跨海桥梁混凝土结构耐久性设计

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发布时间：2021-09-28

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跨海桥梁混凝土结构耐久性设计
谭克俊
(大连市市政设计研究院有限责任公司，辽宁大连 1 1601 1)
摘要：近年来的桥梁设计十分重视提高结构物的耐久性并将其作为重要的设计原则，统一考虑合理的结构布局和构造细节。
海南清澜大桥是较长的跨海桥梁，该桥梁结构的耐久性设计成为设计中的难点和重点。结合工程实践阐述结构耐久性设计的具
体措施和设计要点。
关键词：跨海桥梁；混凝土结构；耐久性；涂层
中圈分类号：U44 文献标识码：B 文章编号：1009-7716(2012)12—0072—03
1 概述
清澜大桥位于海南省文昌市清澜镇，距离外
海约 4 km，跨越内部海湾连接清澜镇和东郊镇，是
航天发射中心配套项目之一。清澜大桥设计方案采
用主跨 300 m的双塔双索面结合梁斜拉桥，跨径
布置为 120 m+300 m+120 m，引桥部分采用 40 m
跨简支变连续小箱梁形式。采用 100 a设计基准
期。为保证清澜大桥混凝土结构的耐久性，工程采
取了以高性能混凝土技术为核心的综合耐久性技
术方案。结合清澜大桥工程的具体需要，研究跨海
大桥混凝土结构耐久性策略和高性能混凝土的应
用技术成为重要的课题。
2 清澜大桥环境作用分析
清澜大桥的不同部分分别处于一般大气和土
壤环境，海洋大气、海水和海洋地质及滨海等环境
中，按耐久性设计要求对其环境分区和环境作用
需要分别进行研究。经勘查，场地地下水属松散岩
类孔隙潜水、微承压水，主要赋存于粉土质砂及粉
土质砾砂中，含水层富水性、透水性较好。粉土质
砂与地表水水力联系密切，主要接受地表水补给，
水位随海潮变化而变化，年最大变化幅度约 2 m。拟
建桥址区地下水对混凝土具结晶类弱腐蚀性和结
晶分解复合类弱腐蚀性，场地土对混凝土无腐蚀
性。桥址地处热带北缘沿海地带，具有热带和亚热
带气候特点，属热带季风岛屿型气候。年平均气温
为 23．4～24．4cC，桥址区域常年平均湿度为 85％。按
《混凝土结构耐久性设计规范》(GB厂r 50476—2008)
的基本规定，按结构所处环境对钢筋和混凝土材
料的腐蚀机理可将结构所处环境分为 5类，即一
般环境、冻融环境、海洋氯化物环境、除冰盐等其
他氯化物环境和化学腐蚀环境。根据所处环境条
收稿日期：20l2—07_05
作者简介：谭克俊 (1962一)，男，辽宁大连人，教授级高级工程
师，从事道桥设计与管理工作。
件，清澜大桥可能处于一般环境、氯化物环境和化
学腐蚀环境中。清澜大桥的主要腐蚀环境为近海
或海洋环境。近海或海洋环境条件分为大气区、浪
溅区、潮汐区、水下区和土中区 5个腐蚀区带。清
澜大桥环境作用分级见表 1。
近年来，随着跨海桥梁的建设，设计人员开始
重视海水环境下桥梁耐久性的设计。影响混凝土
耐久性的主要原因有混凝土质量问题、冻融作用、
化学物质侵蚀、集料的化学反应、磨损及人为因素
等。影响钢筋锈蚀的因素是多方面的，如周围介质
的侵蚀、钢材的材质差、混凝土保护层的性能影响
等。混凝土中钢筋锈蚀可由两种因素诱发，一是海
水中 Cl一侵蚀，二是大气中的 co 使混凝土中性
化。国内外大量工程调查和科学研究结果表明，海
洋环境下导致混凝土结构中钢筋锈蚀破坏的主要
因素是 cl一进入混凝土