氯鹽環(huán)境下大型混凝土橋梁構件耐久性可靠度分析

介紹了海洋環(huán)境下混凝土橋梁由于環(huán)境的影響出現(xiàn)較為常見的病害,有針對性地分析了病害的產(chǎn)生原因,根據(jù)已有危橋的經(jīng)驗教訓對海洋環(huán)境下混凝土橋梁結(jié)構設計提出了一些建議,以提高混凝土橋梁的壽命。

鑒于當前混凝土橋梁耐久性存在的問題,以碳化作用下混凝土橋梁的性能退化規(guī)律為基礎,采用可靠度分析探討了混凝土橋梁進行耐久性設計的量化方法,并以實例對橋梁耐久性定量設計的全過程進行了說明。

眾所周知,橋梁按結(jié)構材料可分為木橋、磚橋、石橋、混凝土橋、鋼橋等;按承重構件的受力情況分為梁橋、拱橋、鋼構橋、吊橋、斜拉橋等;現(xiàn)實生活中我們最常見的多是混凝土橋梁,隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展,交通量及車輛荷載的增加以及外力的作用,橋梁出現(xiàn)病害、開裂,甚至出現(xiàn)嚴重破壞,倒塌也是在所難免的,所有這些均是橋梁耐久性不足所引起的。

我國的公路混凝土橋梁建設在原材料選擇、結(jié)構設計和施工技術等環(huán)節(jié)上均落后于西方發(fā)達國家,可以推斷,這些橋梁今后所面臨的耐久性問題將會比西方發(fā)達國家今天所面臨的問題更為嚴重。從工作環(huán)境上對公路混凝土橋梁結(jié)構的損傷機理進行系統(tǒng)的研究,并提出改善混凝土橋梁耐久性的相關措施,對于混凝土橋梁耐久性研究具有一定的參考價值。

海洋環(huán)境混凝土橋梁防腐技術與耐久性設 計 第37卷第12期 2011年4月 山西建筑 shanxiarchitecture vo1.37no.12 apr.2011?177. 文章編號:1009—6825(2011)120177—03 海洋環(huán)境混凝土橋梁防腐技術與耐久性設計 盧昌明 摘要:針對海洋環(huán)境混凝土橋梁的腐蝕問題,介紹了鋼筋腐蝕與結(jié)構耐久性的關系 及常用腐蝕防護技術,并結(jié)合現(xiàn)行 規(guī)范和國內(nèi)外相關資料,提出了混凝土橋梁耐久性設計要點. 關鍵詞:海洋環(huán)境,混凝土橋梁,腐蝕防護,耐久性設計 中圖分類號:u445.73文獻標識碼:a 1概述 在我國近海地區(qū)的橋梁中,常有因腐蝕防護措施不到位或耐 久性設計不完善等原因,發(fā)生嚴重鋼筋銹蝕破壞而重建或加固的 事例.根據(jù)jtg/tb07—0t一2006公路工程混凝土結(jié)構防腐蝕技術 規(guī)范的相關規(guī)定

通過3.5%nacl溶液、5%na2so4溶液、3.5%nacl+5%na2so4復合溶液以及模擬海水進行干濕循環(huán)腐蝕試驗,研究干濕循環(huán)條件下,不同腐蝕溶液中混凝土超聲波傳播速度的變化規(guī)律,通過xrd、ct分析混凝土在不同腐蝕環(huán)境下的損傷劣化機理。結(jié)果表明:干濕循環(huán)顯著加速了混凝土的劣化過程;對于不配筋混凝土,氯鹽的腐蝕較弱,只有干濕循環(huán)作用下f0組發(fā)生明顯劣化;在氯鹽和硫酸鹽共存環(huán)境下,硫酸根的存在加速了氯離子對混凝土的腐蝕;模擬海水的腐蝕速度最快;f30s30組混凝土在腐蝕環(huán)境下生成物主要有鈣礬石、f鹽和石膏等,在氯鹽和硫酸鹽共同腐蝕條件下,沒有發(fā)現(xiàn)f鹽的存在。

建立了一套基于可靠度的橋梁耐久性模糊綜合評價方法.該方法將凍融和氯離子作用下橋梁力學性能的退化通過承載能力和正常使用極限狀態(tài)體現(xiàn),采用蒙特卡羅法分析各種極限狀態(tài)的局部可靠度,將局部可靠度指標借助模糊運算得到橋梁體系的耐久性綜合評分.該方法用于某預應力橋梁的耐久性計算分析,表明:橋梁在凍融與氯離子環(huán)境下隨腐蝕的加重耐久性也逐漸降低,橋梁耐久性達不到100年設計使用期.在橋梁耐久性影響因素中,環(huán)境濕度與保護層厚度的敏感度較大,控制橋梁環(huán)境濕度和保護層厚度,有助于橋梁耐久性提升.該方法可以為橋梁耐久性評價提供一種新的參考.

