吴智深 ，刘加平 ，邹德辉 ，汪昕 ，史健喆

（1. 东南大学，南京 211189；2. 武汉钢铁集团设计研究院，武汉 430080）

一、前言

海洋环境下的桥梁结构，受严酷腐蚀环境和复杂荷载形式影响（如风荷载、交通荷载的耦合作用等），其长期服役性能（耐久性问题、疲劳蠕变引起的性能退化等）不足，严重影响桥梁结构的安全性能和服役寿命。首先，钢材在海水的腐蚀作用下力学性能降低，危害十分严重，我国2014年因钢材腐蚀造成的经济损失高达1.9万亿人民币，占当年国内生产总值的3%。另外，海洋环境中水下或水位变动区的混凝土结构，直接与海水中的硫酸盐、镁盐等腐蚀性介质接触。硫酸盐腐蚀一方面由硫酸根离子和水化铝酸盐、氢氧化钙作用生成膨胀产物引起；另一方面是硫酸镁造成水泥石中水化硅酸钙（CSH）凝胶分解，体系强度损失，黏结力下降。欧洲每年超过50%的建设预算花费在混凝土结构修复和翻新工程[1]；在我国，每年投入路桥混凝土结构的维修费用在100亿元左右[2]。此外，桥梁拉索承受的高应力会加速其腐蚀速率；建于1960年的委内瑞拉Maracibo桥在风雨的不断侵蚀以及拉索剧烈振动的影响下，192根钢索中有25根存在严重隐患，由于没有及时发现并采取相应的措施，其中1根拉索于1979年2月突然发生断裂，造成桥体的局部坍塌，直接经济损失达5000万美元；此外，由于拉索的自重垂度影响，大跨钢拉索斜拉桥的有效跨径只能达到1300 m，更大跨径下钢拉索将不能满足施工挂索和经济性能等要求。……