港珠澳大桥主体混凝土结构120a使用寿命耐久性对策

跨越伶仃洋海域的港珠澳大桥提出了120 a使用寿命的建设目标,如何提高外海、高温、高湿环境下混凝土结构耐久性是工程建设面临的重大问题之一。结合港珠澳大桥工程实践,在工程建设前期和设计施工阶段,开展了针对混凝土结构耐久性的系列研究工作。在研究成果基础上,从耐久性设计、施工及后期维护等方面,提出了为确保港珠澳大桥达到120 a使用寿命所应采取的耐久性对策和措施。     

服役后期海洋平台剩余寿命可靠度预测方法

为保证服役后期平台在延寿服役期内的安全性,需要对其结构整体剩余寿命可靠度进行预测。因此,文章重点研究了在随机波浪载荷作用下平台部分构件动力失效和疲劳失效时,平台整体时变可靠度预测方法。采用Miner线性累积损伤理论和首次超越失效准则,计算平台构件的疲劳寿命可靠度和动力可靠度,搜索并删除失效概率较大的构件,运用波浪增量动力分析法找出平台结构所能承受的极限波浪载荷,再结合服役海域波浪统计资料,计算平台结构系统整体时变可靠度以预测其剩余寿命。文中算例表明了该方法的实用性和简便性。     

提高混凝土耐久性措施在近海桥梁施工中的应用

辽河特大桥为主跨436 m的双塔双索面斜拉桥,位于辽河入海口处。该项目混凝土结构耐久性不但要考虑海水及淡水双重腐蚀,还要考虑冻融损伤对耐久性的影响,因此,对混凝土结构耐久性有非常高的要求。结合工程实例,重点介绍高性能混凝土、外加电流阴极保护、防腐涂层等提高混凝土耐久性措施在本桥混凝土中的应用。     

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。     

长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响分析

混凝土的徐变是引起连续刚构桥长期下挠的重要原因。文中以一座连续刚构桥为例,分析了长期荷载作用下混凝土徐变对连续刚构桥变形的影响规律,并对混凝土加载龄期,以及成桥交通开放时间等参数进行了探讨。分析结果表明,混凝土徐变对桥梁结构变形的影响是一个长期、逐渐累加的过程;如果混凝土加载龄期太小,将会导致桥梁结构长期变形显著增大;推迟成桥交通开放时间可明显减小桥梁结构的长期变形。     

桩侧土的地基系数比例系数m值对连续刚构桥设计计算的影响

位于软土地区及地震液化地区的连续刚构桥在设计计算时,地基系数比例系数m的取值对结构的内力及配筋有较大影响,且目前规范中对m值只规定了一个范围．没有给定具体值。文中对桩侧土的比例系数m分别取不同的值来研究其对连续刚构的内力及配筋影响。     

基于自振频率的旧简支梁桥整体刚度折减研究

以梁振动理论为基础，建立了梁频率与刚度的关系，并在其中引入了简支梁桥整体刚度折减系数，再通过求解该系数来定量地评价简支梁桥由于病害引起的刚度变化情况。以一座旧简支梁桥为例，通过计算旧桥整体刚度折减系数，对桥梁进行了定量的评价，同时从一般检测理论出发，对桥梁进行了定性的安全评估。结果表明，虽然从定性评价来看该桥是安全的，但是从定量评价来看该桥的刚度折减系数较大，病害严重。     

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.     

活性钛阳极性能的试验研究

阴极保护等电化学技术被越来越多地用于氯盐等严酷环境中钢筋混凝土结构的腐蚀保护,辅助阳极是整个保护系统的重要组成部分,其在混凝土中的工作性能和耐久性直接决定保护年限.选用了3种目前钢筋混凝土结构阴极保护中常用的活性涂层钛阳极,研究了涂层的化学成分和微观结构,以及在混凝土模拟孔溶液中的电化学性能和强化寿命.结果表明,涂层的成分和微观结构对它们在氯离子和高碱性的混合介质中的性能具有重要的影响,其中Ir/Ta混合氧化物阳极具有较好的电化学性能和耐久性,较适合于钢筋混凝土结构电化学保护中的辅助阳极.     

超高墩大跨连续刚构桥设计

以赫章特大桥为例,介绍了该桥超高墩预应力混凝土连续刚构桥设计特点,同时采用有限元软件建立有限元模型,对其荷载作用下静力特性进行分析,计算了桥梁的所有施工阶段、成桥后荷载作用下结构受力状况,进行了高墩弹塑性稳定分析,重点考虑了预应力、混凝土收缩、徐变、整体温差、温度梯度、基础变位、汽车活载、风荷载及其作用组合对结构的影响。还介绍了赫章特大桥主桥的设计特点及静力分析。     

高桩码头方桩维修加固技术

建设年代较早的混凝土方桩码头,常规维修加固方法很难保证其设计使用寿命。针对这一问题,基于桩基氯离子含量分布情况、桩基保护层厚度和桩基剩余使用年限的计算结果,进行了旧码头桩基耐久性评价研究。采用对旧码头平台方桩桩头局部凿除、重新浇筑,并创新性地应用安装牺牲阳极以阻止方桩钢筋继续锈蚀的技术方案,保证其满足耐久性使用要求。实践证明该方案切实可行,既避免了旧桩基全部拆除、节省了投资,又成功地将牺牲阳极技术应用于混凝土方桩防腐。     

