【西南交通大學】《建築材料》（全58講）李固華 P33 - 33. 5.17 杭州灣大橋混凝土結構耐久性設計案例

這一節我們介紹一個案例 杭州灣大橋混凝土結構耐久性技術 杭州灣大橋全長36公里 由北郢橋、北杭道橋、中郢橋 以及到南郢橋一路進行 全長36公里 是屬於特大橋 那麼全橋主要工程的數量 混凝土的利用量達到245萬方 各類的鋼材80萬噸 鋼管樁 鑽孔樁 還有玉脂的橋墩 線膠的箱梁 50米的玉脂梁 70米的玉脂梁 達到540個 這是鋼管樁 5513根 海上的撐盤 543個 那我們看這個圖片上 只能看到幾十個 其實有多少 543個 看着非常壯觀 這是50米的玉脂的箱梁 404片 70米的玉脂箱梁 那麼首先我們對各個工程部位進行分級 環境類別的等級我稱爲CDEF 進入在海水當中的水下區 這些我們稱爲C級 到了潮沙區 就是海上的撐臺 我們稱爲E級 浪澱區就是海中的橋墩 這樣就是F級 那麼根據我們設計的壽命 其實我們杭州外大廈設計的壽命是120 那麼設計的壽命 根據環境的類別來確定最低的強動等級 2008年的規定 同時最低的強動等級 還對應於一個最大的水交比 最小的較勁材料用量 最大的較勁材料用量 那麼這是杭州外大廈實際的典型的配合比 陸地的裝機 它水交比是0.36 那麼這是陸地上的 那麼它的水交比是區別相對比較高的 那麼其他我們看 最低達到0.31 相連取的是0.32 那麼水泥用量都比較少 整個水泥最多就是200多公斤 低達就是100多公斤 那麼加入了礦粉 加入了粉灰 並且礦粉的產量和粉灰的產量 它們的核有的超過了水泥的用量 那麼這樣的一個配合比 它的碳化是不是非常厲害呢 那麼我們看一下這個圖 不同的水交比 那麼粉灰的產量是0的時候 這是它的20% 40% 60% 我們可以看出相同的水交比 那麼粉灰的產量越多了 它的抗碳化的性能就越差 實際上我們是通過降低水交比 來提高它的抗碳化 比如說水交比0.5 0.5變成了0.4 水交比變成了0.4 那麼它的抗碳化的性能就提高了 變成0.3進一步提高了 那麼加入了粉灰 同時來降低水交比 採用這樣一個綜合的技術 來滿足抗碳化的性能 同時還滿足抗生性能 氯立質生成的性能 那麼這就是低水交比 低水泥的用量 這是杭州大橋它28天的強度 氯立質滲透技術 它的灘漏度 擴展度 並且也做了它的抗溶性 28天的強度 強衝值 有C30的 也高了有C60的 那麼氯立質滲透技術非常低 另外其他的技術測試 剛進了保護層後 那我剛進保護層後 我們來看一下 在海上的撐臺 水溫變動區 它保護層後頭打到多少 是90個毫升 這個值是非常大 那麼大氣區的箱梁 它的保護層後頭給打到了40毫升 遠遠地都超過了我們的 沒有按照耐久性設計 混湊結構的耐久性 還有一些其他的輔助測試 第一 波紋管 對於銳銘黃金土 銳銘黃金土它有着孔道 比如說波紋管裏面的固密石 很容易造成高硬力狀態下的銳銘金的鏽勢 所以我們採用真空輔助壓漿 使得壓漿保管 來保護我們裏面的銳銘金 第二採用環氧塗層鋼筋 美國實驗與材料學爲調查顯示 採用環氧塗層的鋼筋可以延長結構壽命20年左右 所以這個功能就採用了環氧塗層 第三在混湊結構內使用了鋼筋的走焦劑 那麼走焦劑這些走焦劑的性能 第四外加電流應急保護 外加電流把電源的正極連接在難用性輔助的陽極上 形成陽極期 把電源的負極連接在受保護的鋼筋上 強制心肌形成了陰極期 保護鋼筋不被修飾 第五采用滲透性的控制模板 滲透性的控制模板可以把剛入模的混凝土表面 多餘的空氣和水排出 降低混凝土表面的水焦比 同時可確保在氧候期間保持高了10度減少開裂 提高混凝土表面的密實度和強度 實驗室做的實驗 我們來看一下右邊的 C35的混凝土 用了滲透性的控制模板 表面的強度變成了C6 上面的控制模板在施工現場調裝 第六混凝土表面塗層 大小的城臺以上的混凝土結構經採用表面塗裝 塗層設計使用沿線爲二十米 城臺爲表示區採用具有溼固化和快固結性能的這種塗料 兩部結構和墩身爲表杆區採用耐厚性的、寶光和寶色性的塗料 這個表八和表九在表示區混合表面的塗層 底層 中間層 面層採用的材料和塗層的平均厚度 表杆區和塗層塗料的名稱 塗料杆膜的平均厚度的要求 最後對杭州大橋的整體進行健康監測 這是健康後的杭州大橋 本節目結束