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400 &920& 1022
桥梁腐蚀评估和使用寿命分析
桥梁腐蚀评估和使用寿命分析
一、无损检测（NDT）桥梁保护应用当桥梁发生腐蚀的时候，我们需要知道(1)情况有多严重(2)恶化速度(3)我们如何能以较低成本有效的延长使用寿命,然后制定战略性的检测/评估计划确认/量化问题。与桥梁更换相比，桥梁保护能为业主节省75-80%的成本。下面以I-395国王大街桥梁情况为例进行说明：腐蚀情况：&& & & & & & & & & & & & & & &桥面板情况&&& & & & & & & & & & & & & 桥梁底部结构老化& & & & & & & & & & & & & & & & &腐蚀破坏 && & & & & & & & & & & & & 局部修补加速腐蚀 &&&& & & & & & & & & & & & & & &局部腐蚀扩大&& & & & & & & & & & & & & & 桩帽---腐蚀破坏 &&& & & & & & & & & & & & & 柱体—钢绞线老化& & & & & & & & & & & & & & &碱硅酸反应(ASR)&&&& & & & & & & & & & & & & & & & & & & 外观情况&&& & & & & & & & & & & & & & & & 腐蚀成本发展结论：应用NDT和腐蚀工具--单独使用NDT工具无法确定或提供所有老化过程及缺陷的信息--综合应用NDT工具表征恶化，并准确判断保护方案使用周期成本--准备表征桥梁--预防提前和非预期失败--更好的预估恶化发展--更好的缩小修补/修复方案--减少桥梁修补/修复成本--推迟未来深度检查时间--测量老化过程中多个阶段保护的有效性无损检测（NDT）服务：因不当诊断制定的效果较差解决方案风险高，无损检测可最小化检测时间，减少结构破坏。主要NDT工具：探地雷达(GPR)红外热成像法冲击回波超声显像术和探伤检测光学孔径仪磁粉和着色渗透斯坦托测试（后张力钢束和连杆的电阻抗测试方法）移动、震动、侵蚀等感应器使用寿命预估和使用寿命周期分析法(LCCA）& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &探地雷达(GPR)& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 交通速度的GPR& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 探地雷达(GPR)& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &红外温度结果保护方法：判断电流情况确定恶化原因量化恶化速度预估未来情况（使命寿命模型）确认可行的保护方案选项（改变未来恶化轨线和使命寿命）选择成本低效果好的方案（LCCA）使用寿命：对现有结构未来情况的判断很重要优秀的资产管理计划工具有助于整理广泛的保护系统（过去，现在和未来）新建工程的重要工具促进行业创新预测未来恶化情况：未来恶化情况取决于：&混凝土质量（减缓氯离子渗透的有效性、ASR、抗冻融、固结、水灰比、水泥基添加剂等）覆盖层厚度（氯离子需要移动多远到达钢筋）通过混凝土深度介绍氯离子情况现有混凝土破坏(钢筋现有破坏模拟未来破坏)二、案例研究常规混凝土桥梁--弗吉尼亚州（VA)2807-亚历山大1)问题（1）弗吉尼亚维多利亚市I-395公路桥梁发生持续腐蚀（2）腐蚀造成混凝土破坏和钢筋横截面损失（3）要求增加使用寿命50年（4）是否可以达到要求？2)方案法赫公司完成了下面的检测，对面板和底部构造的情况进行了判断，并计算了剩余使用寿命：-板面损伤/脱层调查-覆盖层调查-冲击回波-氯化物分析-碳化、ASR和冻融测试-使用寿命分析和生命周期成本分析3)具体情况A：2807桥面情况（1）桥面情况讨论（2）2807桥面板损伤调查--根据观察，损伤比例为5.4%位置总面积（ft?）板面损伤/脱粘面积（ft?） 破坏比例 11234.365.3 5.3 21444.8 24.9 1.7 31421.3 75.9 5.3 41510.3 114.7 7.6 51187.3 87.2 7.3 共计6978.0 368.0 5.4--应用冲击回波（IE）确定覆盖层或钢筋处脱粘--取芯—IC位置取芯确认IEJ结果--录入使用寿命分析，预测未来恶化（3）2807-冲击回波(IE)(4)覆盖层调查结果位置 读数 均值（in） 标准偏差（in） 最大（in） 最小 （in） 90%（in） 95%（in） 1 32 2.23 0.34 3.21 1.7 1.8 1.68 2 32 2.35 0.30 3.18 1.94 1.96 1.85 3 32 2.24 0.38 2.96 1.35 1.75 1.61 4 32 2.19 0.31 3.13 1.67 1.8 1.68 5 32 2.2 0.36 3.04 1.51 1.74 1.61 共计 160 2.24 0.34 3.21 1.35 1.81 1.68 （5）桥面板氯离子含量取芯标号 Dc (in?