预应力组合箱梁桥的使用寿命分析

为了研究既有预应力混凝土结构在混凝土碳化后,结构在服役期间的使用寿命,分析讨论了混凝土碳化及与混凝土本身有关的内部因素(如水灰比、水泥品种、骨料品种与粒径、混凝土强度等)和与环境有关的外部因素(如环境湿度、CO2浓度、环境温度等)的影响.以混凝土的碳化深度作为一个随时间变化的随机过程,建立了一般大气环境下,混凝土强度的时变概率随机模型.并将混凝土强度、保护层厚度、荷载横向分布系数以及荷载增长视为随机变量,在此基础上,研究了在不修复的情况下五跨一联预应力组合箱梁主梁和结合面的使用寿命,结果表明结合面的失效概率要大于主梁.荷载增长对结构可靠度指标影响较大.给出了在不同服役年限时结构主梁和结合面的使用寿命可靠度水平,其结果对预测结构剩余寿命和经济、科学地安排养护维修时间具有重要参考意义.     

裂缝对预应力混凝土结构耐久性的影响

本文分析了预应力混凝土结构裂缝状态下力筋腐蚀的机理,阐述了裂缝及其宽度与力筋腐蚀间的关系,并提出了一般环境条件下预应力筋腐蚀的经时模型,可供耐久性设计参考。 1 裂缝状态下预应力筋蚀的机理 与钢混凝土结构一样,由于初始混凝土的高碱性,预应力混凝土结构力筋表面形成一层致密的钝化膜,使其处于钝化状态。但随着环境介质的侵入,钝化膜逐渐遭到破坏,从而导致腐蚀的发生。在一般环境条件下,预应力筋的腐蚀通常由两种作用引起：一种是碳化作用,即中性化作用。它降低了混凝土孔隙液中的碱度,当碳化深度到达力筋表面时将…     

预应力结构设计使用寿命模型

预应力混凝土结构的耐久性问题和普通混凝土的耐久性有相似之处 ,但更有其独特性 文中阐述了预应力结构中力筋应力腐蚀断裂特征 ,分析了预应力结构与普通混凝土结构使用寿命的不同之处 ,然后在碳化作用机理的基础上 ,利用碳化深度计算公式提出了碳化作用环境下的预应力结构设计使用寿命模型     

预应力结构设计使用寿命模型

预应力混凝土结构的耐久性问题和普通的耐久性有相似之处，但更有其独特性，文中阐述了预应力结构中力筋应力腐蚀断裂牧场生，分析了预应力结构与普通混凝土结构使用寿命的不同之处，然后在碳化作用机理的基础上，利用碳化深度计算公式提出了碳化作用环境下的预应力结构设计使用寿命模型。     

应力状态下混凝土的碳化试验研究

进行了碳化环境下预应力混凝土试件的耐久性试验研究，阐述了在应力和碳化共同作用下的混凝土结构破损机理及规律．试件为无应力、弯曲受拉和直接受压的应力状态，采用加速碳化的试验方案．分别引进kws和χσ反映碳化深度与混凝土质量、强度和应力水平的关系，建立了应力状态下的混凝土碳化深度的多因素预测模型．结果表明：拉、压应力分别加快和减缓了混凝土的碳化速率，且应力越大；碳化速率的改变越大；χσ可以反映碳化速率的变化趋势．施加预应力能够控制混凝土裂缝的发展、消除或限制裂缝的宽度，因此，预应力混凝土结构的耐久性比普通混凝土结构的耐久性更好．     

硫酸铵腐蚀环境下的混凝土碳化深度试验研究与应用

硫酸盐腐蚀是影响混凝土结构耐久性能的重要化学劣化因子之一。以赣南离子型稀土开采残留硫酸铵的环境问题为背景,通过实验室快速碳化试验研究硫酸铵溶液浓度对混凝土碳化深度的影响规律。结果表明:硫酸铵溶液浓度越大,相同强度等级的混凝土在相同碳化龄期的碳化深度与碳化速率越大。根据试验结果建立了硫酸铵腐蚀环境下混凝土碳化深度预测模型,对该环境下混凝土最小保护层厚度取值提出了建议。     

气候变化对RC结构碳化侵蚀可靠度的影响

气候变化引起的全球大气中CO2浓度的升高,加速了钢筋混凝土(RC)结构的劣化.针对《混凝土耐久性设计规范》中规定的碳化环境(Ⅰ类环境),评估了未来气候变化对中国RC结构在正常使用极限状态下时变可靠度的影响.研究显示:未来气候变化使中国RC结构的平均碳化深度增大20％～40％,降低了RC结构的碳化侵蚀可靠度.到2100年,混凝土结构耐久性设计规范中Ⅰ类环境下Ⅰ-A、Ⅰ-B环境作用等级的耐久性规定不能够适应气候变化对中国钢筋混凝土结构的耐久性影响.     

预应力混凝土简支梁的桥静力挠度可靠度分析

依据可靠度理论、相关可靠度设计标准和桥梁设计规范,推导基于最大挠度计算的预应力混凝土简支梁桥正常使用极限状态功能函数.分析功能函数中包含混凝土强度、弹性模量等随机变量的分布类型,利用Monte Carlo法进行可靠指标的计算.选取交通部公路桥涵通用图(2008版)中的预应力混凝土简支梁桥为例,借助Monte Carlo的重要抽样法,利用C++编程实现可靠指标的计算,揭示并分析按规范设计的预应力混凝土简支T梁的静力挠度可靠度水平.选取轻度腐蚀、一般腐蚀和严重腐蚀3种桥梁服役环境对应的抗力退化模型,计算静力挠度可靠度指标随着时间的演变过程.结果表明,按规范设计的各个标准跨径预应力混凝土简支T梁的静力挠度可靠度处于相对较高的水平,但对于腐蚀环境,桥梁在运营一段时间后(50a),挠度可靠度指标急剧下降,由设计初始状态下的3.58下降到2.00左右,对应失效概率增大.     

基于Monte-Carlo的地铁混凝土碳化环境区划研究

为了对我国不同地区地铁混凝土结构所处的碳化环境进行区划,选择已有碳化模型作为地铁混凝土碳化深度预测模型,通过对南京地铁一号线混凝土结构碳化环境和碳化情况的现场测试,以实测数据验证了已有碳化模型的适用性。根据不同地区地铁隧道的环境参数,采用蒙特卡洛法对国内30个城市地铁混凝土碳化寿命进行了分析预测,并以失效概率等于10%为条件,完成了地铁混凝土碳化环境区划。研究结果表明,华北地区地铁混凝土碳化情况较为严重,碳化寿命低于70年,而西南地区碳化现象较轻,碳化寿命大于120年。     

粉煤灰混凝土2D和3D碳化试验

首先建立了2D和3D碳化测试方法,在此基础上系统研究了粉煤灰混凝土在加速碳化试验中2D和3D碳化深度的依时变化规律,探讨了粉煤灰掺量(0%,10%,20%,40%,60%)、粉煤灰种类(Ⅰ级、Ⅱ级)、水胶质量比(0.3,0.35,0.4)、胶凝材料用量(458,380kg/m3)、养护龄期(28,90d)5个重要因素对粉煤灰混凝土2D和3D碳化深度的影响规律.另外,还将2D和3D碳化试验结果与同条件下1D碳化进行了定量比较,发现2D和3D碳化明显存在交互作用,为量化该交互作用提出了2D和3D碳化交互系数概念,并给出了2D和3D碳化交互系数随时间变化的数学表达式.以期为准确预测实际混凝土结构在真实状态下碳化寿命提供科学依据.