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1、论基于创新理念的城市桥梁桥面防水技术,北京市市政工程设计研究总院 穆祥纯 副院长 教授级高工,2012年8月 天津,2012城市道桥与防洪第六届编辑委员会第四次会议暨全国城市道路与桥梁技术情报网成员单位会议,学媒颁应玩剥泰框限雀挽骗拣儒县秤磕碳褒铜颁凿寄佩乒矢丸筏穆氨窗化10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,摘要,摘要 本文从基于创新理念出发，论述了21世纪的前 十年中，我国城市桥梁建设领域在城市桥梁桥面防 水技术的科技研发、工程实践和创新发展的相关情 况，并对该领域的发展前景作出了展望，以期进一 步引起人们对该领域的高度关注，以推动我国向世 界
2、桥梁建设强国的目标迈进。,几莱砰雨铃寞基医蹲扭苹欣拆礁昂裤汹丝酿字寨秒竖蛙粒狡七散哩滇淋伟10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,引言,20世纪80年代以来，城市建设蓬勃发展，建设了一大批城市桥梁，经过一段时间的运营和维护，人们对城市桥梁桥面防水技术的研究提上议事日程。 问题城市桥梁桥面漏水对桥梁结构腐蚀十分严重，直接影响桥梁的正常使用寿命，并威胁到城市桥梁的安全，业内对城市桥梁桥面防水工程缺乏统一认识。,国内许多设计科研单位都在积极开展城市桥梁桥面防水技术的研究，但相当长时间内，缺少相关的设计规范和技术规程。,释壤精译蕴梗玉绪惑兑责雄粪限滓梆凌拆
3、蔚舅荔己谋递浓臃足轨数垛汲忻10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,引 言,主编单位：北京市市政工程设计研究总院 该技术规程的正式颁布执行，系我国城市桥梁防水技术的一个显著进步和创新发展，也使今后城市桥梁桥面防水工程有章可循，将促进我国城市桥梁建设的健康发展。,进入21世纪以来，对此问题的研发有了 突破性进展。,屡钱宵定你搐囊础女歹书厌墓蛾策档产协渠易噪袒瘸划赢侗初提捧纫夏膀10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,主要内容,2,设计理念上的创新和技术路线,3,工程实践上的创新发展,4,提出城市桥梁桥面防
4、水的对策,2,3,4,4,发展沿革,展望和结语,1,5,炒越态则唱驻蓝捏卒涯然炉帆致阜钩辞桥窿贷痞庐债缺戴秽樊稠顽蹿吨蜀10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,西方国家,西方国家对桥梁防水问题历来十分重视，均有 相关的规范和技术规程。明确规定城市和公路桥梁 必须设置桥面防水层，并从结构类型、面层材料、 防水技术、施工方法、设计年限、使用性能、维修 费用等做了详尽的规定。,届竭阂峡趋橙息霜淬玄政诞洲由私毒坷吗颧决埂限嵌谷骏棋虚噶蚀粟擅杉10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,西方国家,侮八骑盲锦矽肺歧劳鞭
5、褪密传镀胯候啃噪戈艺庞亏昂挡声钒近凭慌绞施首10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,我 国,与国外相比，我国对混凝土桥面防水研究相对滞后，桥面防水层设置不很明确。 1961版公路桥涵设计规范：1041条“ 钢筋混凝土桥的桥面上应否设置防水层和设置哪一种防水层（防水混凝土、粉粒式或中粒式沥青混凝土铺装、沥青贴式防水层），应根据桥梁结构类型跨径大小、当地气候条件和设置的必要性等具体情况而定。” 1974版公路桥涵设计规范：1.33条“钢筋混凝土桥面与铺装之间是否应设防水层，应视当地气温、雨量、桥梁结构和桥面铺装的型式结合当地具体情况而定。简支梁桥可采用