/年) #1 0.019 #2 0.017 #3 0.020 #4 0.014 #5 0.046 #6 0.014 #7 0.039 #8 0.013 #9 0.042 #10 0.020 #110.019 范围 0.033 平均值 0.024 --钻取了多个直径为3’’的混凝土芯来判断扩散系数和计算未来恶化--覆盖层的氯离子含量比底部构造高--钢筋同一深度的混凝土氯离子浓度超过面板取芯临界值1-11（9.1%）（6）岩相分析--水灰比范围0.40-0.45（此阶段面板混凝土标准）--岩相分析结果显示混凝土抗冻融--ASR结果显示应用腐蚀缓解技术，如电化学除 &氯ECE，电化学阴极保护GCP 和外加电流阴极保护ICCP时无副作用（7）2807面板使用寿命预估顶部面板混凝土破坏推测B:2807-底部构造（1）底部构造讨论根据可见的破坏，法赫公司对2个桥墩，1个桥台进行了深度检测。（2）使用寿命预估-开口接头墩帽混凝土破坏预测（开口接头）（3）使用寿命成本周期估算最低使用寿命周期成本维修方案桥构件 描述 初始成本 （美元） 附加寿命成本（50年）（美元） 运输部 仅与LCCA相关（美元） 共计 （美元） 混凝土修补/修复 面板 小块修补+LMC 162927 103804 42144 30875 墩帽（开口接头） 小块修补+ECE+密封 72501 32591 26971 132063 墩帽（无间隙接头） 小块修补+ECE+密封7250132591 26971 132063 墩柱（开口接头）小块修补+ECE+密封95696 43017 26971 165684 墩柱（无间隙接头）小块修补+ECE+密封95696 43017 26971 165684 桥台 小块修补+ECE+密封16806 7555 13486 37847 （4）初始费用 –使用寿命周期成本桥构件 描述 初始成本（美元） 使用寿命周期成本（美元） 混凝土修补/修复 面板 小块修补+LMC 308875 308875 墩帽（开口接头） 初始& & -& 小块修补 生命周期& & -& 小块修补+ECE+密封 271040 132063 墩帽（无间隙接头） 初始& & -& 小块修补 生命周期& & -& 小块修补+ECE+密封 245537132063 墩柱（开口接头）初始& & -& 小块修补 生命周期& & -& 小块修补+ECE+密封286494 165684 墩柱（无间隙接头）初始& & -& 小块修补 生命周期& & -& 小块修补+ECE+密封 253680 165684 桥台 初始& & -& 小块修补 生命周期& & -& 小块修补+ECE+密封 125013 37847 （5）修补方案破坏预测& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &修补方案破坏预测（顶部面板）& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &修补方案破坏预测（墩帽）& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 修补方案破坏预测（桥台）（6）法赫公司建议结构 面板 桥墩 桥台 100‐2807 国王大街over I‐395, Ramp & B 小块修补+LMC 小块修补+ECE+密封 小块修补+ECE+密封2.VDOT-11座桥梁（1）情况简介（2）建议：--根据独一无二的方法，我们提出了修补/更换/使用时间延长的建议--修补所有桥梁的混凝土--应用ECE，降低一些桥梁的氯离子浓度--其余桥梁应用牺牲阴极保护--大范围应用锌涂层，操作简单（3）11座桥的养护3.预应力混凝土梁桥-新泽西州收费公路管理局NJTA（1）问题& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & P/S梁桥—接缝渗漏& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & P/S梁锈蚀破坏（3）评估（4）建议--修补破坏的原有混凝土--无氯离子污染的梁端应用防水涂层--氯离子污染的梁端应用GCP&GCP系统可阻止钢筋锈蚀，即使出现氯离子&在混凝土修补的同时安装GCP可减少未来腐蚀，延缓未来修补时间& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &P/S梁端腐蚀保护& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &保护活动（GCP)(5)结论--解决结构问题的核心：方法正确，时间及时。