(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111404432.5 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 汇通建设集团股份有限公司 地址 074000 河北省保定市高碑店市世纪 东路69号 (72)发明人 赵振云　黄威　徐静　刘明阳　 崔亚涛　崔铭　朱傲雨　时文莲　 党建伟　张若某　 (74)专利代理 机构 石家庄新世纪专利商标事务 所有限公司 1310 0 代理人 张杰　刘文静 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G16C 10/00(2019.01) G16C 60/00(2019.01)G06F 119/02(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性 设计方法 (57)摘要 本发明涉及高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥 梁的耐久性 设计方法， 包括桥梁使用材料的耐久 设计以及桥梁 结构的耐久设计， 混凝土保护层厚 度设计包括桥梁的梁、 柱、 杆的混凝土保护层最 小厚度为52mm； 混凝土结构防腐设计包括桩基结 构防腐设计、 承台结构防腐设计、 墩柱结构防腐 设计、 主体结构外涂装防腐、 筑土挡围护； 桩基结 构防腐设计包括钢护筒 方案、 预制混凝土护筒 方 案； 桥梁使用材料的耐久设计包括水泥、 骨料、 掺 合料、 外加剂以及水的耐久设计； 本发明的有益 效果是： 总结出沿海地区高浓盐碱环 境下钢筋混 凝土桥梁的耐久性设计方法， 延长了桥梁的使用 寿命， 造福子孙万代。 权利要求书1页 说明书13页 附图4页 CN 114169048 A 2022.03.11 CN 114169048 A 1.高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性设计方法， 包括桥梁使用材料的耐久设计 以及桥梁结构的耐久设计； 所述桥梁使用材料的耐久设计为建造桥梁的材料选用高质量的 混凝土材料； 桥梁结构的耐久设计包括混凝土保护层厚度设计以及混凝土结构防腐设计； 其特征在于， 所述混凝 土保护层厚度设计为 桥梁的梁、 柱和杆的混凝 土保护层最小厚度为52m m； 所述混凝土结构防腐设计包括桩基结构防腐设计、 承台结构防腐设计、 墩柱结构防腐 设计、 主体结构外 涂装防腐以及筑土挡围护； 承台结构防腐设计， 位于盐池中的桥梁， 盐池水深为在0.5～1.5m， 将承台顶面埋置于 盐池底面， 避免承台结构位于腐蚀最为严重的水位变动区； 在 承台底部 设置20cm厚的C20 混 凝土垫层， 在混凝土垫层上浇筑承台结构， 承台顶面及侧面在正常尺寸基础上每侧增加 10cm保护层， 配置一层Φ8@100钢筋网片； 钢筋网片规格为7.9Kg/m2， 钢筋网片净保护层 4cm， 原主筋配置位置不变； 墩柱结构防腐设计， 在承台顶面至盐池最高水位以上0.5m范围内的墩柱底部设置柱 靴； 柱靴为墩柱外形尺寸 沿每侧加厚25c m， 柱靴内按照墩柱的受力计算配置钢筋； 柱靴与墩 柱主体结构整体浇筑。 2.根据权利要求1所述的高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性设计方法， 其特征 在于： 所述桩基结构防腐设计包括钢护筒 方案； 所述刚护筒 方案为钢护筒厚度为 12mm， 长度 为8m， 自桩基顶部向下设置； 桩基浇筑混凝 土后不提出， 作为桩基的永久保护 护筒。 3.根据权利要求2所述的高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性设计方法， 其特征 在于： 还包括预制混凝土护筒方案； 所述混凝土护筒方案为混凝土护筒壁厚为0.25m， 长度 为8m， 自桩基顶部向下设置； 混凝 土护筒外表面全部刷涂防腐涂料。 4.根据权利要求2所述的高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性设计方法， 其特征 在于： 还包括桩基结构加粗方案； 自桩基顶部向下设置； 桩基结构加粗方案为将灌注桩顶部 向下8m长范围进行加粗， 桩基直径加粗5 0cm。 5.根据权利要求1所述的高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性设计方法， 其特征 在于： 筑土挡围护， 就是在桥梁下公路征地范围内， 靠桥梁外侧采用土体填筑土埝。 6.