一种耐盐碱腐蚀性冲刷的桥墩防护装置及其施工方法与流程

本发明属于桥墩防护领域，涉及一种耐盐碱腐蚀性冲刷的桥墩防护装置及其施工方法。

背景技术：

混凝土硫酸盐侵蚀是一种危害性比较大的侵蚀性介质破坏，是造成桥墩被腐蚀的重要因素之一，也是影响因素最为复杂并且危害性最大的一种环境水侵蚀。我国西北处于盐渍地区，土壤中存在大量的硫酸盐并且混凝土本身也有可能带有硫酸盐，在各种条件下对混凝土产生较为严重的侵蚀作用，使得混凝土发生膨胀以及开裂剥落等现象，从而导致混凝土强度以及桥墩强度的丧失。硫酸盐侵蚀过程中钙矾石以及石膏和钙硅石的产生对混凝土产生碰撞破坏作用，腐蚀机理主要分为以下几个方面：

1、钙矾石腐蚀。当侵蚀溶液中硫酸根的浓度在一定范围内的时候会产生钙矾石(三硫型水化铝酸钙)，它在矿物形态上是针状晶体并且呈放射状向四方生长相互挤压从而产生极大的内应力，这种内应力会导致结构物受到破坏。

2、碳硫硅钙石腐蚀。混凝土受到此类腐蚀以后没有明显的体积膨胀现象，在腐蚀的混凝土的孔隙和裂缝中充满白色烂泥状腐蚀产物。

3、碱金属硫酸盐结晶型。硫酸盐侵蚀混凝土会产生带有结晶水的盐类，该盐类不仅产生极大的结晶压力而且会侵入结构物造成混凝土的破坏和分离。

4、mgso4溶蚀-结晶型。mgso4侵蚀是对混凝土侵蚀破坏性最大的一种，即使硅灰混凝土也难以抵抗mgso4的侵蚀，其原因主要是硫酸根和mg均为侵蚀源，二则互相叠加构成更加严重的符合侵蚀。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐盐碱腐蚀性冲刷的桥墩防护装置及其施工方法，降低硫酸盐对于桥墩的腐蚀，提高桥梁的使用寿命。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种耐盐碱腐蚀性冲刷的桥墩防护装置，设置在桥墩外侧，桥墩同轴设立在基础之上且桥墩的横截面积小于基础的横截面积，包括耐腐蚀性基材护筒，所述护筒环绕设置在桥墩外部且与桥墩紧密贴合；还包括过渡层，所述过渡层一端紧贴护筒外侧且与护筒的横截面尺寸、形状一致，另一端紧贴基础且与基础的横截面尺寸、形状一致，过渡层的截面尺寸从其一端线性过渡至另一端。

可选的，所述护筒包括若干同轴布置的预制节段，相邻的预制节段相连。

可选的，相邻的预制节段包括筒体以及设置在筒体两端的第一连接部和第二连接部；所述第二连接部的形状与所述第一连接部相匹配；第一连接部与第二连接部匹配后的截面尺寸、形状与筒体的截面尺寸、形状一致。

可选的，第一连接部与第二连接部间隙配合，在间隙内填充密封层。

可选的，还包括套设在基础外侧的基础护筒。

可选的，护筒采用具有良好耐盐碱腐蚀性的环氧混凝土或环氧砂浆作作为基材。

一种耐盐碱腐蚀性冲刷的桥墩防护装置的施工方法，用于施工上述的耐盐碱腐蚀性冲刷的桥墩防护装置，包括以下步骤：

基础施工；

在基础上安装护筒；

在护筒内制作桥墩；

在护筒外施工过渡层。

可选的，所述护筒为同轴设置的可拆卸内模和外模之间现浇的耐盐碱腐蚀环氧砂浆；步骤“在基础上安装护筒”包括如下步骤：

安装内模、外模；

在内模和外模之间的中空层内浇注环氧砂浆；

拆除内模、外模；

可选的，所述护筒包括若干同轴布置的预制环氧砂浆筒形节段，相邻的预制节段相连；步骤“在基础上安装护筒”以及“在护筒内制作桥墩”包括如下步骤：

在基础上安装预制节段；

在预制节段内制作桥墩；

在预制节段上安装另一预制节段；

在预制节段内制作桥墩；

重复步骤“在预制节段上安装另一预制节段”以及“在预制节段内制作桥墩”。

可选的，步骤“在护筒内制作桥墩”包括：

安装桥墩钢筋骨架；

浇注桥墩混凝土。

本发明的有益效果在于：

1、本装置对桥墩腐蚀源进行物理隔绝，可以起到较好的防腐蚀效果的同时完全不影响桥墩受力；

2、本装置使得桥墩具有抗冲刷性能；

3、本装置可以通过对护筒破坏形态的检测达到对桥墩腐蚀程度的无损检测的目的；

4、本装置在桥墩混凝土浇筑期间还可以起到替代浇筑模板的作用；

5、由于具有良好耐盐碱腐蚀的环氧砂浆与混凝土的热膨胀系数相近，因此高强环氧砂浆与混凝土在复杂温度场环境下具有良好的工作性能。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1的a-a剖面图；

