在役海港码头连续梁可靠性分析

海洋环境中的氯离子侵蚀入混凝土内部引起钢筋锈蚀,导致码头结构力学性能劣化、可靠性降低。本文基于混凝土构件在氯离子作用下受弯承载力衰减模型,提出了在役海港码头连续梁可靠度的计算方法,并通过算例验证了计算方法的可行性。研究结果可为在役海港码头结构可靠性评估提供理论依据。     

现役海港码头钢筋混凝土受弯构件承载力评估方法

在分析钢筋锈蚀造成钢筋混凝土构件力学性能退化的基础上,根据海港码头混凝土构件中钢筋锈蚀规律及混凝土保护层锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀深度的关系,建立了混凝土保护层锈胀开裂前和锈胀开裂后现役海港码头钢筋混凝土受弯构件承载力评估模型,可为现役海港码头钢筋混凝土结构耐久性评估及构件修复决策提供理论依据。     

锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力计算及破坏截面预测

通过锈蚀钢筋混凝土梁抗弯承载力试验,在已经提出的基于锈胀裂缝宽度的锈蚀率计算方法基础上,根据承载力试验结果建立了基于计算锈蚀率的锈蚀梁承载力计算方法,同时提出了锈蚀梁危险截面位置的预测方法,与已有研究成果的对比表明,该方法具有良好的准确性和实用性,可以为锈蚀梁残余承载力和危险截面的预测提供参考。     

内河框架式码头梁构件抗弯承载能力时变概率模型

港口码头梁构件的长期安全服役关乎整个码头结构的安全性,内河环境下由于混凝土碳化引起的钢筋锈蚀是导致码头梁构件强度退化的主要原因。位于长江上游的内河框架式码头常年处于相对湿度变化的服役环境且长期承受弯曲应力作用,将加剧码头梁构件的碳化进程,严重威胁码头整体结构的耐久性。依托长江上游某典型港口框架式码头结构,以综合考虑相对湿度变化和弯曲应力二者共同影响的混凝土碳化模型为基础,结合钢筋混凝土材料锈蚀钢筋截面积、锈蚀钢筋强度、受弯构件承载力时变模型,采用Monte Carlo随机模拟方法计算得到在设计使用年限50 a内码头梁构件抗弯承载能力时变概率分布。在此基础上经统计分析建立了内河框架式码头梁构件抗弯承载力时变概率模型,为内河港口码头结构的耐久性评估提供理论依据。     

港口工程钢筋混凝土结构性能退化模型研究

根据应力和氯离子共同作用下港口工程混凝土结构的性能退化机理,确定了描述结构性能退化的参数：以承载 力描述结构安全性退化,以刚度和纵向裂缝描述结构适用性退化。考虑了应力大小、持续时间和氯离子对结构性能的综合 影响,提出了港口工程钢筋混凝土结构钢筋锈蚀率计算模型。以钢筋锈蚀率为表征参数,通过理论分析和室内试验,建立 了港工钢筋混凝土结构承载力衰减模型、纵向裂缝开展模型和刚度退化模型。     

港口工程钢筋混凝土结构性能退化模型研究

根据应力和氯离子共同作用下港口工程混凝土结构的性能退化机理,确定了描述结构性能退化的参数:以承载力描述结构安全性退化,以刚度和纵向裂缝描述结构适用性退化。考虑了应力大小、持续时间和氯离子对结构性能的综合影响,提出了港口工程钢筋混凝土结构钢筋锈蚀率计算模型。以钢筋锈蚀率为表征参数,通过理论分析和室内试验,建立了港工钢筋混凝土结构承裁力衰减模型、纵向裂缝开展模型和刚度退化模型。     

混凝土内通电锈蚀钢筋锈蚀率计算

钢筋锈蚀是引起混凝土结构耐久性问题的首要原因,钢筋锈蚀不仅导致自身截面损失,力学性能降低,同时引起混凝土开裂和降低与混凝土的黏结强度。为在较短期限内获得大量锈蚀钢筋试件,国内外学者多采用通电加速锈蚀方法。文中,研究氯离子侵蚀下的混凝土试块内钢筋的通电加速锈蚀问题,在运用Fick定律计算获得钢筋起锈时间的前提下,基于Faraday电解定律,推导并获得了钢筋锈蚀率的计算公式,并最终得到试验验证。研究结论和试验方法可为通电加速试验在实验室中的运用提供参考依据。     