--制定修补或养护活动有必要量化结构的恶化，而非简单的发现问题。--如果不解决恶化问题，维修费用会很高。--恶化与癌症类似，通常比较隐蔽。--合理的综合应用NDT/数据/使用寿命相关工具，有助于正确判断问题。--正确的判断有助于制定有效的保护/修补方案。--养护有利于环境和下一代。--设计阶段可制定腐蚀保护计划，确认养护方案能达到设计的使用寿命。4.覆盖层老化（1）问题--覆盖层大面积出现剥落和层裂--层裂范围随时间扩大--相当一部分覆盖层发现可见裂缝--层裂修补成变得本非常高--无法确认剥落原因--养护有利于环境和下一代--设计阶段可制定腐蚀保护计划，确认养护方案能达到设计的使用寿命（2）无损检测（NDT)& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 高速公路速度的GPR探测& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 冲击回波（IE)(3)建议--覆盖层会持续发生脱粘--法赫建议清除并更换覆盖层5. 出现ASR问题（&锈蚀）的NJTA结构（1）ASR结构（2）检测区域&检测区域发现脱层和ASR取芯。未进行腐蚀评估和使用寿命评估。（3）剥落调查（4）岩相分析& & & & &细小裂缝用ASR胶填充，距离表层6.25''（5）结论--中度到严重程度裂缝（ASR）--东南墙体无剥落；东北墙体剥落占14%--平均钢筋覆盖层厚度=2.82’’--两个石油取芯都发现ASR开裂。墙体活性区位置较深（超过钢筋深度）（6）建议--发生严重ASR开裂的区域开槽探测洞，大小5’*5’*8’’--如果结构8’’深度的位置出现问题，考虑更换6. 结构120.6(1)建议如果探测洞发现墙体开裂深度有限，使用低碱水泥混凝土进行修补，如果需要，可采用锂处理方案A：使用低碱水泥小块修补。密封所有表层方案B：清除脱落的混凝土，然后进行锂处理，在所有表面应用6英寸的混凝土护套层方案C：清除脱落的混凝土，然后进行锂处理，在所有表面应用含有激活电化学阳极的混凝土护套层，厚度6英寸(2)外观情况（3）剥落调查（4）使用寿命模型岩相取芯位置：桥台水径流区域和桥墩水径流区外侧使用NCHRP 558模型预测未来腐蚀破坏根据以下信息进行破坏预测：-目前的混凝土破坏情况-氯离子信息-钢筋覆盖层-钢筋类型（ECR vs. 无涂层）(5)岩相分析& & & & & & & & & & & 使用ASR 胶填充裂缝& & & & 距离表层5英寸处使用ASR胶填充的裂缝&（6）使用寿命模型（7）南桥台结论：--整个桥台都发现裂缝，侧壁交流裂缝情况严重--桥台混凝土剥落面积4.9%，平均钢筋覆盖层厚度=3.2’’--5个取芯中有2个的氯离子含量高于临界值--使用寿命=＞25年后达25%--桥台ASR情况严重--桥台冻融敏感性较低建议：--既然破坏大部分位于角落处，清除破坏的混凝土，并用低碱水泥进行小块修补--应用防水涂层减少水分侵入--如果发现横截面损失超过5%，在小块修补中应用电化学阳极--如果需要可重复进行小块修补（8）桥墩1结论：--整个桥墩都发现裂缝，特别是墩帽尾部--桥台混凝土剥落面积10.7%，--平均钢筋覆盖层厚度=2.0’’--5个取芯中有3个的氯离子含量高于临界值--使用寿命=＞11年后达25%（腐蚀比桥台更剧烈）--ASR轻微，FTD较小建议：--由于发生了腐蚀破坏和氯离子污染，要求使用腐蚀缓解方法--清除破坏的混凝土，并用低碱水泥进行小块修补--桥墩应用热喷涂碱-锌-铟阳极--应用防水涂层减少水分侵入7.确认恶化的无损检测（NDT)工具三、无损检测（NDT)1.使用NDT确认隐藏问题，且可最小化检测时间，减少结构破坏。主要的NDT工具：--探地雷达(GPR)--红外热成像法--冲击回波--超声厚度和探伤检测--光学孔径仪--超声显像术--磁粉&--染色渗透液2.NDT工具展示& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &红外热成像法--桥墩和墩基& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &GRP斜拉索& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &IR-斜拉索& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &斜拉索缺陷处& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &斜拉索钢束问题表格& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 打开钢束& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 光学孔径仪3.