高速公路桥梁在盐池环境中的防腐设计策略

2022-02-09丁建龙

全面腐蚀控制 2022年12期

丁建龙

（大庆油田路桥工程有限责任公司，黑龙江大庆 163400）

0 引言

盐池环境下的高速公路桥梁施工建设工作所涉及到的流程内容相对繁琐，在施工操作期间，要求现场施工人员应该严格遵循高速公路桥梁施工方案部署要求，尤其是防腐设计与施工问题。结合以往的施工经验来看，处于盐池环境下的高速公路桥梁施工建设工作所面临的腐蚀隐患问题相对较多[1]。如部分场地地表水会对钢筋混凝土结构造成严重腐蚀以及破坏影响。再加上部分场地建设区域气候相对寒冷，可能会受到盐池环境影响而产生冻融蚀问题。一旦出现冻融腐蚀问题，主体结构中的桩基、承台以及立柱等所涉及到的腐蚀严重程度将会明显加剧。为加强对腐蚀问题的预防处理，在前期规划设计工作中，设计人员必须严格按照高速公路桥梁防腐设计要求以及场地环境情况，从原材料、结构设计以及防腐涂装等方面增强防腐设计效能。

1 工程概况分析

某高速公路桥梁工程项目全长约为59.0km，设计车速100km/h。其中，桥面宽度为双向6车道。在结构形式上分两幅桥，单桥宽度为17m。为保障行车安全，施工单位在两幅桥之间设置了中央分隔带，宽度为1.5m，断面全宽35.5m。

本工程项目部分区域的桥梁构筑物处于盐场腐蚀环境当中。其中，盐场范围内多为盐池，地势相对平坦且地形简单。结合现场勘察分析来看，盐池水深介于0.20～0.9cm之间。从分析特征表现上来看，主体结构腐蚀问题通常表现为化学腐蚀与冻融腐蚀两种形式。

从腐蚀问题严重程度上来看，该地区腐蚀问题相对严重，化学腐蚀主要表现为结晶类中度腐蚀及重度腐蚀。结合《公路工程地质勘察规范》内容来看，现场需要采取特种防护手段增强防腐设计效能。除此之外，结合防腐蚀技术规范来看，该地区化学腐蚀作用等级已经高达F级。再加上延长段构筑物处于盐场盐池环境当中，桩基结构、承台结构以及墩柱底部结构长时间处于高度水饱和状态。最重要的是，工程项目建设区域属于受冻地区，很容易在冻融腐蚀问题的影响下引发一系列安全问题[2]。

2 盐池环境下高速公路桥梁防腐设计以及耐久性设计技术标准

结合该高速公路桥梁工程项目实际情况来看，该高速公路桥梁工程设计基准期为100a；在环境类别上，属于盐田段。受结晶类严重腐蚀部分可以界定为Ⅳ类，其余为Ⅱ类；关于环境作用等级的研究与分析，具体如下：

（1）冻融腐蚀作用。该施工建设区域属于寒冷地区的冻融环境，其中，盐池内的承台结构以及墩台结构等长期处于高度水饱和环境状态当中。按照相关规范来划分，其冻融腐蚀作用等级为E级；

（2）化学腐蚀作用。结合工程地质详勘报告显示，本场地地表水以及地下水对钢筋混凝土结晶类腐蚀问题在等级划分上，均已经达到严重腐蚀。且结合综合评定结果来看，本场地腐蚀性等级为严重腐蚀。因此在防护等级的制定上，应该采取特种防护手段进行处理。

3 盐池环境下高速公路桥梁防腐设计策略分析

3.1 原材料

关于原材料的选择与配置应用，设计人员应该严格按照混凝土耐久性设计要求对原材料进行合理选择与配置应用。其中，在水泥材料的选择上，应该优先选择C2S含量较高且水化热程度较低的水泥品种进行施工应用，如比较常见的硅酸盐类水泥品种。需要注意的是，在配置应用过程中，应尽量避免单独使用硅酸盐或者普通硅酸盐水泥作为胶凝材料进行配置应用。而是应该在配置过程中适量加入矿物掺合料或者加入少量硅灰，进一步增强水泥材料应用效果。

与此同时，设计人员应该对混凝土氯离子扩散系数问题予以高度关注。最好可以结合盐池环境特点表现以及结构腐蚀程度，合理设置氯离子扩散系数值。在此过程中，可在混凝土内加入适量的阻锈剂。其中，阻锈剂可以采用粉剂型。在阻锈剂使用方法以及技术要求方面，应该严格按照钢筋混凝土阻剂要求以及相关技术规程进行合理使用。除此之外，因施工场地地区属于寒冷地区，建议设计人员应该对混凝土结构抗耐久性指数进行合理设置，必须不小于70%。

3.2 结构设计

3.2.1 桩顶段扩径措施

为优化桩顶段扩径设计效果，设计人员需要提前明确盐池腐蚀介质种类以及作用范围。经过调查分析显示，盐池内的腐蚀介质随浓度的增加而不断减小。针对这一特点，设计人员可通过增大桩顶段范围以及桩柱变化段直径，确保混凝土保护层厚度满足局部增加效果。在施工作业期间，施工人员可利用粗钻头对桩基顶部进行扩头钻孔处理。完成这一步操作之后，换用正常钻头，再次对桩基下部进行钻孔施工操作。

3.2.2 增加系梁、承台结构保护层厚度

桥墩系梁四周面与桥台台顶面、侧面可通过增加保护层厚度的方式，达到良好的防腐设计效果。在具体施工建设过程中，可采取每面增加10cm保护层厚度的方式，达到良好的防腐施工效果。

3.2.3 混凝土表面防腐涂装措施

施工人员可以按照设计图纸要求以及技术方案部署要求对范围内的立柱以及桥台混凝土表面实行涂装操作。

3.2.4 混凝土保护层要求

普通钢筋与预应力钢筋最小保护层厚度的设置需要严格按照相关设计规范以及技术规程要求进行严格贯彻与落实。结合本场地环境情况来看，应该按照Ⅳ类环境进行防护设计。

3.3 防腐涂装设计与施工

防腐涂装所选用的涂料应该具备良好的耐碱性能以及附着性能，同时在耐蚀性能方面必须满足计标准要求。除此之外，表层涂料应该具有良好的耐老化性能。需要注意的是，施工现场所使用的涂料必须满足性能目标检算需求，始终保持弹性工作状态。在防腐涂料施工作业期间，施工人员应该按照规范操作要求以及既定施工顺序进行合理操作。对于防腐涂料施工期间所存在的质量缺陷问题，必须加以及时修复处理，以防止对主体结构防腐蚀性能带来不利影响。结合现场施工反馈情况来看，施工单位通过严格按照防腐涂装设计方案要求进行施工操作，基本上可以达到良好的防腐效果，具有重要的可行性价值[3]。