海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断系统的设计与开发

基于我国实际环境的海港工程混凝土结构寿命预测模型,以Visual C#.NET和IMSL C#科学计算函数库为平台,开发出适用于中国本土的海工混凝土寿命预测软件《海工混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断系统V1.0》.软件的数学模型和数据来源于交通部西部交通建设科技项目一海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断研究的主要成果,在实际生产中,具有广泛的应用前景.系统实现了对新建工程进行耐久性设计,对已建工程进行耐久性剩余使用寿命预测.     

基于暴露试验和实体工程调查的海工混凝土结构耐久性寿命预测理论和方法

文章系交通运输部两部交通建设科技项目课题"海港工程混凝土结构耐久性寿命预测与健康诊断研究"部分成果.利用国内典型海洋环境长达20 a暴露试验和实体海港工程耐久性调查成果,通过综合统计分析,对海工混凝土耐久性劣化模型关键参数进行合理修正,建立与我国典型海工混凝土结构相吻合的寿命预测模型,并采用对暴露试验"室内复原"的方法研究耐久性室内快速模拟试验与暴露试验之间的相关性,建立海工混凝土耐久性质量性能与设计使用年限之间定量关系.     

海港工程混凝土耐久性设计与寿命预测

近年来海洋工程向大型、跨海、外海化发展，混凝土结构使用年限达到50a以上的目标已成为目前基本建设的迫切任务。由于混凝土耐久性的影响因素复杂．设计时往往难以把握具体的耐久性指标。文章中介绍了几种国内外用于评定海港工程混凝土耐久性的测试方法，结合中港集团建筑材料重点实验室近些年来对海港工程混凝土耐久性的研究和暴露实验研究成果，通过分析、比较，探讨海港工程混凝土结构合适的耐久性技术指标及寿命预测方法。     

我国海港工程混凝土耐久性技术发展及现状

概述了我国海港工程腐蚀环境及耐久性破坏特点,对我国海港工程混凝土耐久性技术从20世纪80年代至今的历史、耐久性技术的研究及发展应用进行了回顾,阐述了我国水运行业技术标准和科研成果对提高海港工程混凝土结构耐久性所发挥的作用,最后对我国海工混凝土耐久性技术进行了展望.     

我国海港工程混凝土耐久性技术发展及现状

概述了我国海港工程腐蚀环境及耐久性破坏特点,对我国海港工程混凝土耐久性技术从20世纪80年代至今的历史、耐久性技术的研究及发展应用进行了回顾,阐述了我国水运行业技术标准和科研成果对提高海港工程混凝土结构耐久性所发挥的作用,最后对我国海工混凝土耐久性技术进行了展望.     

基于现场取样试验的混凝土结构寿命预测*

在役码头钢筋混凝土结构耐久性寿命预测面临可供分析参数少、契合度不高、预测结果存疑等问题，通过现场取样试验，获取混凝土芯样氯离子浓度分布值，基于修正的氯离子扩散模型，利用Matlab软件进行回归分析，得到试件的氯离子扩散系数、衰减系数和表面氯离子浓度等参数，并对在役码头胸墙钢筋混凝土结构耐久性寿命进行预测。结果表明：参数定值法预测结果过大，而基于失效概率预测方法的预测结果与规范方法计算结果基本一致，更符合工程实际。     

基于服役寿命的海工结构耐久性评定

根据某海港泊位码头及引桥结构构件的使用要求,将混凝土表面出现可接受最大外观损伤作为待估结构构件的耐久性极限状态,提出采用现场实测数据进行海工结构耐久性服役寿命评估.分析海洋环境下影响结构服役寿命的因素,采用现场检测数据推算各构件的耐久性参数(混凝土表面氯离子浓度、钢筋处氯离子浓度、氯离子扩散系数等).耐久性寿命评估结果与现场调查检测结果一致.保护层厚度、保护层中氯离子浓度及混凝土等级的实测.混凝土表面氯离子浓度、钢筋表面氯离子浓度及钢筋锈蚀临界氯离子浓度等的推算与选取是耐久性寿命评估的关键因素.     

海港工程钢筋保护层厚度分析

钢筋保护层厚度在保证钢筋与混凝土之间粘结、提高结构耐久性寿命方面发挥着巨大作用。先从钢筋保护层厚度实体检测出发,结合现行水运工程规范标准对检测结果偏差进行分析,分别讨论了钢筋保护层厚度偏差与结构耐久性以及结构承载力的关系。达到引起工程建设各方的重视、提高海港工程钢筋保护层的控制质量的目的。     

海港工程混凝土结构耐久性浅析

介绍海港工程混凝土结构耐久性普遍较差的现状及原因,提出提高耐久性的相应防护措施,并对工程的施工和管理提出建议。     

沿海区域码头混凝土构件检测实例分析

本文结合某突堤码头开展混凝土保护层厚度、碳化深度、钢筋腐蚀电位、抗氯离子渗透性等耐久性指标的检测,系统分析了该突堤码头在使用过程中发生的构件劣化及混凝土腐蚀等情况,并结合《港口水工建筑物检测与评估技术规范》中相关规定,对劣化混凝土构件进行寿命预测,为海港水工建筑物耐久性评价积累了丰富经验和参考依据。     

海工高性能混凝土结构使用寿命预测浅析

以Fick第二定律为基础，分析影响混凝土结构使用寿命的一些因素，结合抗氯盐污染高性能混凝土室内试验和现场暴露试验测试结果，初步建立海工高性能混凝土结构使用寿命预测模型的基本方法。     

