無論是在當地街道還是主干公路上,橋梁都是至關重要的交通紐帶 -- 跨越道路、峽谷或廣闊的水域。橋梁因維修而關閉會導致長時間的交通延誤和中斷,繞道既耗時又耗費燃料,還有生產效率的損失。因此,必須使橋梁處于良好的狀態以保持交通順暢。耐用的含鉬不銹鋼鋼筋越來越多地用于延長新建橋梁和翻新橋梁的使用壽命,減少維修需求,改善基礎設施投資。橋梁會因老化和過度使用而自然退化,但氣候也是一個重要因素,沿海地區和冬季漫長多雪的地區尤其如此。這兩種情況都會給橋梁帶來麻煩,因為沿海大氣中含有海鹽,多雪的冬季需要定期使用融雪鹽,環境中的氯化物會大大加速橋梁的碳鋼構件發生腐蝕。在鋼筋混凝土橋梁中,氯化物會隨著時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。產生的腐蝕產物(氧化鐵或鐵銹)比原始鋼材需要更多的空間,因此對周圍混凝土施加了壓力。壓力導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。這種惡性循環加速了橋梁惡化的速度,如果任其發展,會威脅到結構的完整性。毫不疑問,結構部件被腐蝕的橋梁是極其危險的!
2002年,美國聯邦公路管理局(FHWA)發現,在美國583000座橋梁中,約15%的橋梁因腐蝕而有 “結構缺陷” 。估計每年因腐蝕而更換、修繕和維護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,如交通延誤和生產力損失……可高達直接成本的10倍。”美國聯邦公路管理局報告的發布,促使全美實施了的大量橋梁更換和修復項目。為了克服碳鋼鋼筋的腐蝕問題,美國聯邦公路管理局和幾個州都批準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,現在已經有超過100座橋梁采用不銹鋼鋼筋進行建造或修復。
加拿大的冬季類似于美國 “雪帶”地區的冬季,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,因此其基礎設施面臨著類似的挑戰。2004年,加拿大人口最多的省份安大略省交通部(MTO)測試了各種鋼筋材料包括鍍鋅鋼和環氧樹脂涂層碳鋼鋼筋,并收集了它們的使用性能數據。基于這些數據和生命周期成本考慮,安省交通部發布了一份備忘錄,要求設計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10萬輛或以上的橋梁會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十座橋梁的鋼筋,都被更換為優質的不銹鋼鋼筋或用不銹鋼鋼筋來修復。例如,赫德曼大橋的加寬和重新鋪設,該橋橫跨首都渥太華的里多河,承載著繁忙的417號公路上的交通流量。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,因此需要數百個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構不局限于北美,在世界各地都在增長。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。最初建造時采用的是碳鋼鋼筋,經過大修后,采用2205雙相不銹鋼加固的高性能混凝土取代了結構板和柱。不銹鋼鋼筋在寒冷的冬天和悶熱的夏天都能保持堅固和延展性,不需要特殊涂層、陰極保護或混凝土密封劑。用不銹鋼代替碳鋼,盡管總的建造成本可能會增加1-10%,但這一初始投資大大降低了維護成本,并大大提高了橋梁的使用壽命(預計橋梁的使用壽命為75-100年,甚至120年)。已經建造的幾座橋梁,成本僅增加1-3%。橋梁的全壽命周期成本優勢,使不銹鋼鋼筋成為明智之選。
不銹鋼鋼筋用途廣泛,在許多其他應用中都可發揮重要作用。含鉬不銹鋼牌號耐腐蝕性的增強和優異的耐久性使其成為任何需要可靠性能和最低維護的應用中有力的競爭者。停車場、護墻、隧道、機場滑行跑道和防波堤只是依靠不銹鋼鋼筋的幾個結構應用實例。無論你去哪里,不銹鋼鋼筋都會助你一路暢通。