泉州湾跨海大桥混凝土耐久性设计分析.pdf

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1、圃泉州湾跨海大桥混凝土耐久性设计分析吕明邢德胜中交第二航务工程局第四工程有限公司检测中心^摘要：介绍了泉州湾跨海大桥所处环境类别和作用等级，设计图纸及招标文件对结构混凝土耐久性指标的控制要求，最后在此基础上提出了本工程耐久性混凝土配合比的设计和应用结果等。关键词：跨海大桥；混凝土；耐久性；设计海水环境下的混凝土区别与淡水环境主要在于海水中含有的氯盐和碱性物质引发的侵害：氯盐侵害表现在海水中的氯盐侵入并与混凝土中的钢筋发生电化学反应，引起钢筋锈蚀，造成结构破坏：而碱性物质侵害表现在海水中的碱性物质引起混凝土发生碱骨料反应，造成局部体积膨胀，从而引起混凝土结构破坏。泉州湾跨海大桥地处海

2、湾外沿，受到海水规律性的冲刷浸泡，所处环境十分恶劣，为确保工程质量和桥梁使用寿命，将对桥梁所用混凝土的耐久性设计进行分析，并很好的运用到实际控制中。1工程介绍泉州湾跨海大桥工程起于晋江南塘，与泉州市环城高速公路晋江至石狮段相接，在石狮蚶江跨越泉州湾，经惠安秀涂、张坂，终于塔埔，与泉州市环城高速公路南惠支线相接。路线全长26．676km。全线按告诉公路标准设计，设计荷载为公路一I级，设计速度lOOkm／h，设计使用年限为100年。大桥桥长12．455km，分南岸陆地区引桥、南岸浅水区引桥(六车道)、蚶江互通主线桥、南岸浅水区引桥(八车道)、南岸深水区引桥(八车道)、主桥、北岸深水区引

3、桥(八车道)、北岸浅水区引桥(八车道)、秀涂互通主线桥九个区段。我部承建的工程内容为主桥段和北岸深水区引桥段：主桥工程段长1．85km，主要内容包括zl＼z6两个过渡墩、Z2＼Z5两个辅助墩、Z3＼Z4两个主桥墩下部结构施工、索塔施工及箱梁安装施工；北岸深水区引桥工程段，主要内容包括15个引桥桥墩的下部结构施工。2桥梁所处环境特点泉州湾跨海大桥混凝土工程建设规模巨大，其所处位置的气象、水文、地形、地质等条件十分复杂，海水中氯离子最大含量高达23．60kg／m3，结构所处环境属III类环境即海水氯化物引起钢筋锈蚀的近海或海洋环境，作用等级从中等程度(c级)至极端严重程度(F级)，工程

4、服役环境十分恶劣。3工程耐久性设计要求3．1混凝土主要的技术指标及要求桥梁设计基准期(设计使用年限)为100年，主要耐久性技术设计为，以配置在海洋环境中具有高耐久性、高尺寸稳定性和良好工作性的高性能结构混凝土为基本措施，辅以引气型复合外加剂、阻锈剂和硅烷浸渍等附加技术措施。混凝土的具体技术指标如表I所示：表l混凝土结构(主桥段)主要技术指标最小保最大水最小胶材．最大胶扩10{i5【-m暴／数s结构类型强度等级护层厚用量kg／m3孺(84d)度／m胶比桩基C35水下750．384104603．0承台C3575O．383904403．0墩柱C40700．364104502．O塔座塔柱C

5、5075O．354504901．5预制C5545O．354505001．5桥面板3．2耐久性设计方案基于对相关规范文件要求的理解和国内外相关工程经验的借鉴，形成泉州湾跨海大桥混凝土结构耐久性设计方案并付诸实施。(1)混凝土材料选用混凝土结构的耐久性设计对混凝土原材料的选用与混凝土水胶比等主要的配比参数提出具体要求，使混凝土有良好的抗侵入性、体积稳定性和抗裂性。对于原材料，一般应遵循以下原则：①选用低水化热和含碱量偏低的水泥，尽可能避免使用早强水泥和高C3A含量的水泥；②选用坚固耐久、级配合格、粒形良好的洁净骨料：③使用优质粉煤灰、矿渣等矿物掺合料或复合矿物掺合料，除特殊情况外，矿物

6、掺合料应作为耐久性混凝土的必需组分；④使用优质的引气型外加剂，将混凝土适量的含气量作为配置耐久性混凝土的常规手段；⑤尽量降低拌合用水量，为此应外加高效减水剂或具有高效减水率的复合型外加剂；⑥限制单方混凝土中胶凝材料的用量范围，为此应特别重视混凝土骨料的级配以及粗骨料的粒形要求；⑦尽可能减少混凝土胶凝材料中的硅酸盐水泥用量。(2)钻孔灌注桩对于钻孔灌注桩主要采用的耐久性设计方案为：①保留施工用钢护筒：②设置钢筋保护层厚度为75rim；③采用耐久混凝土：(3)承台对于承台主要采用的耐久性设计方案为：①水位变动区保留施工用钢套箱：②采用耐久混凝土；③设置钢筋保护层厚度为75ram；④设置

7、不锈钢钢筋网片层；⑤侧面及顶面进行硅烷浸渍保护；(4)墩柱对于墩柱主要采用的耐久性设计方案为：①采用耐久性混凝土；②设置钢筋保护层厚度为70rm；③水位变动区(标高+7．9m以下)混凝土采用阻锈剂；④浪溅区墩身进行硅烷浸渍保护；⑤施工时采用透水模板布；(5)塔座塔柱对于塔座塔柱主要采用的耐久性设计方案为：①采用耐久混凝土；②设置钢筋保护层厚度为75m；③重度盐雾区区域进行硅烷浸渍保护；(6)预制桥面板对于预制桥面板采用的耐久性设计方案为：①采用耐久混凝土；②设置钢筋保