桩土作用下缺陷大管桩单桩极限承载力理论计算

码头大管桩出现的不同类型缺陷,如混凝土脱落和钢筋锈蚀,会造成码头承载能力下降。基于完整桩-土体系的荷载传递理论,推导获得缺陷桩剩余极限承载力的计算公式。依托工程实践,考察混凝土剥落和钢筋锈蚀这两种缺陷类型对单桩极限承载力的影响,并得出相应结论：混凝土剥落位置对单桩竖向极限承载力和单桩抗拔极限承载力有影响,混凝土剥落位置位于土层内部会减小单桩竖向极限承载力和单桩抗拔极限承载力,单桩竖向极限承载力减小0.07%,单桩抗拔极限承载力减小1.72%;但对桩身竖向承载力却不同,混凝土缺损对桩身轴心受压承载力减小25.65%,钢筋损失对桩身竖向承载力减小20.95%。混凝土缺损比钢筋缺损对桩身各项承载力的影响要大得多。     

钢筋锈蚀引起混凝土开裂过程的研究

本文根据Fiek定律,建立了混凝土中钢筋锈蚀的数学模型,应用快速锈蚀试验的结果推出了钢筋锈蚀引起混凝土开裂时间的计算公式,并将其推广应用于实际港工结构,所得计算结果与实际情况十分吻合。     

基于CT扫描技术的混凝土结构裂缝宽度与钢筋锈蚀率相关性分析*

为了了解混凝土结构的裂缝宽度与钢筋锈蚀率之间的关系,同时掌握裂缝宽度及钢筋锈蚀率的无损检测技术,特别采用CT扫描技术,对一批加速腐蚀的混凝土构件进行测试,得到了混凝土构件的裂缝宽度及锈蚀率,分析钢筋锈蚀率与裂缝宽度的相关性。从分析的结果来看,钢筋锈蚀率与裂缝宽度的相关曲线与其它学者研究的曲线趋势一致,但变化率有所不同,该曲线可以为揭示混凝土结构裂缝宽度与钢筋锈蚀率变化规律提供参考,同时CT扫描技术可以推广应用在混凝土无损检测中。     

天津港高桩码头锈蚀损面板残余承载力试验及估算方法的研究

对码头维修拆换下的六块不同锈蚀破损程度的面板进行了室内承载力试验，建立了用构件断面负筋平均锈蚀率及钢筋与混凝土之间粘结力综合评估构件残余承载力的有关估算公式。     

锈蚀钢筋混凝土桥墩滞回性能的数值模拟

基于钢筋混凝土桥墩低周反复荷载试验结果,利用ANSYS有限元分析软件,建立桥墩的有限元计算模型,并对其进行承载力验证及低周反复荷载试验下全过程的非线性有限元分析,与相应试验结论吻合较好.通过施加温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用,进一步研究钢筋锈蚀后桥墩在不同锈蚀率下滞回曲线、骨架曲线以及桥墩耗能能力.分析比较表明:用温度场模拟钢筋锈胀力对混凝土桥墩的作用可以取得令人满意的结果.本方法可供锈蚀桥墩的抗震性能研究参考.     

力与氯盐侵蚀耦合作用下TRC叠合梁的力学性能退化研究

使用预制织物增强混凝土(TRC)永久性模板制作叠合梁构件,并采用电化学侵蚀方法,加速侵蚀,继而开展抗弯试验,分析了2根对比梁和5根TRC叠合梁在氯盐侵蚀作用下溶液浓度、持荷状态、锈蚀率的不同对TRC叠合梁受弯性能的影响.结果表明:锈蚀状态下TRC叠合梁的力学性能退化情况优于普通梁;U型TRC梁模可以阻碍氯离子的渗入,延缓梁内钢筋锈蚀;溶液浓度的提高、钢筋锈蚀率的增大是影响TRC叠合梁承载力下降的直接因素;在较小的锈蚀率下,TRC叠合梁的屈服荷载和极限荷载略有提升.在试验分析的基础上,给出了TRC叠合梁在锈蚀状态下的承载力计算公式,理论计算结果与试验结果较为吻合.     

