强冲刷腐蚀环境下桥梁桩基耐久性设计研究

为解决跨海桥梁桩基础在强冲刷及氯盐环境下的腐蚀问题,以桃夭门公铁两用大桥为研究对象,运用数学解析的方法研究了圆形桩基中氯离子的双时变扩散规律,分析双时变特征参数对氯离子浓度分布的影响,提出相应的桩基设计方法。结果表明:随着桩基在海洋腐蚀环境中暴露时间的增加,混凝土表面氯离子浓度不断增加,扩散深度增加呈幂指数降低;龄期衰减系数越大,氯离子扩散系数趋于稳定且收敛值也越小;随氯离子浓度衰减系数的增加,氯离子浓度趋于稳定的时间缩短,混凝土中氯离子浓度也不断增加;氯离子扩散系数的时变性比氯离子浓度的时变性对氯离子浓度的影响更为显著。并提出了围堰兼作防腐抗冲击新型防护结构设计、最小保护层厚度设计和裂缝宽度控制3个方面的具体设计措施,有效提高了桩基础的抗冲刷和防腐蚀能力。