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中华人民共和国行业标准TBTB/x×××----2010铁路混凝土结构耐久性设计规范（报批稿）2010—XX—XX发布2010—XX—XX实施中华人民共和国铁道部发布前言本规范是根据铁道部《关于印发〈2009年铁路工程建设标准编制计划〉的通知》（铁建设函[2009]34号）进行编制的。铁路工程的条形结构，客观上具有环境作用的多样性和不确定性，不同地域原材料性能差异很大与就地取材之间的矛盾等，决定了铁路混凝土结构的耐久性设计的复杂性。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。本规范是基于对《铁路混凝土结构耐久性暂行规定》全面修订基础上编制而成，与《暂规》相比，本规范主要修订的内容有：——将设计使用年限由100年以上、60年以上和30年以上修改为100年、60年和30年，增加了特殊铁路混凝土结构设计使用年限的确定原则。——对氯盐环境、磨蚀环境条件特征稍做修改，严重腐蚀等级中删除了M3。明确了硫酸盐和氯盐的检测方法。——增加了混凝土中三氧化硫的昀大含量；增加了配合比参数中不同作用环境下掺和料掺加范围以及冻融环境下混凝土含气量的要求；增加了碳化环境下混凝土碳化深度的要求，细化了冻融环境下混凝土耐久性指数的要求，增加了冻融环境下混凝土气泡间距系数的要求，增加了氯盐环境下混凝土抗氯离子渗透性的要求，增加了硫酸盐化学侵蚀环境下，混凝土抗硫酸盐干湿循环次数的要求。——增加了裂缝控制一章，裂缝控制一章包括混凝土昀大裂缝计算宽度限值以及与裂缝控制相关的施工关键参数。——增加了桥涵、隧道、路基与轨道结构的构造措施。——细化了不同环境作用下混凝土防腐蚀强化措施。本规范规定共分8章、4个附录，主要内容包括：总则，术语，基本规定，环境，混凝土，裂缝控制，构造措施，防腐蚀强化措施和检查与维修等。在执行本规范的过程中，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。本规范由铁道部建设管理司负责解释。本规范主编单位：铁道科学研究院。本规范参编单位：铁道部经济规划研究院、清华大学、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、铁道第四勘察设计院、中铁十二局集团有限公司。本规范主要起草人：谢永江、薛吉岗、李化建、李克非、覃维祖、廉慧珍、朱长华、仲新华、谭盐宾、易忠来、黄直久、孙立、吴少海、王召祜、魏永幸、周成、魏齐威、楼梁伟、王月华、冯仲伟、刘竞、翁智财、郑新国、曾志。目录1总则2术语3基本规定4环境5混凝土5.1一般规定5.2配合比参数5.3昀低强度等级5.4耐久性指标6裂缝控制6.1一般规定6.2昀大裂缝宽度计算限值6.3施工过程裂缝控制要求7构造措施7.1一般规定7.2钢筋保护层昀小厚度7.3桥涵7.4隧道7.5路基7.6轨道8防腐蚀强化措施8.1一般规定8.2防腐蚀强化措施技术要求9检查与维修附录A环境水、土中腐蚀离子检测方法附录B混凝土原材料要求附录C混凝土耐久性参数检测方法附录D构造措施11总则1.0.1为保证铁路混凝土结构在设计使用年限内满足使用要求，规范铁路混凝土结构耐久性设计要求，制定本规范。条文说明现行铁路工程各专业设计规范对于混凝土结构主要考虑结构的承载能力，而较少考虑环境作用引起的材料性能劣化对结构耐久性带来的影响。混凝土的耐久性不足，不仅会增加使用过程中的修理费用，影响工程的正常使用，而且会过早结束结构的使用年限，造成严重的资源浪费。为使铁路混凝土结构能够满足设计使用年限需要，并有利于可持续发展的战略，明确铁路混凝土结构耐久性设计的具体内容和方法，真正做到安全、适用、经济、合理，特编写本规范。1.0.2本规范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全过程的耐久性设计。铁路工民建结构耐久性设计按国家相关标准执行。条文说明本规范适用的铁路混凝土结构包括桥涵、隧道、路基支挡（承载）结构、路基防护结构、轨道板、轨枕以及道床板、底座板、小型构件等。本规范仅考虑环境因素对结构的腐蚀作用，包括结构气候环境（温度、湿度、酸雨）、与结构接触的土体与水体的腐蚀离子（硫酸盐、氯盐、碳酸盐等）以及运输含氯物质的泄漏等。不涉及有机污水、生物、辐射、泄漏电流以及电磁等对混凝土的影响，遇到这些环境的设计需要专门进行研究。1.0.3铁路混凝土结构应根据工程结构的设计使用年限、结构所处的环境类别及其作用等级进行耐久性设计，并应遵循下列基本原则：1耐久性设计应体现源头把关、过程控制以及在线养修全过程设计理念。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。4对影响混凝土开裂的施工过程关键参数提出要求。5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，还应提出可靠的防腐蚀强化措施。6对设计使用年限内的检查和维修作出规划，明确跟踪检查内容和周期。条文说明由于环境作用下混凝土耐久性问题十分复杂，存在很大的不确定性。本规范规定的是基本要求，必要时应采取高于本规范的要求。因此，设计人员应结合实际工程的重要性、作用环境以及施工条件等，进一步细化相应的相关规定。设计中可根据工程的具体特点、环境条件、实践经验以及具体的施工条件等适当提高相关要求。合理的结构构造、优质的原材料、合理的混凝土配合比、可靠的施工过程质量控制及定期养护、检测与维修是确保混凝土结构耐久性的主要因素，是体现混凝土结构按设计使用年限设计的基本内容。1.0.4本规范规定的结构耐久性设计要求为使结构达到设计使用年限并具有必要保证率的昀低要求。