《高桩码头运营期耐久性问题研究》.pdf

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第15卷第2期中国水运VoI．15No．22015笠2月ChinaWaterTransportFebruary2015高桩码头运营期耐久性问题研究秦文袁，朱业(中交上海港湾Z-程设计研究院有限公司，上海200032)摘要：高桩码头是我国使用广泛的码头形式，然而高桩码头的混凝土结构却处在比较恶劣使用环境中，我国已建的高桩码头的耐久性问题令人担忧，面临着较为艰巨的修补和改造任务。文中分析了影响高桩码头混凝土结构耐久性的主要因素，并探讨了高桩码头耐久性评估的方法，最后，提出了提高高桩码头耐久性、延长使用寿命的对策。关键词：高桩码头；耐久性；影响因素；评估；对策中图分类号：U656文献标识码：A文章编号：1006—7973(2015)02—0270—02随着我国加入WTO和经济全球化的深入，对外贸易大响混凝土结构的耐久性。首先要严格控制骨料之间的拌合。幅度增加，港口码头需要承担更加繁重的运输任务，这对港其次，选择合适的浇筑设备和震捣程序，防止混凝土离析，口使用性能提出了更高的要求。高桩码头是我国当下使用最增加密实度。最后，要做好养护工作，使混凝土结构施工达广泛的码头结构形式，具有造价较低、建设速度快、有利于到设计要求。组织机械化施工等优势受到普遍的青睐，但是也存在较突出(4)荷载因素。分布在高桩码头的荷载作用可分为永久的不足，就是易受到环境等因素的影响，出现不同程度的腐作用、可变作用和偶然作用。永久作用主要指来自于码头结蚀和破坏，会严重影响高桩码头的使用寿命，高桩码头的耐构自身的重力，主要包括上部结构、路面和上面垫层。可变久性问题成为普遍关注的问题。所以，深入研究高桩码头的作用主要来自于推货荷载、铁路荷载、起重运输机械荷载、耐久性问题，提高高桩码头的使用寿命具有重要的现实意义。自然荷载及船舶荷载等；偶然作用主要指的是地震荷载等。一、影响混凝土结构耐久性的主要因素荷载作用的机理可以通过构造出合理的模型来加以分析和估混凝土结构是高桩码头普遍采用的结构形式，所以研究算。在设计中，要注意考虑永久作用，在使用中，注意对可在港口环境下混凝土结构的耐久性问题，是分析影响高桩码变作用加以控制。头耐久性因素的关键。影响混凝土结构耐久性的因素很多，二、高桩码头耐久性评估主要包括以下几个方面：高桩码头在运营期内会受到多种因素的综合影响，从而(t)环境因素。从现有相关对高桩码头调查来看，环境导致高桩码头耐久性的降低，影响高桩码头的使用安全。所因素是影响混凝土结构耐久性的主要原因之一。首先，温度以，科学的对高桩码头的耐久性做出评估就显得尤为重要。变化会对混凝土结构耐久性造成影响，混凝土长期处在冻融对高桩码头的耐久性评估，一方面可以对高桩码头的耐久性交替过程中，会对其微观结构造成破坏，进而引起表层混凝状况做出定性和定量的分析，了解高桩码头的整体质量状况。土的脱落，甚至影响结构的正常使用。其次，海水中存在众另一方面，可以为高桩码头维护、维修及报废提供科学的依多对混凝土腐蚀的盐类，其中氯化镁和硫酸镁危害性最大。据，做到有的放矢，节约高桩码头全生命成本，提高高桩码通过相关化学反应，对混凝土结构造成伤害。最后，某些可头的使用寿命和使用效益。溶性阴离子的影响，它会破坏钢筋的钢筋钝化膜，使钢筋失1．评估指标体系的构建去保护，引起钢筋锈蚀，影响钢筋的性能。对高桩码头耐久性做出科学的评估的基础是选用合适的(2)设计因素。设计因素也会对混凝土结构的耐久性产评估指标，构建出科学的评估指标体系。评估指标的选择应生影响，设计人员应该根据混凝土结构所处的具体环境合理该遵循客观性、可靠性、一致性、灵敏性和简明性的原则，的选择结构形式和构造形式。其次，要慎重设计混凝土配合并且评估指标体系的建立必须客观和科学，尽可能全面的考比，科学合理的确定水灰比，防止水灰比过大，产生空隙，虑各种因素，同时也要突出重点，便于实际操作。高桩码头影响混凝土强度。再者，在设计中要避免配筋过密，过密容由多种混凝土构件组成，是一个复杂的系统，可以运用层次易造成粗骨料难以进入保护层，使得保护层容易开裂，给氯分析法加以分析，构建出两层评估指标体系，第一层是高桩离子的侵入创造了条件。最后要合理的选择保护层的厚度。码头的主要构件，包括桩、梁、板、桩帽和附属构件。第二科学的进行设计，保证混凝土结构的耐久性。层是反映各种构件的耐久性指标，包括构件锈蚀、外观状态(3)施工因素。施工质量的好坏直接影响到混凝土结构和构件裂缝三个方面。高桩码头的耐久性评估指标体系如图1的耐久性，保护层厚度、施工工艺、混凝土的施工等都会影所示。