1991年通车的厦门大桥,是我国第一座跨海公路大桥,2021年,这座服役满30年的跨海大桥完成全国首例、规模最大的跨海大桥全桥综合改造加固工程,这座常年受极端腐蚀的跨海特大桥,全桥八十于个桥墩常年浸泡在海水之中。潮汐干湿交替、氯离子腐蚀等导致墩身出现混凝土剥落、桩基外露等各类病害。那么,这场标杆级改造究竟是采用了什么方案,让水中墩柱实现修复与耐久性防护的呢?
厦门大桥主桥全长2070米,地处典型的海洋腐蚀环境(海洋Ⅲ-F级—极端腐蚀环境),海水氯离子含量高、潮汐干湿交替频繁。全桥总体技术状况评定为3类,根据检测结果显示,出现了以下主要病害特征,也是国内众多跨海桥梁共同面临的问题:
桥墩混凝土氯离子含量评定标度达3级(有可能诱发钢筋锈蚀),部分墩位钢筋锈蚀电位达4~5级,墩身普遍出现锈胀开裂、混凝土剥落、网状裂缝等表观病害。不及时治理将逐步导致承载不足等安全隐患。
经水下专业探摸检测,全桥共16座承台存在混凝土破损问题,7处承台底部受常年水流冲刷出现基底掏空,8 根桩基因冲刷导致结构外露。海水腐蚀与水力冲刷的双重作用,削弱了桥梁基础的结构稳定性。
针对厦门大桥的桩基病害特征,本次改造采用水下玻纤套筒修复工艺修复桩基的方案,直击海洋环境桥梁修复与养护难题。本次改造采用了水下玻纤套筒+增大截面/外包RPC的复合加固方案。全桥几十个水中墩根据受力需求分为两类,分别采用不同的加固修复方式:
在原墩身四周新增20cm厚海工混凝土,通过植筋与原墩身、承台牢固连接;以5mm厚玻纤套筒作为浇筑外模板,混凝土浇筑完成后模板不拆除,为墩柱提供长久的耐久性防护。
新增海工混凝土层补足墩身结构安全储备,外层利用水下玻纤套筒的耐腐蚀、耐老化、耐冲刷的特性形成物理屏障,从根源阻断氯离子腐蚀、水流冲刷、紫外线老化等问题,为桩基穿上一层“夹克”,提供耐久性防护。
采用5mm厚定制玻纤套筒套设于原墩身外侧,配套RPC混凝土,完成墩身表层病害修复与耐久性防护。
该方案无需大幅增加墩身自重,通过水下玻纤套筒耐久性防护体系,修复墩身锈胀剥落、网状裂缝等表观病害,同时构建长效防腐屏障,大幅延长海洋环境下墩身的使用寿命。
本次项目中,水下玻纤套筒作为永久性防护构造留存,材料通过1000小时耐 UV 老化测试,老化后强度下降率≤10%,完全适配海洋高盐雾、强紫外线、潮汐冲刷的恶劣环境,满足30年以上耐久性设计要求。同时产品支持定制化生产,可适配方形、圆形等不同截面形式的墩柱与桩基,覆盖各类桥梁下部结构的修复需求。
改造完成至今已经5年,途经现场拍摄的画面直观印证了这套防护体系的耐用性。历经5年潮汐往复冲刷、高盐雾持续侵蚀与沿海强紫外线常年照射的多重极端考验,水中墩的玻纤套筒外观完整光洁,无开裂、破损、明显老化变色等问题,整体防护形态保持完好,肉眼未见腐蚀渗漏迹象,在海洋极端环境下依然维持着稳定的防护状态。