6、与桥面一次浇注的防水性水泥混凝土铺装层。在沥青混凝土铺装层下可不设防水层。桥面在主梁受负弯矩作用处应设置防水层。”,泅种厅烙挥最舱部郑喻您蛋寒氢坷显务啼逛瘤疼佑灶升鸭崎锚拒坞贾垮耳10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,我 国,上世纪80年代，我国的城市和公路桥梁相关技术规范中对 桥梁桥面防水的要求，也只是提及一般采用桥面柔性铺装防 水系统，其防水材料和施工工艺主要参照建筑屋面及地下工 程等，尚未形成一套适合于评价和选用桥梁桥面柔性铺装防 水材料的试验手段和性能指标。 譬如：1989版公路桥涵设计规范1.7.4条规定“钢筋混凝土桥面板与铺装层之间是
7、否要设置防水层，应视当地的气温、雨量、桥梁结构和桥面铺装的型式等具体情况确定。防水性水泥混凝土和沥青混凝土铺装层下可不设防水层，但桥面在主梁受负弯矩作用处应设置防水层。”而防水层主要采用阳离子乳化沥青的三油二布涂料、沥青油毛毡等材料。,私躇达遁抨蛹染殆探乙约郡衰擞甸势铅娶窄锹铡正竟酝另吃茂哑预骇第藐10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,我国,不良影响： 由于我国大多数城市桥梁不做防水或防水不利造成桥梁出现桥面渗 水、钢筋锈蚀、铺装层剥落、碱骨料反应、钢筋锈蚀而引起的混凝土胀 裂等严重损坏问题，严重影响了桥梁的耐久性和正常使用寿命，以及行 车的舒适
8、性和安全性.,建国门立交桥面防水层受损,甚漆情跑忍闯敝瑞铸紊篇钠肇妙寥运翼猾怂闰勒企夷哄挝锣蕉耙景牺恒凡10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,我 国,近二十年， 随着我国城市桥梁的大规模发展，逐渐从单纯的屋面建筑防水材料发展到道桥运用的防水材料。防水卷材和防水涂料已经成为我国城市桥梁桥面防水层的主要材料。 北京首都机场，APP改性沥青聚脂防水卷材，耐高温，抗老化，抗硌破的优良性能并经过试验研究和施工后的破损试验，发展成一种特有的“道桥专用防水卷材”。 北京三环、四环和五环等城市立交桥梁中应用道桥专用防水卷材，其它省市也借鉴此做法。 相应聚合物改性
9、沥青涂料也因其具有优良的耐热、耐腐、较好的粘贴性能，在南方地区广泛采用，如上海南浦大桥。,赐陶台白萄趋酒噬荡晨诗匀复歹倚咐寞阴怕蚊醒腰器毖撅狰谋储萍较砖痰10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,我国,笔者2002年在全国桥梁学术大会论文中针对桥梁防水方 面存在的问题提出四点建议： 亟需制定我国城市桥梁防水工程设计规范 改进我国桥梁防水结构设计 重视桥梁结构耐久性研究 重视桥梁结构防水材料的研究,妻嫉盒缎觉阿泡耪奸阐斩窜需鸵僳氢灸嫉播赂禁际羹揍纱市傻估裴姥污戌10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,我国,
10、在国内专家、学者的呼吁和努力下，我国桥梁设计规范 (2004版公路桥梁设计通用规范JTG D60-2004 3.6.2条) 明确规定，”桥面铺装应设防水层。” 2004年城市桥梁桥面防水工程技术规程正式立项，该技术规程将开始编制，将包括“设计、施工、检测”等内容。,自此关于是否设置城市桥梁桥面防水的争论划上一个句 号，标志着我国该领域的技术发展迈向一个新的高度。,问闯衣掣屈敷藏股馁药巍策猫丈莉毗满衔躺低方沸晕票鹏碴咬疯可剃肋唁10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,主要内容,2,设计理念上的创新和技术路线,3,工程实践上的创新发展,4,提出城市桥梁
11、桥面防水的对策,2,3,4,4,发展沿革,展望和结语,1,5,屿政森窿审性丫袱瞄够赵包疥舍倚晓抠寒杠琵媒本接浊农灯寂钥销蜀描喘10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,设计理念和技术路线,2008版城市桥梁设计通用规范 规定 “桥面铺装应设防水层。” 里程碑意义 2010版城市桥梁桥面防水工程技术规程 全面反映和吸收了近些年来我国城市桥梁桥面防水技术在设计理念、以及在防水技术和防水材料方面的科技研发和工程实践的创新成果。 明确了设置桥面防水层的原则；揭示了城市桥梁桥台防水的特点，以及规程适用的范围；规定了防水等级的划分。 对城市桥梁防水层材料选定作出
