铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定

中华人民共和国行业标准铁建设[2005]157号铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定2005—09—13发布2005—10—01实施中华人民共和国铁道部发布中华人民共和国行业标准铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定主编单位：铁道科学研究院批准部门：中华人民共和国铁道部施行日期：2005年10月1日2005年·北京1前言本暂行规定是根据铁道部《关于印发〈2003年铁路工程建设规范、定额、标准设计编制计划〉的通知》（铁建设函[2003]41号）进行编制的。本暂行规定编制过程中认真总结了我国铁路混凝土工程建设的经验和教训，借鉴了国内外有关标准的规定，在广泛征求意见的基础上，经反复审查定稿。工程技术人员必须按照“以人为本、服务运输、强本简末、系统优化、着眼发展”的铁路建设理念，结合工程具体情况，因地制宜，充分发挥主观能动性，积极采用安全、可靠、先进、成熟、经济、适用的新技术，不能生搬硬套标准。勘察设计单位执行（或采用）单项或局部标准，并不免除设计单位及设计人员对整体工程和系统功能质量问题应承担的法律责任。本暂行规定共分9章，主要内容包括：总则，术语，基本规定，混凝土原材料，混凝土配合比，构造措施，施工，附加防腐蚀措施和检测、养护、维修等。本暂行规定系首次编制。在执行本暂行规定的过程中，希望各单位结合工程实践，认真总结经验，积累资料。如发现需要修改和补充之处，请及时将意见及有关资料寄交铁道科学研究院（北京市海淀区大柳树路2号，邮政编码：100081）,并抄送铁道部经济规划研究院（北京市海淀区羊坊店路甲8号，邮政编码：100038），以供今后修订时参考。本暂行规定由铁道部建设管理司负责解释。本暂行规定主编单位：铁道科学研究院。本暂行规定参编单位：清华大学、铁道部经济规划研究院、铁道第一勘察设计院、铁道第二勘察设计院、铁道第三勘察设计院、中铁三局集团有限公司、中铁十二局集团有限公司、西南交通大学。本暂行规定主要起草人：谢永江、陈肇元、薛吉岗、张勇、李启棣、廉慧珍、覃维祖、仲新华、唐南生、黄直久、殷宁骏、林之珉、吴少海、渝喻、李海光、王召祜、关宝树、魏齐威。2目次1总则………………………………………………………………………………………………………12术语………………………………………………………………………………………………………23基本规定…………………………………………………………………………………………………33.1一般规定……………………………………………………………………………………………33.2设计使用年限级别…………………………………………………………………………………33.3环境类别及作用等级………………………………………………………………………………33.4混凝土耐久性指标……………………………………………………………………………54混凝土原材料……………………………………………………………………………………………74.1水泥………………………………………………………………………………………………74.2矿物掺和料…………………………………………………………………………………………74.3细骨料………………………………………………………………………………………………84.4粗骨料………………………………………………………………………………………………94.5外加剂………………………………………………………………………………………………104.6水……………………………………………………………………………………………………115混凝土配合比…………………………………………………………………………………………125.1一般规定……………………………………………………………………………………………125.2参数限值…………………………………………………………………………………………126构造措施………………………………………………………………………………………………157施工…………………………………………………………………………………………………178附加防腐蚀措施………………………………………………………………………………………189检测、养护、维修………………………………………………………………………………………19本暂行规定用词说明………………………………………………………………………………………20《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》条文说明……………………………………………………2111总则1.0.1为统一铁路混凝土结构耐久性设计要求，保证混凝土结构物的正常使用，制定本暂行规定。1.0.2本暂行规定适用于铁路混凝土结构在碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、冻融破坏环境和磨蚀环境作用下的耐久性设计。铁路混凝土结构在其他特殊环境作用下的耐久性设计尚应进行专门研究和论证。1.0.3铁路混凝土结构耐久性设计应遵循下列基本原则：1采用合理的结构构造，便于施工、检查和维护，减少环境因素对结构的不利影响。2选用优质的混凝土原材料、合理的混凝土配合比、适当的混凝土耐久性指标。3对主要混凝土施工过程的质量控制提出要求。4对于严重腐蚀环境条件下的混凝土结构，除了对混凝土本身提出严格的耐久性要求外，还应提出可靠的附加防腐蚀措施，并对结构在设计使用年限内的检测作出规划，明确跟踪检测内容。5当采用本暂行规定未涉及的新材料、新工艺和新方法时，应通过试验论证。1.0.4铁路混凝土结构耐久性设计除应符合本暂行规定的要求外，尚应符合国家现行的有关强制性标准规定。22术语2.0.1混凝土结构耐久性（Durabilityofconcretestructure）在预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。