钢筋坑蚀对混凝土柱偏压性能的影响

坑蚀是混凝土钢筋锈蚀的主要形式之一。与钢筋均匀锈蚀相比,钢筋坑蚀具有显著的不确定性和更大的截面损失等特点,对混凝土构件的性能具有一定的影响。借助Monte Carlo模拟,分析了锈蚀钢筋混凝土柱的偏压抗力性能,研究了钢筋坑蚀对混凝土偏压柱承载能力的影响。结果表明,钢筋坑蚀的随机性对柱的可靠性有很大影响,钢筋坑蚀构件承载力的下降速度比均匀锈蚀更快,对柱的耐久性具有潜在危害。     

FRP筋混凝土简支深梁力学性能试验研究

为解决海港工程中钢筋混凝土结构钢筋锈蚀问题,采用纤维增强塑料筋(FRP)代替传统钢筋,开展了不同配筋情况下FRP筋增强混凝土深梁的力学性能试验,对FRP深梁在荷栽作用下的截面特性、裂缝宽度、极限承载力和破坏形式等力学特性进行深入研究,为进一步在工程中开展应用提供了试验参考.     

港工预应力叠合梁承载力评估

鉴于沿海港口工程预应力混凝土结构腐蚀破坏的严重性与特殊性,阐述其结构承载能力与安全性评估对于码头安全运营的必要性和迫切性,通过工程实例,介绍港工预应力混凝土结构承载能力计算与安全性评估的理论与方法,为类似预应力结构的承载力评估提供参考。     

锈蚀钢筋混凝土大偏心受压柱的数值模拟

基于锈蚀钢筋混凝土偏心受压构件承载力试验研究结果,运用ANSYS有限元分析软件,对锈蚀钢筋混凝土大偏心构件进行分析,通过温度场模拟钢筋锈蚀作用,得到锈蚀构件破坏特征及承载力随锈蚀程度的变化规律。经对比试验结果,该有限元模型数值计算与试验结果能较好吻合,温度场模拟钢筋锈蚀较理想。对不同直径钢筋影响受压柱承载力和裂缝分布规律进一步分析,结果表明:同等条件下,随着钢筋直径增加,钢筋锈胀力减小,裂缝开裂分布区域发生变化。     

基于混凝土pH值预测的钢筋初锈时间预测

用线性方法模拟碳化过程中混凝土的pH值随混凝土深度的变化曲线,并提出了-个pH值预测模型,该模型可以计算任意时刻、混凝土内部任意-点的pH值。用本文提出的pH值预测模型计算钢筋表面任-时刻的[OH-],用氯离子扩散模型计算钢筋表面任-时刻的[Cl-],以[Cl-]／[OH-]达到临界值作为钢筋锈蚀的条件,就可以预测混凝土内部钢筋开始锈蚀的时间,从而预测混凝土结构的使用寿命。     

高桩码头结构锈蚀破损原因分析及对策

通过对天津港高桩码头的锈蚀破损现状调查数据的归纳分析 ,指出高桩码头结构以锈蚀破损为其主要破损型式 ,并提出了产生高桩码头结构锈蚀破损的主要原因。在分析钢筋混凝土结构中混凝土的破损原因基础上 ,提出了减缓钢筋混凝土结构内钢筋锈蚀破损的主要措施 ,可供既有码头结构的维护和新码头建设时参考。文中特别指出提高钢筋混凝土中混凝土施工质量的均匀性比采用高强混凝土及增加保护层混凝土厚度对减缓钢筋混凝土内钢筋锈蚀速度的效果更理想。同时提出利用先进的电子技术改造沿用几十年的振捣捧密实混凝土的传统工艺 ,是当前钢筋混凝土施工中迫切需要解决的关键技术。     

采用耐久性指数对码头混凝土结构耐久性设计的评估

海洋环境中,因钢筋锈蚀导致混凝土结构耐久性下降的现象普遍存在。从码头结构设计、混凝土的材料和施工等方面对广西防城港旅游码头主体混凝土结构的耐久指数(Tp)进行分析计算,并结合结构所处的腐蚀环境的环境指数(Sp)对混凝土结构的腐蚀风险进行评估,结果表明:必须从码头结构设计、混凝土的原材料、混凝土和施工等方面严格控制,才可保证其50 a的耐久性设计使用年限。