根据权利要求1所述的高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性设计方法， 其特征 在于： 主体结构外涂装防腐为裸露于盐池水、 且受盐池水干湿交替作用的主体结构外表面 进行外涂装防腐处 理。 7.根据权利要求1所述的高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性设计方法， 其特征 在于， 桥梁使用材 料的耐久设计包括水泥、 骨料、 外加剂以及水的耐久设计； 水泥的耐久设计， 采用硅酸盐水泥； 骨料的耐久设计， 包括细骨料以及粗骨料； 细骨料采用粒径小于5mm的天然洁净河砂； 细骨料中氯离子含量小于0.02％； 粗骨料由粒径范围在5～25mm符合连续级配要求的碎石 组成； 外加剂耐久设计， 包括引气剂、 減水剂、 早强剂、 防冻剂、 泵送剂、 阻锈剂、 防腐剂、 缓凝 剂及膨涨剂； 外加剂中 氯离子含量不大于水泥质量的0.02％； 水， 采用纯 净水。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114169048 A 2高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐久性设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及混凝土桥梁技术领域， 特别是指高浓盐碱环境下钢筋混凝土桥梁的耐 久性设计方法。 背景技术 [0002]当今世界， 混凝土破坏原因按重要性递升顺序排列是： 侵蚀环境下的物理化学作 用、 寒冷气候下的冻害、 钢筋锈蚀， 这是美国加州大学的EK.Mehta教授在第一届混凝土耐久 性国际学术会议上指出 的。 说明钢筋锈性是耐久性失效的主要原因， 同时在正常的气候条 件， 钢筋混凝 土结构的耐久性问题就是钢筋锈蚀问题。 [0003]钢筋锈蚀引起的结构破坏已经成为世界各国普遍关注的一大灾害。 在中国舟山和 深圳的某些建筑， 因为滥用海砂， 还没使用就已发生钢筋锈蚀破坏 。 1985年建造的西安某教 学楼， 因为加氯盐作为防冻剂， 梁、 柱等混凝土构件中钢筋腐蚀严重， 只好在第二年年进行 加固修复； 在路桥工程中， 钢筋腐蚀引起的桥梁破坏问题也 随着我国高速公路和城市立交 桥的大量建设逐渐显露出来， 盐渍土地区、 受氯盐污染的沿海地区和广大北方撤除冰盐地 区的高速公路桥和市政桥粱破坏已十分产重， 并已成为一个非常突出 的灾害性问题； 如哈 尔滨大庆公路在建成5年后， 混凝土就出现严重层裂和顺筋开裂、 剥落； 在水利工程中， 如 1964年到1987年江苏省对60多座挡潮闸， 进行耐久性调査， 发现钢筋腐 蚀导致上部结构破 坏的占88％， 其中产重破坏的占5 3％， 主筋截面损失率达41％； [0004]同样在国外， 钢筋锈蚀导致结构破坏的事故也不能幸免， 造成了巨大损失。 其中混 凝土中钢筋锈蚀造成的损失约占40％在英国， 如英格兰岛中部环形线的快车道上有11座混 凝土高架桥， 建造 费用 2800万英镑， 建于1972年， 建成两年后就发现钢筋锈蚀造成混凝土 順筋裂缝破坏， 根据运输部门1989年的报告， 英格兰和威尔士有75％的钢筋混凝土桥梁受 到氯高子侵蚀， 维护维修费用是原来造价的两倍， 为解决海洋环境下钢筋混凝土结构锈性 与防护同题， 到1989年 为止， 其修补费用高达45 00万英榜。 [0005]钢筋锈蚀问题如此严重， 国际国内各相关部门也很重视， 成立了相关部门小组研 究钢筋锈蚀问题。 对于钢筋锈蚀， 《混凝土结构耐久性设计规范》 明确规定对于自然环境中 的锈蚀问题， 主要用混凝土保护层来保证构件的耐久性， 对于特殊工业腐蚀环境中的锈蚀 问题， 可以考虑使用表面防护措施来处理。 因此， 对于绝大多 数暴露在大气环 境中的混凝土 结构， 钢筋的保护 层的质量和厚度成为构件耐久性的基本保证。 可以讲， 锈蚀问题的耐久性 设计， 就是钢筋保护层的设计； [0006]水泥水化后的混凝土孔 隙中， 充满了饱和的氢氧化钙碱性溶液， 这种溶液能在钢 筋表面形成致密的饨化膜保护钢筋。 这层钝化膜会防止氯离子、 水分子、 氧分子的侵入， 从 而保护钢筋防止锈蚀。 混凝土具有毛细管 ‑‑孔隙结构的特点， 这些毛细管孔隙包括水泥石 中的凝胶孔及毛细孔隙， 还有集料和水泥石接触处的孔穴； 混凝土成型时残留下来的气泡 等等。 此外， 还可能存在因为水泥石的温度变形及干燥收缩而引起的微裂缝。 对于普通混凝 土它的孔隙率一般不少 于8％。 空气 中的二氧化碳分子会通过混凝土微小的毛细孔隙扩散说　明　书 1/13 页 3 CN 114169048 A 3