不同腐蚀情况下PC结构可靠度分析

为探究不同腐蚀情况对预应力混凝土梁桥结构抗弯承载力的可靠度影响,通过考虑碳化和氯离子侵蚀情况,结合相应的抗力模型,以一座（37+70+37）m三跨预应力混凝土连续刚构箱梁桥为例,采用蒙特卡洛模拟方法计算了该梁桥在100年设计期内的失效概率,并进行参数分析。结果表明,氯离子侵蚀作用对混凝土结构的影响较大;不同保护层厚度下氯离子侵蚀作用对结构的影响较大,且混凝土强度的变化下碳化腐蚀对结构的影响较大。     

钢筋混凝土桥梁剩余寿命评估方法研究

《钢筋混凝土桥梁剩余寿命评估方法研究》项目针对桥梁剩余寿命突出问题,从7个专题开展系统深入的研究,完善了基于多重因素的混凝土碳化深度预测模型和钢筋碳化腐蚀速率模型,提出了计算锈蚀钢筋混凝土梁、偏心受压柱和拱肋承载力的新方法,构建了基于时变可靠度的钢筋混凝土桥梁剩余寿命评估方法,提出了钢筋混凝土拱结构时变可靠度计算等方法。项目研究成果具有显著的创新性,良好的社会经济效益和推广应用前景。     

金山港大桥耐久性维护技术研究

金山港大桥耐久性病害现状主要是由于海洋环境中氯离子侵蚀造成,同时与结构混凝土质量离散性较大、局部混凝土保护层过薄密切相关;根据建立的混凝土桥梁结构抗氯离子侵蚀可靠度模型,对金山港大桥抗氯离子侵蚀性能进行了预测.结果表明,处于浪溅区和水位变动区的混凝土柱,已经接近甚至达到抗氯离子侵蚀耐久性极限状态;根据现状检测和预测结果,对金山港大桥的梁板、盖梁和柱大气区采取浸渍硅烷进行表面防护,对浪溅区柱采取喷涂渗透型阻锈剂和浸渍硅烷相结合的方式进行防护,对水位变动区柱采取挖除氯离子含量高的混凝土、用抗氯离子侵蚀性能较高的具有微膨胀性能的含钡硫铝酸盐混凝土进行修补并适当增大柱截面的方法进行维护.     

腐蚀管道剩余寿命预测方法

基于可靠性理论,提出了一种预测管道腐蚀剩余寿命的新方法,即管道腐蚀可靠性寿命预测方法。该方法包括建立腐蚀管道的失效状态函数、腐蚀速率等变量的概率分布模型、管道失效概率和可靠度随时间的变化规律;然后根据管道所处地区级别和风险等级给定目标可靠度,确定管道的腐蚀剩余寿命。运用此方法预测了新疆采油一厂红浅注汽管道的腐蚀剩余寿命,为该管道腐蚀检测周期的确定提供了科学依据。     

水性环氧/氟碳双层体系对海洋环境桥梁混凝土的防腐性能研究

针对海洋环境桥梁混凝土表面腐蚀防护问题,文章通过制备以丙烯酸改性水性环氧树脂为底层,氟碳为面层的双层防腐体系,以吸水率测试、附着力、氯离子渗透、暴晒试验研究其吸水性、附着强度、抗氯离子渗透能力、耐老化性。结果表明:涂装后的混凝土试件吸水率≤1%;涂膜与基材之间的附着强度5 MPa;在电通量法氯离子渗透试验中,6h总导电量为1 636.1C,混凝土导电性由高等级降为低等级;经过6周的曝晒试验,涂膜未见明显老化。研究结果说明制备的双层防腐涂料可有效减少氯离子对混凝土的长期侵蚀并延长海洋环境桥梁混凝土结构的使用寿命。     

管片混凝土变扩散系数氯离子侵蚀模型

文章通过对管片混凝土氯离子侵蚀机理的分析,在Fick第二扩散定律基础上,推导出了综合考虑时间、扩散深度的变扩散系数氯离子侵蚀模型;通过对管片抗侵蚀性能试验数据的分析,验证了该侵蚀模型的有效性和可靠性,并与传统的恒定扩散系数的Fick第二扩散定律模型进行了对比。分析结果表明:该模型不仅能反映结构实际受氯盐侵蚀的发展趋势和混凝土不同深度处的氯离子浓度,而且能预测不同时期、不同深度处的氯离子含量,进而可预测钢筋开始锈蚀的时间。     

