青岛海湾大桥耐久性保障技术

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1、青岛海湾大桥耐久性保障技术一．项目简介处于冰冻海域的基础设施受盐害、冻融交迭侵蚀，破坏严重。据查，我国上世纪90年代前修建的沿海桥梁一般使用10～20年即因腐蚀破坏而成危桥，不得不反复维修、加固、甚至拆除重建，造成巨大损失。青岛海湾大桥是我国冰冻海域首座特大型跨海桥梁集群工程，其所处胶州湾海水含盐度2.94%~3.29%，极端低温为-14.3℃，年冻融循环达47~52次，遭受冻融和氯盐的共同侵蚀，如何保证其设计使用寿命是工程建设面临的重大技术挑战。在交通运输部和山东省交通运输厅的组织下，开展了多学科、跨行业的产、学、研联合攻关，多年的技术创新和工程实践，得以在冰冻

2、海域跨海大桥耐久性设计、结构联合防护及管养决策等方面取得多项重大技术突破，建立了冰冻海域跨海大桥百年寿命耐久性保障技术体系，成果总体达到国际领先水平。1.创新了海水冻融-氯盐侵蚀作用下桥梁耐久性设计。首次实现了结构耐久性设计、施工控制和管养决策的一体化设计；建立了冻融-氯盐侵蚀作用下混凝土结构耐久性评定方法，及结构可靠度时变下的维护成本优化算法，以保障青岛海湾大桥经济合理地达到设计使用寿命。2.创建了冰冻海域混凝土结构长效联合防护体系。研制了冰冻海域桥梁抗冻耐蚀混凝土，开发了保障耐久性的系列施工控制技术；创建了抗冻耐蚀混凝土-透水模板布-防腐涂层的长效联合防护体系

3、，在极大提高桥梁结构抗海水冻融和腐蚀性能的同时，将涂层施涂龄期缩短10天，显著提高了施工工效，大幅降低施工成本。833.建立了基于动态耐久性数据的桥梁管养决策技术体系。研发了混凝土冻融破坏及钢结构腐蚀在线监测装备与技术；建立了我国首座基于传感技术的混凝土及桥梁用钢暴露实验站，搭建了反映混凝土及桥梁用钢耐久性时变的数据平台；建立了带涂层混凝土及钢箱梁的腐蚀寿命评估方法；创新了桥梁管养策略的经济评估方法；实现了桥梁的主动维护。项目已获得国家发明专利授权10项，实用新型专利授权8项，省部级施工工法4项，出版专著2部，相关成果纳入两部行业标准。项目成果已成功应用于除青岛海

4、湾大桥之外的海即跨海大桥、长山大桥等多座冰冻海域跨海桥梁工程，全面提升了工程建造品质；抗冻耐蚀混凝土大量消纳工业废料，每方混凝土可减少水泥用量200~240kg，减少二氧化碳排放约200kg，节能减排效果明显，经济、社会和环境效益显著。鉴于在设计、施工、科研等方面取得的成就，青岛海湾大桥2013年荣获第30届国际桥梁大会的“乔治•理查德森”奖。成果填补了我国冰冻海域跨海大桥建设的相关技术空白，随着环渤海湾经济圈的发展，项目研究成果将对我国冰冻海域沿海桥梁和跨海湾通道的建设发挥重要的技术引领和支撑作用。二．完成人对项目技术（学术）创造性贡献1.邵新鹏（第1完成人）-

5、山东高速青岛公路有限公司对创新点1，2，3均做出重大贡献，本项目技术负责人，负责确定研究目标、技术路线及创新技术论证；提出冰冻海域跨海大桥耐久性多层次设计理念以及基于耐久性数据的桥梁管养决策框架；投入的工作量占本人同期工作量的70%。2.路新瀛（第2完成人）-清华大学83对创新点1，2，3均做出重大贡献，负责完成了青岛海湾大桥钢筋混凝土结构寿命评估；设计并实现了首座可在线监测混凝土冻融破坏的分布式海工钢筋混凝土暴露实验站；发明了监测海水潮汐、海水渗入深度、混凝土中含水量变化、混凝土冻融损伤和钢筋腐蚀探头；投入工作量占本人同期工作量的70%。3.王胜年(第3完成人)

6、对创新点1，2，3均做出重大贡献，本项目主要技术负责人，主持抗冻耐蚀混凝土配制及工程应用；组织养护龄期对涂装质量影响研究；主导我国首座冰冻海域全分区实桥暴露实验站建设；作为主要完成人参加桥梁耐久性多层次设计、抗腐蚀混凝土-透水模板布-涂层长效防护体系研究及动态耐久性数据平台建立；投入的工作量占本人同期工作量的60%。4.姜言泉（第4完成人）山东高速青岛公路有限公司对创新点1做出重要贡献，参与冰冻海域跨海大桥耐久性设计理念的提出；制定结构耐久性设计及施工关键技术的总体思路；投入的工作量占本人同期工作量的40%。5.郭保林（第5完成人）-山东高速青岛公路有限公司对创新

7、点2,3均做出重要贡献，作为主要完成人参与开发抗冻耐蚀混凝土-透水模板布-涂层联合防护体系；提出混凝土耐久性设计与评价指标；开发多项混凝土施工控制技术及结构修复方法；投入的工作量占本人同期工作量的80%。6.辛公锋（第6完成人）-山东省交通科学研究所对创新点2做出重大贡献，对创新点1，383做出重要贡献。建立了青岛海湾大桥实体结构保护层数据库，研究了其统计规律，提出了综合考虑保护层厚度和渗透性的保护层评价新指标。研究了施工期混凝土氯离子扩散变化规律。协助研发了高性能抗冻融耐腐蚀混凝土-透水模板布-涂层联合技术，负责开发了基于耐久性要求的混凝土施工控制技术并建立了控

8、制体系；投