图3为图1的b-b剖面图；

图4为图1c区的放大视图；

图5为预制节段的结构示意图；

图6为预制节段的俯视图；

图7为施工方法一的流程图；

图8为施工方法二的流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1-图8，附图中的元件标号分别表示：桥墩1、护筒2、过渡层3、基础4、预制节段5、密封层6、第一连接部7、第二连接部8、筒体9、内模10、外模11、填料12。

本发明涉及一种耐盐碱腐蚀性冲刷的桥墩1防护装置，设置在桥墩1外侧，桥墩1同轴设立在基础4之上且桥墩1的横截面积小于基础4的横截面积，包括护筒2，所述护筒2环绕设置在桥墩1外部且与桥墩1紧密贴合；还包括过渡层3，所述过渡层3一端紧贴护筒2外侧且与护筒2的横截面尺寸、形状一致，另一端紧贴基础4且与基础4的横截面尺寸、形状一致，过渡层3的截面尺寸从其一端线性过渡至另一端。

可选的，所述护筒2包括若干同轴布置的预制节段5，相邻的预制节段5相连；相邻的预制节段5包括筒体9以及设置在筒体9两端的第一连接部7和第二连接部8；所述第二连接部8的形状与所述第一连接部7相匹配；第一连接部7与第二连接部8匹配后的截面尺寸、形状与筒体9的截面尺寸、形状一致；第一连接部7与第二连接部8间隙配合，在间隙内填充密封层6；还包括套设在基础4外侧的基础护筒；所述护筒2包括同轴设置的内模10、外模11以及设置在内模10与外模11之间的中空层。

本发明还涉及上述耐盐碱腐蚀性冲刷的桥墩1防护装置的施工方法，包括以下步骤：

基础4施工；

在基础4上安装护筒2；

在护筒2内制作桥墩1；

在护筒2外施工过渡层3。

可选的，所述护筒2包括同轴设置的内模10、外模11以及设置在内模10与外模11之间的中空层；步骤“在基础4上安装护筒2”包括如下步骤：

安装内模10；

安装外模11；

在中空层内灌注填料12。

可选的，所述护筒2包括若干同轴布置的预制节段5，相邻的预制节段5相连；步骤“在基础4上安装护筒2”以及“在护筒2内制作桥墩1”包括如下步骤：

在基础4上安装预制节段5；

在预制节段5内制作桥墩1；

在预制节段5上安装另一预制节段5；

在预制节段5内制作桥墩1；

重复步骤“在预制节段5上安装另一预制节段5”以及“在预制节段5内制作桥墩1”。

可选的，步骤“在护筒2内制作桥墩1”包括：

安装桥墩1钢筋骨架；

浇注桥墩1混凝土。

本发明旨在避免盐渍地区桥墩1遭受河水腐蚀，利用具有抗盐碱蚀性强的高强环氧砂浆制备用于隔绝腐蚀性水流与桥墩1的桥墩1防护装置。本发明的设计高度从水底防护至设计水位之上，与常规的涂面式防腐蚀措施相比，本装置具有一定的厚度和强度，不仅可以抵抗静态腐蚀，亦可以抵抗腐蚀性河水的冲刷和河水中的砂石冲刷，具有更高的耐腐蚀寿命。在保护桥墩1的同时该防护装置还可以下探3-5m，通过基础护筒保护部分基础4免受盐碱腐蚀。护筒2可以采用高强环氧砂浆制造，护筒2可以采用预制的方式，依据桥墩1的直径提前在预制场加工制造长度为3-5m的预制节段5，预制节段5的厚度为10-20cm。本发明可以替代原有的桥墩1混凝土浇筑模板。相邻的预制节段5之间设计有密封层6，采用高强环氧砂浆粘接，桥墩1与基础4之间的过渡层3也采用高强环氧砂浆制作。

以下给出本发明的两种施工方法：

施工方法一：

(一)根据桥梁所在地的腐蚀严重程度确定护筒2厚度，根据最高水位线设计护筒2高度；

(二)根据设计图纸给出的桥墩1截面形式和桥墩1尺寸确定预制节段5尺寸；

(三)在预制场中进行预制节段5的制作；

(四)在基础4上安装基础护筒；

(五)安装第一个预制节段5；

(六)在第一个预制节段5内安装桥墩1钢筋骨架；

(七)在第一个预制节段5内浇注桥墩1混凝土；

(八)在预制节段5之上安装另一预制节段5；

(九)在步骤(八)中安装的预制节段5内安装桥墩1钢筋骨架；

(十)在步骤(八)中安装的预制节段5内浇注桥墩1混凝土；

(十一)重复步骤(八)、(九)、(十)至施工完成。

施工方法二：

(一)根据桥梁所在地的腐蚀严重程度确定护筒2厚度，根据最高水位线设计护筒2高度；

(二)根据设计图纸给出的桥墩1截面形式和桥墩1尺寸确定预制节段5尺寸，包括内模10及外模11尺寸；

(三)准备内模10及外模11；

(四)在基础4上安装基础护筒；

(五)在基础4上进行内模10及外模11的安装；

(六)在内模10及外模11之间浇注填料12(环氧砂浆)；

(七)在护筒2砂浆养护至一定龄期后，进行桥墩1钢筋混凝土结构施工；

(八)进行桥墩1与基础4之间的过渡层3施工，达到桥墩1与基础4之间护筒2平缓过渡的目的。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。