麦积山特长公路隧道施工期衬砌结构可靠度分析

为了解麦积山特长公路隧道施工期结构可靠性,确定影响结构可靠性的主要因素,基于连续介质模型,运用PFEM、Latin hypercube MC、可靠度灵敏度等方法和手段,研究了衬砌结构可靠度。计算结果显示,麦积山隧道右线衬砌结构可靠指标为3.8,结构失效概率小;现场测试也表明,支护及衬砌结构安全。文章论述的将一般工程结构可靠度理论与衬砌结构特点相结合、定量计算与定性分析相结合、现场测试与理论计算相结合,可全面反映衬砌结构可靠性水平;可靠度、灵敏度分析有助于确定影响可靠度的主要随机变量,从而针对可控因素,可合理确定提高结构可靠度的措施。     

侵蚀环境和荷载耦合作用下盾构管片氯离子扩散规律试验研究

文章针对盾构隧道赋存环境及结构受力特点,构建了氯盐侵蚀环境和结构荷载耦合作用下的盾构管片结构单侧一维侵蚀试验方法;研发完成了相应的人工环境模拟试验装置,并进行了侵蚀试验;探讨了侵蚀环境氯离子浓度、侵蚀时间和荷载水平对氯离子入侵及其含量分布规律的影响。结果表明:随着环境中氯离子浓度的提高以及侵蚀时间的延长,混凝土保护层中的氯离子含量逐渐增加;同时,外荷载的存在改变了结构混凝土内部的孔隙特征,直接影响了氯离子的入侵,表现为拉应力有利于氯离子入侵,而压应力则相反。     

围岩空间变异性对隧道结构可靠度的影响分析

采用随机场模型能够有效地模拟围岩参数的空间变异性。文章将局部平均随机场理论、有限差分法和Monte-Carlo模拟结合在一起,得到了Monte-Carlo随机有限差分法,基于该方法编制了可考虑围岩空间变异性的隧道结构可靠度计算程序;并将围岩密度、弹性模量和内摩擦角等参数视为三维正态随机场,研究了围岩的竖向与水平向相关距离的变化对隧道结构可靠度的影响。计算结果表明,围岩空间变异性会显著影响隧道结构的可靠度,为了获得更为经济合理的支护方案,在支护设计时考虑围岩参数的空间变异性很有必要;围岩竖向或水平向相关距离的增大均会引起隧道结构失效概率的增加,但影响程度不同;隧道结构失效概率对围岩竖向空间变异性更加敏感,故在工程勘察费用较少时,可考虑将勘察费用更多地投入到竖向相关距离的勘测,水平向相关距离可参考已有经验数据取值。     

渗漏水对隧道管片接头氯离子侵蚀劣化的影响研究

海底盾构隧道管片接头易发生渗漏水而加速衬砌结构侵蚀劣化。文章考虑管片内海水渗透、氯离子侵蚀及渗漏水等,建立了海底隧道管片接头渗漏-侵蚀数值计算模型,分析了不同外水压及不同接缝渗水量等工况下管片接头氯离子侵蚀运移规律及影响。结果表明:接缝渗漏水导致临近区域渗流场分布形态改变,孔隙水压增大,且外水压的影响作用大于渗水量;接缝渗漏水加重管片接头内侧混凝土侵蚀,外水压越大,其劣化增幅越明显,而渗水量大小的影响可忽略不计;外水压的增大提高了钢筋表面离子含量,使得离子分布不均匀性减小,缩短了钢筋达到临界离子浓度时间,仅外水压较小时渗水量增大可提高同一时间内钢筋表面离子含量;渗漏水状态下,离子运移轨迹向接缝面靠拢,渗水量越大,接缝处离子运移曲线轨迹越密集。     

浅谈盐渍土地区桥梁结构物混凝土防腐蚀施工技术控制

在青海省境内柴达木盆地分布有大小不一的内陆盐湖,盐渍土主要以硫酸盐(SO42ˉ)、氯盐(CLˉ)为主,且相当地区为强盐渍土。而盐渍土地区修建桥梁构造物,盐渍土中的盐分对桥梁结构混凝土有很强的腐蚀破坏作用,使得桥梁结构混凝土受腐蚀影响剥离、松散、骨料脱落,进而腐蚀钢筋,导致钢筋锈蚀、锈断,从而使混凝土产生顺筋开裂甚至钢筋混凝土的失效,最终使桥梁结构物使用质量大打折扣,以及使用安全性和耐久性受到很大的限制和影响。本文着重从桥梁结构混凝土表面采取"防、挡",以及结构混凝土内"掺、增"外加剂等方面入手,结合以往盐渍土地区项目施工经验,详细阐述了解决混凝土受腐蚀的施工技术。     