收稿日期：2015—02—19作者简介：秦文袁，中交上海港湾工程设计研究院有限公司。 第2期秦文袁等：高桩码头运营期耐久性问题研究271[钢筋锈蚀粱3．采取防止混凝土裂化的技术措施构件外观为了防止混凝土的裂化，可以采取相关的技术措施。可以在混凝土表面涂层保护，涂层保护可以有效的防止氯化物、钢筋锈蚀水、二氧化碳渗入混凝土中，减少钢筋锈蚀，是一种简单、__1桩¨_’_圳川堑有效和经济的措施。其次，可以添加钢筋阻锈剂，通过在混一构件凝土添加阻锈剂来阻止和延缓氯离子对钢筋的锈蚀速度，来耐¨]．延长钢筋结构物的使用寿命。再者，可以采用电化学防护法，如阴极保护法和电化学脱盐法，来减少氯离子对钢筋的影响，图1高桩码头耐久性评估指标体系延缓钢筋锈蚀。另外，还可以采用特种钢筋，常用的特种钢2．评估方法的选择筋有耐蚀钢筋、环氧涂层钢筋、镀锌钢筋及不锈钢筋等。其根据已有的研究和相关评估方法的适用条件，模糊综合中环氧涂层钢筋近年来应用较为广泛，已大量应用在美国和评价方法能够适用于高桩码头耐久性评估，因为模糊综合评日本等国的工程中，该涂层耐碱、耐摩擦、耐化学腐蚀的特价法具有系统性强、结果清晰的特点，能够比较好的解决难点，能够很好的提升钢筋的防腐性能，延长钢筋的寿命，但以量化的模糊问题，适合解决非确定性的问题。对于评估结是价格较贵，可根据实际建设需要合理采用。果的分析，可以通过建立评估分级标准来实现。根据相关的4．使用中要定期检测和维修研究和工程规范，可以将高桩码头的耐久性评估状况分为良高桩码头在使用过程中，难免受到损伤和出现病害，如好状态、较好状态、不佳状态和危险状态四类，根据所处状果放任不管，会导致损伤问题迅速发展，降低高桩码头的耐态，可以采取对应的措施，来保障高桩码头的良好运营。高久性。所以，定期的检测和维修对于延长高桩码头使用寿命，桩码头耐久性评估模糊等级划分如表l所示。减少高桩码头全寿命使用成本具有重要意义。虽然检测和维表1高桩码头耐久性评估模糊等级划分表修会花费一定的费用，但是从高桩码头整个生命周期来看，是经济合理的，能够提高高桩码头的经济效益和使用安全。所以应该根据港口设施维护技术规程(JTJ／T289-97)的规定，进行定期的检测，掌握高桩码头的整体情况，对损坏部位要及时采取维修措施，保证高桩码头的安全使用，延长高桩码头的使用寿命。三、提高高桩码头耐久性的对策四、应用实例分析1．改进结构设计上海某码头采用高桩梁板形式，其桩、梁、板、桩帽、在高桩码头的设计阶段，就要针对有可能降低耐久性的附属构件各部分的检测结果如表2所示。通过模糊评价方法，因素，采取有效的措施。在具体的设计中，要遵循相关的设得到此高桩码头处于较好状态。所以，此高桩码头仍可继续计和管理规范，保证有足够的保护层厚度；构件选型时，要使用，但需要对局部病害部位进行维修、加固和补强措施。避免复杂和多棱角；重视码头结构的刚度，平台设计时要有表2高桩码头各构件状况检测结果一定的整体性和宽度；轨道梁、纵梁容易腐蚀损坏的部位，应该有适当宽，来保证主筋之间有足够的间距；要妥善布置结构接缝、施工缝的位置和构造要进行妥善的布置，避免设置在水位变动区和浪溅区；对于易损坏的构件，在设计时应考虑检测、维修和更换的需要。在混凝土的选择时，可考虑参考文献选用高性能的混凝土，可通过优选水泥品种、．重视对骨料质【1】王胜年，黄君哲．华南海港码头混凝土腐蚀情况的调查与量的要求、控制水灰比和水泥用量、尽可能采用高效减水剂、结构耐久性分析U】．水运工程，2000，(6)：8-12．适当掺入矿物掺合料来实现。[2】金伟良，赵羽西．混凝土结构耐久性[M1．北京：科学出版2．加强施工管理社．2002．合格的施工是保证混凝土结构质量的关键，已有的实践【3】赵学荣．碱一集料反应对混凝土结构耐久性影响的研究表明，很多混凝土结构的损失和破坏都是由于施工质量不佳【D1．天津：天津大学，2003．造成的。在具体施工，为了保证施工质量，可采取以下措施：[4lJTJ302-2006港1：2水工建筑物检测与评估技术规范[s1．北首先，浇捣前，要对保护层垫块进行严格检查，来保证浇捣京：人民交通出版社，2006．过程中混凝土保护层厚度不变。其次，为了降低混凝土的渗【5】肖航．高桩粱板式码头结构耐久性问题机理研究与修复措透性，增加密实性，要按规程进行有序振捣，并进行表面抹施卟中国水运(下半月)，2013，(10)：44—46．光压平。再者，注重对混凝土结构的养护，并且严禁过早拆[6]秦网根，李霞．影响在役高桩码头构件耐久性的因素U】_模和支撑，切实保障施工质量。港口技术，2012，49(2)：40—42．