指出混凝土橋梁結(jié)構在服役后由于結(jié)構耐久性損傷,需要在結(jié)構整個壽命期內(nèi)對其進行耐久性分析,重點研究了混凝土橋梁在整個壽命期內(nèi),考慮時間因素,由于耐久性損傷而導致的截面退化規(guī)律,為整個橋梁結(jié)構耐久性分析提供了分析條件和基礎。

裂縫是混凝土橋梁耐久性狀態(tài)的一個重要指標。本文闡述了混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的危害,簡要分析了裂縫產(chǎn)生的原因,并提出了預防裂縫出現(xiàn)的措施。

預制節(jié)段拼裝混凝土橋梁耐久性探討——介紹歐美國家一些預制節(jié)段混凝土橋梁所存在的的腐蝕問題，以及國外有關預制節(jié)段拼裝橋梁耐久性設計、施工措施和相關的試驗研究情況，并對預制節(jié)段拼裝橋梁的耐久性問題進行了探討。

長山跨?；炷翗蛄耗途眯员O(jiān)測研究

針對沿海地區(qū)混凝土橋梁,采用現(xiàn)場數(shù)據(jù)檢測、室內(nèi)試驗、理論分析、實體工程應用等技術路線,對耐久性評價技術進行了研究?？紤]混凝土材料、鋼筋工況、環(huán)境作用等3個方面的綜合影響,提出以耐久性評價為目標的層次評價分析模型,模型分為3個層次。建立評價指標體系與分級標準。根據(jù)對海洋環(huán)境中許多工程的調(diào)查結(jié)果確定了指標層權重。采用層次分析理論(ahp),在綜合評價過程中采用主因素突出型模糊算子對。建立了一套完整的海潮區(qū)既有混凝土橋梁耐久性評價技術,把不可測量的混凝土結(jié)構或構件耐久性逐層分解為可現(xiàn)場檢測的定性或定量指標。實例表明本評價方法具有邏輯性和可操作性。

為了建立氯鹽腐蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構的耐久性設計方法,根據(jù)混凝土結(jié)構性能劣化的特點,在分析結(jié)構耐久性失效狀態(tài)、可靠度設置水平、環(huán)境荷載及抗力影響因素的基礎上,建立了鋼筋初銹、保護層銹脹開裂及銹脹損傷達到最大限值這3種情況下的耐久性極限狀態(tài)方程.基于結(jié)構可靠度設計理論,引入荷載和抗力變量的分項系數(shù)來反映結(jié)構耐久目標可靠指標的要求,建立了結(jié)構耐久性設計的分項系數(shù)表達形式.按照概率設計與分項系數(shù)設計具有相同可靠度水平的原則,給出了抗力分項系數(shù)的確定方法及不同耐久性極限狀態(tài)下抗力分項系數(shù)的取值.

介紹了氯離子侵蝕環(huán)境下鋼筋混凝土耐久性研究的幾個主要內(nèi)容,從腐蝕機理、評估準則和臨界氯離子濃度3各方面介紹了研究進展情況。

淺議混凝土橋梁耐久性檢測技術——介紹國內(nèi)外混凝土梁在制造與使用過程中，對混凝土耐久性方面的檢測技術。對我國橋梁混凝土的耐久性評估提供一個可參考的檢測項目、內(nèi)容及手段，為混凝土橋梁的耐久性設計提供參考。

混凝土橋梁結(jié)構的等耐久性設計——在對6個矩形、2個t型、2個ⅱ型混凝土梁進行風加速碳化試驗的基礎上，結(jié)合已有工程檢測數(shù)據(jù)，對自然風環(huán)境下混凝土橋梁結(jié)構的等耐久性設計提出了初步建議。分析結(jié)果表明：在實際橋梁耐久性設計中，考慮風加速混凝土碳化具有重要...

6.混凝土橋梁耐久性檢測與評估

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裂縫是混凝土橋梁耐久性狀態(tài)的一個重要指標。闡述了混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的危害,簡要分析了裂縫產(chǎn)生的原因,并提出了預防裂縫出現(xiàn)的措施。

為了求解劣化環(huán)境作用時混凝土橋梁的時變可靠度,建立了基于改進響應面法和確定性的混凝土橋梁退化過程分析方法相結(jié)合的混凝土橋梁時變可靠度分析方法.利用fortran95分別編寫了混凝土橋梁耐久性分析程序cbdas和可靠度分析程序pirsm.以一座預應力混凝土簡支梁為對象,分析了不同極限狀態(tài)下結(jié)構力學性能指標的可靠度隨時間的演變過程,結(jié)果表明,混凝土正應力的可靠度指標由成橋時刻的2.16減小到成橋100年后的0.82,預應力混凝土橋梁在正常使用極限狀態(tài)下的力學性能指標更有可能出現(xiàn)耐久性不足的情況.提出的時變可靠度計算方法克服了復雜體系結(jié)構極限狀態(tài)方程通常是隱式的問題,實現(xiàn)了混凝土橋梁時變可靠度的求解目標.

基于科學的試驗方法與先進的外加劑技術,分析了影響氯環(huán)境下后張預應力高性能灌漿料耐久性的泌水性能、早期膨脹率、中后期體積穩(wěn)定性、總氯離子含量和抗氯離子滲透性能等幾項重要性能;分析了外加劑改善各項性能的作用機理;分析了水灰比對早期膨脹率、中后期體積穩(wěn)定性和抗氯離子滲透性能的影響;根據(jù)nernst-einstein方程,推出氯離子擴散系數(shù)與電通量呈正比關系,并結(jié)合壽命預測模型對灌漿料的耐久性進行分析。

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