1.0.5铁路混凝土结构耐久性设计应满足本规范规定的要求外，尚应符合国家和铁道部现行有关标准的规定。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，结构及其部件在设计使用年限内保持其适用性和安全性的能力。2.0.2设计使用年限(designservicelife)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。2.0.3胶凝材料（cementitiousmaterial，orbinder）用于配制混凝土的水泥与所掺入活性和惰性矿物掺和料的总称。活性掺和料包括粉煤灰、磨细矿渣粉和硅灰等，惰性掺和料包括石英粉和石灰石粉等。2.0.4水胶比(watertobinderratio)混凝土拌合物中的总用水量与胶凝材料总量的质量比。2.0.5昀低强度等级（minimumstrengthgrade）混凝土满足结构耐久性要求应具备的昀低强度级别。2.0.6电通量（passedelectriccharge）在60V直流恒电压作用下6h内通过混凝土的电量。2.0.7氯离子在混凝土中的扩散系数（chloridediffusioncoefficientofconcrete）在外界电场作用下，混凝土孔隙水中氯离子从高浓度区向低浓度区扩散过程的参数。2.0.8混凝土抗冻性等级（resistancegradetofreeze-thawofconcrete）混凝土试件在快冻法试验条件下所能承受的冻融循环次数。2.0.9气泡间隔系数(air-voidspacingfactor)硬化混凝土水泥浆体中相邻气泡边缘之间的平均距离。2.0.10混凝土抗硫酸盐等级（resistancegradetosulphateofconcrete）混凝土试件在规定的试验条件下所能够经受的干湿循环次数。2.0.11钢筋的保护层昀小厚度（minimumconcretecovertoreinforcement）为防止钢筋锈蚀从混凝土表面到昀外层钢筋昀外缘所必需的混凝土昀小厚度。2.0.12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）。2.0.13防腐蚀强化措施（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强化措施。32.0.14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。43基本规定3.0.1铁路混凝土结构耐久性设计的主要内容包括：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作用等级；3结构耐久性要求的混凝土；4结构耐久性要求的裂缝宽度计算限值以及影响混凝土开裂的施工要求；5结构耐久性要求的昀小保护层厚度与结构构造措施；6严重腐蚀环境条件下采取的防腐蚀强化措施；7与结构耐久性有关的跟踪检查与维修要求。条文说明明确了铁路混凝土结构耐久性设计的主要内容。混凝土结构耐久性设计是一个系统工程，不仅包括环境、混凝土材料、裂缝控制、构造措施，还包括与裂缝控制有关的施工要求、严重腐蚀环境下混凝土防腐蚀强化措施以及服役铁路混凝土结构检测维修技术。3.0.2铁路混凝土结构的设计使用年限应根据工程的重要性按表3.0.2确定。表3.0.2混凝土结构设计使用年限设计使用年限级别设计使用年限适用范围一不低于100年不宜更换的铁路混凝土结构：如桥梁的桩基、承台、墩台、梁，隧道，涵洞，路基支挡（承载）结构等二不低于60年可更换的铁路混凝土结构：如轨道板，道岔板，轨枕（埋入式），道床板，底座板，路基防护结构，接触网支柱等三不低于30年附属结构：如盖板，沟槽，人行道栏杆，排水设施等小型构件注：特殊铁路（特别重要铁路工程，专用线铁路等）混凝土结构的设计使用年限，可根据工程的重要性，结合实际情况另行确定。条文说明以往铁路工程设计规范对混凝土结构没有明确的设计使用年限要求。《混凝土结构耐久性设计规范》对结构的设计使用年限分为两级：一级设计使用年限不低于100年，指城市快速路和主干道上的桥梁以及其他道路上的大型桥梁、隧道，重要的市政设施等；二级设计使用年限不低于50年，指城市次干道和一般道路上的中小型桥梁，一般市政设施。实际上，该规范中涉及到的使用年限是三级，即100年、50年和30年。欧共体的规范还规定了桥梁等主要土木工程结构物的设计使用年限为100年。美国规定桥梁的设计使用年限为不小于75～100年。表3.0.2中增加了适用范围示例，仅供设计或施工人员参考。对于特殊铁路工程的设计使用年限可以由设计人员和业主根据工程实际情况具体确定。对于一些特别重要的铁路工程，其可修复性较差，在采取特殊的工程技术及其监测措施后，其设计使用年限可以大于100年。对于一些厂区铁路、地方铁路等工程，基于经济性和实用性考虑，其设计使用年限可以不受3.0.2条的限制。53.0.3当铁路混凝土结构耐久性设计采用本规范未涉及的新材料、新工艺和新方法时，应通过试验论证。条文说明鼓励铁路工程采用新材料、新工艺和新方法。但要经过试验验证，尤其是验证对结构耐久性的影响。64环境4.1一般规定4.1.1铁路混凝土结构耐久性设计应对铁路沿线水质、土质、气候条件等进行勘察或调查，确定环境的类别及作用等级。条文说明铁路工程条状结构与露天服役环境决定了铁路混凝土结构必然遭受气候、所接触土质与水质的腐蚀，为确定混凝土结构作用环境等级，在设计前应按照《铁路工程地质勘察规范》以及《铁路工程土工试验规程》对铁路工程沿途水质、土质进行取样分析，并调研沿途城市或地区的历史气象资料，以便确定结构的环境类别及作用等级。4.1.2当同一铁路混凝土结构处于多种环境共同作用