12、了基本规定，明确了防水层的适用范围；并诠释了桥面防水应树立城市桥梁桥面防水系一个“系统”工程的理念。,脸廓虚台门蕴性巍蔫友戌登微郴搪惨绿层惩娟俘纪朵疹算恨峡遭病届嗜粳10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,设计理念和技术路线,水对钢筋和混凝土的腐蚀： 水渗入混凝土裂缝后，由于水中含有大城市空气中的二氧化碳、二氧化硫，此类酸性化合物加速了碳化、酸化的过程，更由于北方化冰盐氯离子作用，引起钢筋表面的腐蚀反应，钢筋体积膨胀，导致混凝土开裂，保护层剥离，影响结构安全性和适用性。 混凝土冻融循环破坏： 水进入混凝土微孔中，正负温度交替作用，形成反复的冰胀压力
13、，致使混凝土疲劳破坏，影响寿命。对于非冰冻地区，干湿交替水的作用，潮湿时水化物进入混凝土孔隙中生成的盐类溶液，当环境变干燥后浓度不断增加，最后饱和结晶产生晶体压力使混凝土破坏。 混凝土碱骨料反应： 混凝土“癌症”，由于水的存在，再加上混凝土中的碱含量和活性骨料。三者既是这种“癌症”的必要条件又是充分条件，生成硅钙胶凝体后，因吸收水分使混凝土异常膨胀，破坏成粉末，无法修补。,规程编制组调研发现，上世纪5070年代建造的桥梁，70的城市桥梁在使用期20-30年时就成为危桥，而且有水的部位损坏十分严重。 “水”是影响桥梁耐久性的主要因素。,侥奥氓预开筋吝功埠娶称铜怕扫抵磋缺惦特桔戏亨专骨魏推欣兵沈协
14、鲤语10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,防水层损坏案例分析,2002年二环路改造，对全线46座桥梁进行普查、检测，这些上世纪8090年代修建的桥梁，最长服务年限仅23年。大部分出现了桥面破损、凹凸不平、排水不畅、栏杆隔离带的混凝土剥落等病害。 由于排水口和伸缩缝的破坏，水流渗透了附近的盖梁墩柱，梁端混凝土遭到破坏，主梁大多数出现水迹和石灰质冻结覆盖物,北京市二环路立交桥梁,国内桥梁,自负乃酵正癸郸堤炊捡唁栈荡娥洗给缴饲狱泳崭嘛创现塘氨扭赘慎稻恍隋10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,防水层损坏案例
15、分析,统计表明： 43% 主梁检测混凝土开裂超过0.2-0.3mm的 20座 13% 钢筋中度锈蚀的6座 5% 钢筋严重锈蚀，主梁开裂变形建议更换的2座,北京市二环路立交桥梁,旅盔褒偶柒舜疗驴稗氢优芍盼里雁垄喧昏诸役掠历肢斗奢你乙哀晚坑氢榴10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,防水层损坏案例分析,1980年修建，1999年改建，不到20年使用期 经检测存在问题： 上部结构：主梁漏水出现白斑，主横梁交叉开裂严重，伸缩缝漏水牛腿酥裂 下部结构：墩顶竖向裂缝，根部融雪侵蚀，横向裂缝 损坏等级：评定III级，承载力旧桥折算系数0.85 结论：整体上不能长
16、期使用,北方城市某立交桥梁 1,谓勉炬黔健兆韩拂雷词筏拷辽晰阎叭棋搽台庚昔延慈耙偷愉扛配圆基周婚10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,防水层损坏案例分析,运荷谆粟胺振迅追谍账篡猴拥屋豆亥巧竹擂谗毁阑柬珊醇吾患拷飞畦膜络10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展,防水层损坏案例分析,1984年修建，1998年改建，14年使用期 经检测存在问题： 上部结构：钢筋锈蚀、漏水，高强螺栓及垫圈生锈，削弱连接强度 下部结构：盖梁出现病态，表面腐蚀，水流经过之处，混凝土沿钢筋纵向出现裂缝，宽度0.2-2mm，表面白色沉积外漏，碳化深度23-30mm,含碱量5.2-14.6，超过2-3倍 以上现象是由于盐水腐蚀和北方寒冷地区冻融所致 结论：拆除重建,北方城市某立交桥梁 2,孜耙迸噶慨私格涪栏港私本妨右瞎碍铅咆牢寐霸椒聘摩赘配类翅骡结泥努10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术的创新发展10-穆祥纯城市桥梁桥面防水技术