港口工程混凝土结构基于规范标准的使用年限估算

根据我国JTJ 302—2006《港口水工建筑物检测与评估技术规范》的使用年限计算公式,估算了最大水灰(胶)比和最小混凝土保护层厚度下钢筋混凝土和预应力混凝土构件的使用年限,同时也给出了按国外标准、规范估算的结果,并以此为基础综合比较了我国规范耐久性规定与国外标准、规范耐久性规定的严格程度。计算结果表明,大部分情况下按港口混凝土规范最低要求计算的混凝土结构耐久寿命都无法达到设计使用年限。但通过比较国内外不同规范的估算结果可得出结论:国外规范的耐久性要求相对较严格,计算的结构使用年限远大于按我国规范的计算结果,其中按美国规范计算的结构使用年限最长,甚至近似高达按我国规范计算值的2倍。     

表面硅烷憎水处理混凝土码头结构的现场施工效果分析

港口混凝土结构常需采取一些特殊措施来提高结构的耐久性。近年来,试验室研究结果已充分证明采用硅烷憎水表面处理技术提高混凝土结构的耐久性是可靠的,并且该技术在实际工程中已得到越来越多的应用。在实际工程中,由于现场条件的限制,施工质量对上述混凝土表面防护措施的有效性会产生显著影响。因此,科学评价现场硅烷憎水表面防护技术的施工效果是合理预测应用该技术的港口混凝土结构的耐久性和使用寿命的前提。本项目现场调查分析了某新建码头混凝土结构硅烷憎水处理的实际施工效果(包括混凝土保护层厚度、硅烷浸渍渗透深度、内部钢筋自然电位等参数的现场详细调查),为港口环境下混凝土码头硅烷憎水处理的施工提供重要数据,并为硅烷憎水处理混凝土结构在海洋环境下的耐久性和使用寿命设计奠定基础。     

基于多段滑模面控制的船舶柴油机调速系统仿真研究

船舶柴油机的稳定运行,关系船舶电力系统电能品质以及柴油机的性能。为了使柴油机具有得到较好的排放性、经济性及动力性,对其转速进行稳定的控制是十分重要的。在实验的基础上建立柴油机调速系统的非线性数学模型,利用滑模变结构控制理论设计了多段滑模面变结构控制器。并用MATLAB/simulink进行了仿真,结果表明:多段滑模面变结构控制能很好抑制系统的超调量,快速跟踪目标值,具有控制精度高,鲁棒性强等特点。     

考虑抗力时变特性的高桩码头结构全寿命可靠度分析

由于受海域自然环境、使用条件和内部材料等因素的影响,高桩码头构件易产生钢筋锈蚀、混凝土劣化、钢筋与混凝土间粘结力降低等现象,会使钢筋混凝土构件的抗力随时间不断降低,作用荷载随时间也不断发生变化.本研究将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,将其转化为设计使用期内年极值的随机变量,采用JC方法计算结构物的可靠度指...     

三峡库区某大桥深水基础施工方案研究

某大桥位于三峡库区,桥址所在河谷呈“U”形。桥型设计为预应力混凝土连续刚构,主墩基础采用高桩承台基础。由于三峡水库从2009年开始正式蓄水,水库常年蓄水位在145～175 m之间变化,变幅达30 m,在水库里进行大型桥梁的基础施工存在水深大、施工期水位变幅大等困难。大桥在水库高水位时（长江枯水期）采用固定式施工平台施工桩基础,在低水位时（长江汛期）下放钢吊箱围堰施工承台及桥墩。该方案安全性高,经济性好,工期短且易于保证。     

预应力混凝土连续刚构桥跨中下挠影响因素分析

以某预应力混凝土连续刚构桥为工程背景,比较了不同预应力钢束损失和不同位置预应力钢束损失对箱梁成桥线型的影响,分析了不同预应力损失情况下混凝土徐变对预应力混凝土连续刚构桥成桥线型的影响,指出了预应力混凝土连续刚构桥箱梁挠度与桥梁结构受力状态有关,与桥梁跨径关联不大。     

潜艇结构锥柱结合壳损伤容限研究

损伤容限与耐久性的结合体现了现代潜艇结构延长寿命、提高可靠性和降低维修成本的综合要求.损伤容限分析的关键问题是正确估算剩余寿命.本文以断裂力学为理论基础,通过对带有初始裂纹的潜艇典型焊接节点模型的剩余寿命有限元分析,将计算结果和试验结果相比较,考核剩余寿命有限元分析方法的可靠性,从而对有初始缺陷或裂纹的疲劳热点区域--潜艇锥柱结合壳进行剩余寿命有限元估算,在此基础上进行潜艇锥柱结合壳损伤容限研究.并对具有不同尺寸的初始裂纹结构的剩余寿命进行有限元分析,确定潜艇在交付使用和检修时的损伤容限尺寸.     

基于谱分析的FPSB疲劳寿命评估和优化

FPSB是一种新型深远海大型浮式结构物,长期承受交变波浪载荷作用,易发生疲劳而使得结构失效。本文以一艘FPSB为研究对象,使用谱分析法对其疲劳寿命进行了评估。首先建立水动力模型计算波浪载荷响应算子RAO,建立整船结构模型计算船体结构响应,随后选取典型节点建立子模型以得到精确的热点应力传递函数,采用北大西洋海况和P-M海浪谱,基于S-N曲线和线性累积损伤准则对典型节点的疲劳寿命进行计算分析。根据疲劳评估结果,对易损节点进行基于疲劳性能的结构优化,以提高节点形式的合理性及结构安全可靠性。