2.0.2设计使用年限（Designedservicelife）设计人员用以作为结构耐久性设计依据并具有足够安全度或保证率的目标使用年限。设计使用年限应由业主或用户与设计人员共同确定，并满足有关法规的要求。2.0.3胶凝材料（Cementitiousmaterial，orbinder）用于配制混凝土的水泥与粉煤灰、矿渣粉和硅灰等活性矿物掺和料的总称。矿物掺和料掺量以其占胶凝材料总量的百分比计。2.0.4水胶比（Watertobinderratio）混凝土配制时的用水量与胶凝材料总量之比。2.0.5混凝土的电通量（Chargepassed）在60V直流恒电压作用下6h内通过混凝土的电量。2.0.6钢筋的混凝土保护层最小厚度（Minimumconcretecovertoreinforcement）为防止钢筋锈蚀从混凝土表面到最外层钢筋最外缘所必需的混凝土最小距离。2.0.7腐蚀（Deterioration）材料与周围的环境因素发生物理、化学或电化学反应而受到的渐进性损伤与破坏。对钢材则称为锈蚀（Corrosion）。2.0.8附加防腐蚀措施（Additionalprotectivemeasures）在采取改善混凝土密实性和增加钢筋的混凝土保护层厚度等常规措施仍不足以保证结构的耐久性时所需要进一步采取的其它措施。2.0.9养护（Maintenance）为维持结构或其构件在使用年限内所需功能而采取的各种经常性和周期性的技术和维护、管理活动。2.0.10维修（Repair,orrestore）通过修补、更换或加固，使损伤的结构或构件恢复到可接受的状态。按维修的规模、费用及其对结构正常使用的影响程度，可分为大修、中修和小修。大修时，修复活动需在一定期限内停止结构的正常使用，或需大面积置换结构构件中的受损混凝土，或需更换结构的主要构件。33基本规定3.1一般规定3.1.1铁路混凝土结构耐久性应根据结构的设计使用年限、环境类别及其作用等级进行设计。3.1.2当同一铁路混凝土结构的不同部位或构件所处的环境类别及其作用等级不同时，应根据实际情况分别进行耐久性设计。3.1.3当同一铁路混凝土结构处于多种环境作用时，应根据每一环境类别及其作用等级分别进行耐久性设计。3.1.4当铁路混凝土结构处于严重腐蚀环境作用时，应采取必要的附加防腐蚀措施。3.1.5铁路混凝土结构耐久性设计应包括以下内容：1结构及主要可更换部件的设计使用年限；2结构所处的环境类别及其作用等级；3结构耐久性要求的混凝土原材料品质、配合比参数限值以及耐久性指标要求；4结构耐久性要求的构造措施（包括钢筋的混凝土保护层厚度）；5与结构耐久性有关的主要施工控制要求；6严重腐蚀环境条件下采取的附加防腐蚀措施；7与结构耐久性有关的跟踪检测要求；8与结构耐久性有关的养护维修要求。3.2设计使用年限级别3.2.1铁路混凝土结构设计使用年限级别可根据设计使用年限按表3.2.1进行划分。表3.2.1混凝土结构设计使用年限级别设计使用年限级别设计使用年限一100年二60年三30年3.3环境类别及作用等级3.3.1铁路混凝土结构所处环境类别分为碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、冻融破坏环境和磨蚀环境。不同类别环境的作用等级可按表3.3.1-1、3.3.1-2、3.3.1-3、3.3.1-4、3.3.1-5所列环境条件特征进行划分。表3.3.1-1碳化环境环境作用等级环境条件特征T1室内环境长期在水下（不包括海水）或土中T2室外环境T3水位变动区干湿交替4注：1当钢筋混凝土薄型结构的一侧干燥而另一侧湿润或饱水时，其干燥一侧混凝土的碳化作用等级应按T3级考虑。2对于梁部结构，碳化作用等级应按不低于T2级考虑。表3.3.1-2氯盐环境环境作用等级环境条件特征L1长期在海水水下区离平均水位15m以上的海上大气区离涨潮岸线100～300m的陆上近海区L2离平均水位15m以内的海上大气区离涨潮岸线100m以内的陆上近海区海水潮汐区或浪溅区（非炎热地区）L3海水潮汐区或浪溅区（南方炎热地区）盐渍土地区露出地表的毛细吸附区遭受氯盐冷冻液和氯盐化冰盐侵蚀部位表3.3.1-3化学侵蚀环境化学侵蚀类型环境作用等级H1H2H3H4硫酸盐侵蚀环境水中SO42-含量，mg/L≥200≤600＞600≤3000＞3000≤6000＞6000强透水性环境土中SO42-含量，mg/kg≥2000≤3000＞3000≤12000＞12000≤24000＞24000弱透水性环境土中SO42-含量，mg/kg≥3000≤12000＞12000≤24000＞24000——盐类结晶侵蚀环境土中SO42-含量，mg/kg——≥2000≤3000＞3000≤12000＞12000酸性侵蚀环境水中pH值≤6.5≥5.5＜5.5≥4.5＜4.5≥4.0——二氧化碳侵蚀环境水中侵蚀性CO2含量，mg/L≥15≤40＞40≤100＞100——镁盐侵蚀环境水中Mg2+含量，mg/L≥300≤1000＞1000≤3000＞3000——注：1对于盐渍土地区的混凝土结构，埋入土中的混凝土遭受化学侵蚀；当环境多风干燥时，露出地表的毛细吸附区内的混凝土遭受盐类结晶型侵蚀。2对于一面接触含盐环境水（或土）而另一面临空且处于干燥或多风环境中的薄壁混凝土，接触含盐环境水（或土）的混凝土遭受化学侵蚀，临空面的混凝土遭受盐类结晶侵蚀。3当环境中存在酸雨时，按酸性环境考虑，但相应作用等级可降一级。表3.3.1-4冻融破坏环境环境作用等级环境条件特征D1微冻地区+频繁接触水D2微冻地区+水位变动区严寒和寒冷地区+频繁接触水微冻地区+氯盐环境+频繁接触水D3严寒和寒冷地区+水位变动区微冻地区+氯盐环境+水位变动区严寒和寒冷地区+氯盐环境+频繁接触水D4严寒和寒冷地区+氯盐环境+水位变动区5注：严寒地区、寒冷地区和微冻地区是根据其最冷月的平均气温划分的。严寒地区、寒冷地区和微冻地区最冷月的平均气温t分别为：t≤-8oC,-8oC＜t＜-3oC和-3oC≤t≤2.5oC。表3.3.1-5磨蚀环境环境作用等级环境条件特征M1风蚀（有砂情况）风力等级≥7级，且年累计刮风时间大于90天M2风蚀（有砂情况）风力等级≥9级，且年累计刮风时间大于90天流冰冲刷被强烈流冰撞击、磨