Sensitivity study on durability variables of marine concrete structures

In order to study the influence of parameters on durability of marine concrete structures, the parameter’s sensitivity analysis was studied in this paper. With the Fick’s 2nd law of diffusion and the deterministic sensitivity analysis method (DSA), the sensitivity factors of apparent surface chloride content, apparent chloride diffusion coefficient and its time dependent attenuation factor were analyzed. The results of the analysis show that the impact of design variables on concrete durability was different. The values of sensitivity factor of chloride diffusion coefficient and its time dependent attenuation factor were higher than others. Relative less error in chloride diffusion coefficient and its time dependent attenuation coefficient induces a bigger error in concrete durability design and life prediction. According to probability sensitivity analysis (PSA), the influence of mean value and variance of concrete durability design variables on the durability failure probability was studied. The results of the study provide quantitative measures of the importance of concrete durability design and life prediction variables. It was concluded that the chloride diffusion coefficient and its time dependent attenuation factor have more influence on the reliability of marine concrete structural durability. In durability design and life prediction of marine concrete structures, it was very important to reduce the measure and statistic error of durability design variables.     

海工钢筋混凝土桩防腐蚀的基本途径与工程实践

结合工程实践，介绍海工钢筋混凝土桩防腐蚀的基本途径和提高钢筋混凝土桩使用年限的基本方法，并通过工程实例详细介绍桩基防腐施工过程。     

酸性环境下混凝土寿命预测模型的建立及应用

采用模拟加速试验的方法,研究酸性腐蚀条件下混凝土性能劣化规律,旨在建立一个合理的酸性环境下混凝土寿命预测模型。预测酸性环境下混凝土寿命主要通过3种方式:1)根据灰色系统理论,利用GM(1,1)模型预测其强度变化规律;2)根据Arrhenius定理构建预测模型,利用试验强度变化数据预测混凝土寿命;3)通过研究酸性环境下混凝土中性化深度变化规律来达到辅助预测的效果。结果表明:根据灰色系统理论或Arrhenius定理构建的预测模型,对酸性环境下混凝土进行寿命预测的准确性较高;同时提出了结合中性化深度变化规律进行综合分析的设想。     

海工钢筋混凝土构造物维修技术

钢筋混凝土构造物暴露在海洋环境中容易出现钢筋锈蚀引起的耐久性破损,导致结构物整体加速腐蚀破坏,因此及时对破损钢筋混凝土构造物进行维修对延长结构使用寿命具有重要意义.海工钢筋混凝土构造物维修除了考虑修补材料一般性能以外还须考虑施工环境和耐久性问题.随着材料科技和施工技术的发展,人们研发出了适用于海洋环境的各种修补材料和施工工艺,能适用于不同的施工环境和施工要求.系统介绍和分析了目前常用于海工构造物维修中的一些维修新技术.     

金塘大桥预制箱梁海工混凝土配制与性能研究

试验针对金塘大桥箱梁海工混凝土所处环境的特点,采用粉煤灰与矿粉复掺和控制混凝土用水量的技术,配制C50预制箱梁海工混凝土。试验结果表明,C50箱梁海工混凝土工作性能和力学性能良好,掺入一定量的矿物掺合料可以提高海工混凝土抗开裂、体积稳定性、抗碳化和氯离子渗透等耐久性性能。     

海洋环境下钢筋混凝土构件抗力随时间变化模型研究

考虑混凝土强度变化、钢筋锈蚀过程、混凝土碳化和钢筋锈蚀引起的混凝土与钢筋之间粘结能力的改变等因素,建立了高桩码头钢筋混凝土构件抗力随时间变化的随机过程模型。通过算例研究了混凝土碳化、氯离子侵蚀、混凝土强度、构件所处水位等对高桩码头钢筋混凝土构件抗力的影响。并提出海洋环境条件和使用荷载作用下钢筋混凝土构件的累积损伤、裂缝宽度计算方法、裂缝宽度对氯离子侵蚀速度的影响、以及钢筋混凝土码头健康状态诊断方法等。     

港珠澳大桥长寿命海工高性能混凝土配制

针对120 a设计使用年限要求,阐述港珠澳大桥不同主体结构海工高性能混凝土基本性能设计的原则。在暴露试验得出的混凝土长期耐久性影响因素的基础上,系统研究配合比参数对混凝土性能的影响,介绍满足桥梁、隧道等不同结构工作性、强度、耐久性及体积稳定性要求的长寿命海工高性能混凝土的配制基本思路与方法。     

海洋结构物疲劳裂纹扩展寿命的一种工程预报方法

海洋结构物疲劳寿命的准确预报对海洋结构安全具有重要意义。基于裂纹扩展的寿命预报相比于常规的基于累积损伤理论的寿命预报方法,能够考虑载荷次序、初始缺陷等重要因素的影响,各大船级社极力推进裂纹扩展理论在海洋工程中的应用。文章从裂纹扩展法则、应力强度因子求解、疲劳载荷谱模拟上对裂纹扩展理论的工程应用进行研究,试图找出准确、合理且相对简单的方法。结合裂纹扩展的单一曲线模型、基于有限元子模型技术的应力强度因子求法以及基于谱分析的疲劳载荷谱产生方法,对某半潜式钻井平台典型焊接节点进行基于裂纹扩展疲劳寿命预报,并讨论了初始裂纹尺寸对疲劳寿命的影响。结果表明,该半潜平台焊接结构符合设计寿命的要求,初始裂纹尺寸对疲劳寿命影响很大,可为海洋结构物基于裂纹扩展的疲劳寿命预报提供参考。