双点腐蚀缺陷对管道剩余寿命的影响

腐蚀是造成油气管道失效和破坏的主要原因之一。在腐蚀严重区域,由于同时存在单点腐蚀和双点腐蚀,管道面临着更大的失效和破坏风险。若仍按单点腐蚀预测该区域管道的剩余寿命,进行可靠性分析,会造成较大的分析误差。文中应用Monte Carlo法,分别计算单点腐蚀和双点腐蚀的失效概率。通过比较分析发现:由于双点腐蚀的相互作用,管道的失效概率明显增加,剩余强度和剩余寿命减小;随着双点腐蚀蚀坑间距的不断增加,其失效概率不断降低,最终趋于单点腐蚀失效概率。     

隧道结构可靠性研究进展

为了解和掌握隧道结构可靠度理论的最新进展,根据大量的文献资料,从隧道结构可靠性设计、研究层次和计算方法、时变可靠性、非概率可靠性研究等四个方面,对国内外隧道结构可靠度理论和应用现状进行了概括性总结;探讨了当前研究中存在的一些问题,并分析了隧道结构可靠性研究发展的新趋势,可为今后在这方面的研究提供借鉴和参考.     

在役天然气管道的可靠性分析

含缺陷天然气管道的可靠性分析是石油化工行业的一个重要课题。结合可靠性分析的定义,介绍了结构可靠性的基本原理,讨论了腐蚀减薄设备的可靠性模型和可靠度的计算方法。基于可靠性理论,综合考虑了缺陷深度、管道壁厚、管道直径、屈服强度、操作压力等的随机性,确定了天然气管道的可靠度与腐蚀深度的关系。根据一次二阶矩法,建立了腐蚀减薄管道的可靠性模型。根据在役天然气管道的定期检验结果,结合设备可靠性的概念,对于在役天然气管道的减薄的危险部位进行可靠度计算,得出其减薄后的失效可能性。这对该天然气管道的风险评价和延长其检验周期有重要的意义。     

山区某公路桥抗震分析研究

文章以某二级公路上一联小箱梁桥为研究对象,建立了全桥动力有限元离散模型,并考虑桩-土动力相互作用,分别建立了E1和E2两种概率水平地震作用下的反应谱分析模型;针对该桥的结构特点以及抗震性能目标,给出了不同构件抗震性能验算指标以及验算方法;根据建立的反应谱分析模型对桥梁各关键构件进行了抗震验算分析,给出设计优化建议,为今后同类型山区桥梁抗震验算提供参考。     

沿海地区桥梁施工防腐工程分析与实施

环海地区的空气和地下水中含有大量的氯离子,氯离子的渗透会极大地加剧混凝土结构的腐蚀,从而导致钢筋被腐蚀体积膨胀,混凝土产生裂纹,进而严重地影响混凝土结构的质量.所以要采取一定的措施加以防护达到预期的效果,延长桥梁的使用寿命.     

深入阐述公路桥梁设计结构的优化方法

公路桥梁是道路交通的重要部分,应重视其功能实用和经济效益两方面要求.现行公路桥梁在实际的结构设计中面临环境要素影响较为严重,导致实际结构施工优化设计很难达到既定设计优化目标的要求.在今后的公路桥梁设计结构优化中,施工设计可采用结构可靠度设计理念,引入目标可靠度分析要素,针对失效概率进行模型计算,最终实现经济性和耐久实用...     

在役钢筋混凝土桥梁耐久性模糊综合评估方法

文章基于对某在役钢筋混凝土悬臂梁桥的检测,建立了桥梁耐久性综合评估模型,并根据各评估指标实测值得出各级评估影响指标的模糊关系矩阵,用以综合评判桥梁构件的耐久性等级,为桥梁结构耐久性等级的确定提供了方法依据。     

先简支后连续箱梁桥的结构校验系数分析

校验系数作为比较直观评价桥梁承载能力的指标,应该有比较严格的定义和较为准确的计算方法,而在我国现有的参考资料中,对于普通钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁在荷载试验作用下结构校验系数的评定,仅仅给出了大致的范围,并没有按桥梁结构形式分类划分各自的范围。本文在参阅了大量专业书籍和学术论文的基础上,以桥梁的荷载试验为依托,对高速公路常见的预应力混凝土先简支后连续箱梁桥的结构校验系数展开分析研究。     

氯离子临界浓度研究进展与评价

氯离子是钢筋混凝土结构劣化的主要原因,过去的50年里专家们对其引发的钢筋锈蚀进行了大量的研究。当钢筋表面的氯离子浓度达到临界值时,钢筋就开始发生锈蚀。氯离子临界浓度是氯盐环境下钢筋混凝土结构寿命的一个重要的影响因素。本文总结了国内外对临界氯离子浓度的研究现状,并提出了其中需要进一步研究的问题。