于水、土中，进行检查和修补很困难，属于隐蔽工程。
跨海桥梁由于其特殊的海洋环境，在设计及施工上需要特别注意一些事项。
所以对其进行认真研究和考虑是极为重要的。
本文将对这些事项进行讨论。
1海洋环境的影响因素1.1风荷载虽然处于地下的基础不直接承受风荷载,其间接传递到下部基础的力在上部结构的计算中已经考虑,但对于跨海桥梁,不仅其水中基础有露出水面的高桩承台、管柱基础和多柱基础等会直接受到风荷载的作用，而且海上施工时,下沉基础在未达到标高时,一部分长期露出水面,加之施工时所用的作业平台、船舶、起吊设备以及锚碇靠泊设施等都直接处于风荷载作用之下,这使风荷载对于桥梁下部结构成为一项非常重要、甚至有时是控制某一单项设计的主要荷载。
1.2波浪力波浪一般由风和潮汐引起，船舶行驶与地震作用也可能产生暂时的附加波浪。
由于桥梁的基础对波浪的推进起了阻碍作用,致使波浪对基础产生波浪压力,所以,波浪力的大小不仅与波浪有关,还与基础类型、形状及结构有关。
1.3气温与冰压力海水的垂直温差产生的密度差产生海水对结构的垂直对流作用力。
在分析冰对结构的作用，特别是冰对桥梁基础的侧压时，除先要确定冰的厚度、强度与流动速度外,还要计及现场条件、基础形状、冰移动时的冰力和冰的作用方式等因素。
一般情况下，需分别计算流冰所产生的动力冰力、大面积冰层低速移动时产生的静压力、流冰壅塞力、温度冰力和竖向冰力等有关冰力。
海冰与结构物相互作用是一个极其复杂的过程.预测作用在结构上的冰荷载通常是以冰与结构物的接触为出发点。
作用于结构物上的冰荷载包括总荷载与局部荷载.总荷载代表作用于结构物上冰力的总和；而局部荷载代表作用于结构物一截面上的冰压力。
冰荷载大小可能取决于冰与结构界面上冰强度，也可能取决于远离结构物的环境驱动力，因此,预测海冰荷载主要取决于下列因素:(1）结构物的类型、形状、大小及刚度;（2)海冰的特性,如海冰的类型、大小和移动速度以及海冰的物理力学特性等；(3）海冰与结构物相互作用的惯性影响、接触程度和偏心以及摩擦力等；（4）驱动冰体的最大环境力及水位的变动等.1.4船撞力船撞力问题对于水上桥梁结构是普遍存在的。
海洋环境钢筋混凝土桥梁腐蚀机理及防腐措施
海水 环境 中的混凝 土腐 蚀主 要受多组 分的侵蚀 性离
包括 硫酸盐 、 氯盐及镁盐腐蚀 ， 每种侵蚀 性离子 作者 简介 ： 赵本栋 （ １ ９ ８ ８ 一 ） ， 男， 山东泰安人 ， 硕 士研 究生 ， 研 究方 子 的影响 ， 向 为桥 梁耐 久性 设 计 。 对 混凝 土 的侵 蚀 机 理 各 有 不 同 。
③ 用 甲醛做防腐剂 的涂料 、 化纤地毯、 化妆品等产品 。 ４ ＿ ４使 用 净 化 产 品 选 择 合 适 的室 内空 气 净化 装 置 可 ④ 室 内吸烟 ， 每 支烟 的烟 气 中含 甲醛 ２ ０ — ８ ８ ｕ ｇ ， 并 有 以一 定 程 度 地 净 化 室 内 空气 ， 降低 空 气 污 染 对人 体 造 成 的
关键 词 ： 腐蚀机理； 防腐 ； 海洋； 钢筋混凝 土
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ； ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｏ ｃ ｅ ａ ｎ ； ｒ ｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ
Ｖａ ｌ ｕ ｅ Ｅｎ ｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
・８ ７・
海 洋环境钢筋 混凝 土桥梁腐蚀 机理及 防腐措施
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｃｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ａ ｎ ｄ Ａｎ ｉ ｔ － ｃ ｏ ｒ ｒ ｏ ｓ ｉ ｏ ｎ Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｃ ｉ ｔ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｒｅ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｄ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｍ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ Ｅｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ
中图分类号 ： Ｔ Ｕ ３ ７
近海地区海洋氯化物环境混凝土桥梁结构耐久性设计的思考与建议
近海地区海洋氯化物环境混凝土桥梁结构耐久性设计的思考与建议谢琪【摘要】近海地区相当区域由于海水的渗透或侧向径流补给以及大气中盐雾作用,应划为海洋氯化物环境,海洋氯化物环境混凝土结构由于氯离子的侵入会引起混凝土内钢筋的严重锈蚀.现行有关混凝土结构耐久性设计的行业标准和国家标准对海洋氯化物环境混凝土桥梁结构耐久性设计的指标要求存在较大差异,这给相关设计工作带来一些困惑.经过分析与思考,对近海地区海洋氯化物环境作用等级划分、混凝土材料组成及相关要求、混凝土强度等级以及钢筋净保护层最小厚度等要求提出意见和建议,并给出实例结果,与同行们进行交流和探讨.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2018(043)005【总页数】6页(P138-142,162)【关键词】近海地区;海洋氯化物环境;混凝土桥梁;耐久性设计【作者】谢琪【作者单位】福州市规划设计研究院,福建福州 350003【正文语种】中文【中图分类】U442.51 概述桥梁结构耐久性设计是桥梁工程设计中十分重要的内容。
海洋氯化物环境中氯化物以水溶氯离子的形式通过扩散、渗透和吸附等途径从混凝土构件表面往混凝土内部迁移，会引起混凝土内钢筋的严重锈蚀，氯离子引起的钢筋锈蚀难以控制、后果严重。
海洋氯化物环境混凝土桥梁结构不进行耐久性设计，将大大缩短其使用寿命，无法满足其设计使用年限要求。
近海地区相当区域由于海水的渗透或侧向径流补给以及大气中盐雾作用，应划为海洋氯化物环境。
近海地区混凝土桥梁结构耐久性设计首先应对区域水质、土质、气候条件等进行勘察或调查，当近海地区水中氯离子含量大于200 mg/L或土中氯离子含量超过250 mg/kg，且混凝土构件又处于水位变动区，或者部分暴露于大气、部分在地下水土中，以及距涨潮岸线以外的距离在1.5 km范围以内的陆上环境，就宜按照海洋氯化物环境进行耐久性设计。
现行公路行业标准、水运行业标准以及国家标准在有关海洋氯化物环境混凝土结构耐久性设计方面的指标要求存在较大差异，这给相关设计工作带来一些困惑，针对此类问题以及其它耐久性设计相关问题，对近海地区海洋氯化物环境混凝土桥梁结构耐久性设计进行思考并提出建议，并给出实例结果，目的是与同行们进行交流和探讨。