深度检查腐蚀速度测量编码 位置 位置类型 腐蚀速度1(mpy) 腐蚀速度2(mpy) 平均腐蚀速度(mpy) 备注 1E1S-Y20钢束开口 0.0590.0580.058环氧树脂涂层钢钢绞线 2E4S-Y9钢束开口 0.0170.0160.017环氧树脂涂层钢钢绞线 3E11S-Y7钢束开口 0.0250.0260.026环氧树脂涂层钢钢绞线 4E4S-Y73钢束开口 0.0030.0030.003环氧树脂涂层钢钢绞线 5W1S-Y35钢束开口 0.0020.0020.002环氧树脂涂层钢钢绞线 6W1S-Y88钢束开口 0.0150.0160.016环氧树脂涂层钢钢绞线 7W1S-Y129钢束开口 0.0090.0090.009环氧树脂涂层钢钢绞线 8E4N-Y20钢束开口 0.0020.0020.002环氧树脂涂层钢钢绞线 9W3N-Y15钢束开口 0.0110.0110.011环氧树脂涂层钢钢绞线 10W3N-Y40钢束开口 0.0020.0020.002环氧树脂涂层钢钢绞线 11W4N-Y71钢束开口 0.0010.0010.001环氧树脂涂层钢钢绞线 12E1N-Y20钢束开口 0.1050.1060.106环氧树脂涂层钢钢绞线 4.裸钢绞线腐蚀速率设定5.雨水中裸钢束腐蚀速度纠正措施：--由于腐蚀活动基本可以忽略，无需采取措施--继续保持声学钢丝断裂监测系统--利用实验室测试，确认某个位置的钢丝断裂报告--如果发现没有关联，终止声学金属丝断裂监测系统6.斜拉索恶化轨迹*上海法赫桥梁隧道养护工程技术有限公司和美国SCS腐蚀评估检测公司合作项目。
桥隧检测仪器 桥隧养护机具 桥隧维修材料 桥隧设备租赁 桥隧养护工程 桥隧定期检测
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华千素抗腐蚀防护砂浆(加强型)基层柔快修补料枕吸音板固定砂浆设备基础加固料预应力梁管道填充料桥梁支座固
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北京华千灌浆材料股份有限公司
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北京华千灌浆材料股份有限公司(简称华千灌浆)以及其全资子公司(北京华千新技术有限公司)是遵照中华人民共和国《公司法》于2002年依法注册成立的股份制国家级高新技术企业。公司拥有一支由高素质专业人才组成的团队,专注地致力于快速施工与快速修补系列新型建筑材料的研发、制造和应用推广工作,多项专利成果成功转化为产品并应用于能源、铁路、桥梁、工矿、交通、水利、电力、机场、城市轨道交通以及工业与民用建筑等众多领域。华千灌浆作为全球领先的快速施工与快速修补系列新型建筑材料研发、制造与整体解决方案提供服务商,在继续优化产品技术和质量的同时审时度势,仅仅抓住互联网时代的发展机遇,利用互联网技术对公司传统的产品研发制造业务进行改造升级和网络化转型的探索与实践,不但成功上线运营了服务于建筑人的社交网站【华千在线】(
),还成功地使公司由单纯的产品制造转型升级为能够为更多专业领域的专业用户提供更为专业的产品、技术、咨询、施工服务。华千灌浆还有一支优秀的市场运营团队,公司遵照“资源共享、分工协作、合作共赢”的经营理念,制订了面向全国、放眼世界的渠道代理机制,在这个越来越快节奏、越来越强调效率的网络时代,通过与遍布在全国的渠道合作伙伴的精诚合作,可以更好地满足用户的需求。环境问题越来越困扰着不得不生活在其中的人们,华千灌浆将坚持不懈地遵循构建更安全的建筑环境这一信念,我们积极承担企业的社会责任,探索更加环保、更加节能的产品,回收利用工业废弃物,优化生产及运输过程,减少排放和能源消耗,延长建筑物的使用寿命,让世界因我们而更加美丽。(说明:本公司于2014年7月由“北京华千灌浆工程技术有限公司”改制为“北京华千灌浆材料股份有限公司”,其全资子公司是“北京华千新技术有限公司”)
公司简称：北京华千灌浆材料股份有限公司
经营模式：企业单位
主营产品：华千素抗腐蚀防护砂浆(加强型)基层柔快修补料枕吸音板固定砂浆设备基础加固料预应力梁管道填充料桥梁支座固
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注册资金：10万
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