無論是在當(dāng)?shù)亟值肋€是主干公路上,橋梁都是至關(guān)重要的交通紐帶 -- 跨越道路、峽谷或廣闊的水域。橋梁因維修而關(guān)閉會(huì)導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間的交通延誤和中斷,繞道既耗時(shí)又耗費(fèi)燃料,還有生產(chǎn)效率的損失。因此,必須使橋梁處于良好的狀態(tài)以保持交通順暢。耐用的含鉬不銹鋼鋼筋越來越多地用于延長(zhǎng)新建橋梁和翻新橋梁的使用壽命,減少維修需求,改善基礎(chǔ)設(shè)施投資。橋梁會(huì)因老化和過度使用而自然退化,但氣候也是一個(gè)重要因素,沿海地區(qū)和冬季漫長(zhǎng)多雪的地區(qū)尤其如此。這兩種情況都會(huì)給橋梁帶來麻煩,因?yàn)檠睾4髿庵泻泻{},多雪的冬季需要定期使用融雪鹽,環(huán)境中的氯化物會(huì)大大加速橋梁的碳鋼構(gòu)件發(fā)生腐蝕。在鋼筋混凝土橋梁中,氯化物會(huì)隨著時(shí)間的推移通過混凝土覆蓋層中的孔隙和裂紋滲入,從而侵蝕嵌在其中的碳鋼鋼筋。產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物(氧化鐵或鐵銹)比原始鋼材需要更多的空間,因此對(duì)周圍混凝土施加了壓力。壓力導(dǎo)致混凝土中形成更多裂紋,促使更多的氯離子滲透至鋼筋上。這種惡性循環(huán)加速了橋梁惡化的速度,如果任其發(fā)展,會(huì)威脅到結(jié)構(gòu)的完整性。毫不疑問,結(jié)構(gòu)部件被腐蝕的橋梁是極其危險(xiǎn)的!
2002年,美國(guó)聯(lián)邦公路管理局(FHWA)發(fā)現(xiàn),在美國(guó)583000座橋梁中,約15%的橋梁因腐蝕而有 “結(jié)構(gòu)缺陷” 。估計(jì)每年因腐蝕而更換、修繕和維護(hù)這些橋梁的直接成本為83億美元,因腐蝕而給用戶帶來的間接成本,如交通延誤和生產(chǎn)力損失……可高達(dá)直接成本的10倍?!泵绹?guó)聯(lián)邦公路管理局報(bào)告的發(fā)布,促使全美實(shí)施了的大量橋梁更換和修復(fù)項(xiàng)目。為了克服碳鋼鋼筋的腐蝕問題,美國(guó)聯(lián)邦公路管理局和幾個(gè)州都批準(zhǔn)了耐腐蝕不銹鋼鋼筋的使用,特別是用于橋面、防撞墻和支承橋墩。因此,現(xiàn)在已經(jīng)有超過100座橋梁采用不銹鋼鋼筋進(jìn)行建造或修復(fù)。
加拿大的冬季類似于美國(guó) “雪帶”地區(qū)的冬季,也大量使用融雪除冰鹽,并且在太平洋和大西洋海岸都有橋梁,因此其基礎(chǔ)設(shè)施面臨著類似的挑戰(zhàn)。2004年,加拿大人口最多的省份安大略省交通部(MTO)測(cè)試了各種鋼筋材料包括鍍鋅鋼和環(huán)氧樹脂涂層碳鋼鋼筋,并收集了它們的使用性能數(shù)據(jù)。基于這些數(shù)據(jù)和生命周期成本考慮,安省交通部發(fā)布了一份備忘錄,要求設(shè)計(jì)師和工程師在交通量非常大的橋梁上使用不銹鋼鋼筋。原因是,更換或大修日均車流量為10萬(wàn)輛或以上的橋梁會(huì)造成不可接受的交通中斷。備忘錄建議使用鉬含量為2–3%的316LN奧氏體不銹鋼和鉬含量為2.5–3.5%的2205雙相不銹鋼作為鋼筋材料。此后,安大略省主干道和重要公路上的數(shù)十座橋梁的鋼筋,都被更換為優(yōu)質(zhì)的不銹鋼鋼筋或用不銹鋼鋼筋來修復(fù)。例如,赫德曼大橋的加寬和重新鋪設(shè),該橋橫跨首都渥太華的里多河,承載著繁忙的417號(hào)公路上的交通流量。自2014年春季以來,已使用超過320噸2205雙相不銹鋼鋼筋分階段安裝了新的橋面和防護(hù)墻。在澆筑混凝土之前,還使用了大量316不銹鋼固定鋼絲將鋼筋固定在一起。由于橋面是分階段建造的,因此需要數(shù)百個(gè)不銹鋼連接裝置來連接相鄰橋面的鋼筋。令人贊嘆的是,所有這些工作只需要限制部分交通流量,而不需要將橋梁完全關(guān)閉。
渥太華赫德曼大橋上不銹鋼鋼筋的安裝
不銹鋼鋼筋用于橋梁和其他混凝土結(jié)構(gòu)不局限于北美,在世界各地都在增長(zhǎng)。在亞洲,香港的深港西部通道大橋使用了約1300噸2205雙相不銹鋼支撐其3.8公里長(zhǎng)的道路。在北非的摩洛哥,卡薩布蘭卡·哈桑二世清真寺暴露于海浪僅十年就面臨著坍塌入海的危險(xiǎn)。最初建造時(shí)采用的是碳鋼鋼筋,經(jīng)過大修后,采用2205雙相不銹鋼加固的高性能混凝土取代了結(jié)構(gòu)板和柱。不銹鋼鋼筋在寒冷的冬天和悶熱的夏天都能保持堅(jiān)固和延展性,不需要特殊涂層、陰極保護(hù)或混凝土密封劑。用不銹鋼代替碳鋼,盡管總的建造成本可能會(huì)增加1-10%,但這一初始投資大大降低了維護(hù)成本,并大大提高了橋梁的使用壽命(預(yù)計(jì)橋梁的使用壽命為75-100年,甚至120年)。已經(jīng)建造的幾座橋梁,成本僅增加1-3%。橋梁的全壽命周期成本優(yōu)勢(shì),使不銹鋼鋼筋成為明智之選。
不銹鋼鋼筋用途廣泛,在許多其他應(yīng)用中都可發(fā)揮重要作用。含鉬不銹鋼牌號(hào)耐腐蝕性的增強(qiáng)和優(yōu)異的耐久性使其成為任何需要可靠性能和最低維護(hù)的應(yīng)用中有力的競(jìng)爭(zhēng)者。停車場(chǎng)、護(hù)墻、隧道、機(jī)場(chǎng)滑行跑道和防波堤只是依靠不銹鋼鋼筋的幾個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)用實(shí)例。無論你去哪里,不銹鋼鋼筋都會(huì)助你一路暢通。