先张法预应力混凝土空心板过火后损伤评估

随着我国桥梁业的发展,桥梁遭受火灾的数量也在不断增多,为了研究火灾作用后先张法预应力混凝土空心板的实际损伤,以某省一座经历火灾后中小跨径预应力混凝土空心板梁为工程背景,对进行外观、特殊检测,推定火灾现场温度,并对单梁剩余承载能力评定。结果表明:火灾温度效应下,混凝土会发生爆裂、剥落,严重降低结构有效截面面积,造成混凝土强度、钢绞线强度及有效预应力下降;据火源中心越近碳化深度越大,但是对于混凝土爆裂区并不成立,即碳化深度不适用于评价火灾中发生混凝土剥落的构件;混凝土梁桥过火后需使用适当工具对其锤击检查,以便及时发现内部爆裂区域。     

某城际铁路混凝土桥墩火灾后检测评估与处治北大核心

某城际铁路高架桥一圆端形混凝土桥墩发生火灾,桥墩过火时间约12 min。为了解火灾对桥墩的影响并指导后续维修处治,对火灾现场进行调查,并对混凝土抗压强度、碳化深度、内部缺陷,以及钢筋保护层厚度和墩身垂直度进行专项检测;基于检测结果与温度场分析对材料性能与几何参数进行折减,采用有限元法分析桥墩承载能力;根据桥墩火灾后评估结果,对桥墩进行外包混凝土加固处治。结果表明:火灾仅造成墩身过火区域混凝土剥落,最大剥落深度4 cm;过火区域和未过火区域混凝土抗压强度未出现明显差异,碳化深度较小,混凝土弹性波速度变化不大,内部整体较为均匀;火灾高温最大影响深度55 mm,对钢筋的力学性能影响不大;墩身垂直度满足规范要求;墩身混凝土剥落区受火最高温度为500~700℃,未剥落区混凝土受火最高温度低于300℃;火灾后墩身混凝土压应力变化不大,墩顶纵向水平线刚度略有降低,墩顶水平位移有所增大,但均满足规范限值要求;该桥处治后,运营至今使用正常,处治效果良好。     

北京市南三环东铁营桥火灾后桥梁加固研究

桥梁在火灾高温下,构件混凝土局部爆裂、露筋,使混凝土和钢筋的强度及变形性能劣化,结构承载力降低。现结合北京市南三环东铁营桥火灾后检测评估实例,运用火灾中混凝土桥梁破坏机理,研究过火构件设计加固方案。其方法和思路可为处理类似混凝土桥梁火灾受损评定与加固提供有益的参考。     

火损后预应力混凝土空心板梁检测、评估与加固技术研究

火灾在短时间内产生高温并对桥梁结构造成损伤,一般虽不致使桥梁立即倒塌,但却降低了其安全性、适用性和耐久性,使其无法继续正常使用。火灾后,必须及时、科学地对受损结构构件进行损伤评估,才能为火损后桥梁的处治对策提供可靠的理论与数据支持。依托足尺预应力混凝土空心板梁火损试验,进行火损后预应力混凝土空心板梁的检测,研究火损后该类板梁构件的损伤表现。在受火过程中板梁底板混凝土可能会发生爆裂情况,可能导致钢筋及钢绞线外露,直接承受火焰的炙烤。火损后板梁的剩余承载力一方面与钢绞线处的平均过火温度有关,另一方面与混凝土的爆裂严重程度有关,若钢绞线处的平均过火温度较高且混凝土爆裂导致钢绞线外露,则在加载过程中钢绞线可能断裂,使得火损后板梁承载能力明显下降。根据实测的火损后预应力混凝土空心板梁剩余承载力大小,采用粘贴碳纤维布方式对空心板梁进行加固,研究该加固方法的实际加固效果。结果表明:钢绞线所遭受的最高温度是火损后预应力混凝土空心板梁评估中的一个重要指标。烧失量法是检测混凝土过火温度较为精确的一种方法,可供实际工程应用时参考。粘贴碳纤维布加固火损后板梁是一种行之有效的加固方法,但碳纤维布对于刚度的贡献几乎为零。     

混凝土强度对氯离子渗透侵蚀性能的影响

我国沿海地区混凝土结构长时间受到海水的侵蚀,严重影响建筑物的耐久性,其中,影响混凝土耐久性性能的主要原因是其收到海水中氯离子的侵蚀。因此,为提高沿海地区混凝土结构抗氯离子侵蚀能力,本文在真实模拟混凝土结构受氯离子侵蚀的环境,探讨在不同混凝土强度及干湿循环两种因素对混凝土抵抗氯离子侵蚀的影响。研究结果表明:混凝土试块在相同强度下,氯离子含量随着测量深度的增加而减小;且在相同测试深度下,强度越高氯离子含量越少,氯离子的扩散溶度越小。     

纤维掺量对混凝土抗氯离子渗透性能的影响

为研究纤维混凝土抵抗有害粒子侵蚀的能力,制备了3种纤维掺量的水泥混凝土,测试氯离子渗透系数,并研究了减水剂膜对氯离子渗透系数的影响情况;纤维掺量不同,氯离子迁移系数不同,并不是纤维掺量越多越好,当纤维掺量到达一定范围后,再掺加只会降低氯离子渗透性;试件表层附着的减水剂膜对混凝土氯离子迁移系数影响不大。     

弯曲荷载作用下水位变动区域混凝土中氯离子扩散规律试验

为了明确氯离子在水位变动区域混凝土中的扩散特性,研究了干湿交替条件和弯曲荷载共同作用下氯离子在混凝土中的扩散规律。试验过程中考虑3个试验因素:混凝土强度等级、弯曲荷载水平、应力性质。试验结果表明:随着混凝土强度等级的提高,氯离子扩散性能降低;随着荷载水平的提高,受拉区混凝土抗氯离子侵蚀的能力降低,受压区混凝土抗氯离子侵蚀的能力有所提高;受拉区混凝土抗氯离子侵蚀能力明显低于受压区;无论承受受压荷载还是受拉荷载,随着时间的延长,氯离子在混凝土中的扩散系数均逐渐降低。     

混凝土梁桥火灾后检测评估研究

某预应力混凝土高架桥火灾后受到损伤,为了制定维修措施,对火灾后桥梁进行检测评估。表观检测发现箱梁底板、腹板、翼缘板和桥墩墩身混凝土均有破损;综合热分析和X射线衍射分析得到桥梁火灾时的灼着温度;在箱梁火烧后的腹板处取芯样进行混凝土轴心抗压强度试验,截取过火后露出的主筋进行钢筋抗拉力学性能试验,得到的结果均满足规范要求;对受损前、后桥梁线形进行对比分析,桥梁未见明显下挠;动力特性测试结果显示火灾后桥梁整体刚度明显降低。依据检测结果及采用有限元软件计算得到的结构检算结果,判定该桥属危险构件,必须立即采取加固措施或拆除。     

沿海地区受潮汐氯离子侵蚀桥梁加固工法

沿海地区桥墩直接浸泡于海水中,长期受海水及氯离子侵蚀,钢筋混凝土构件出现混凝土剥落、钢筋锈蚀、顺筋开裂等病害,在烟威高速公路金山港大桥加固工程施工中,采用含钡硫铝酸盐水泥混凝土替换受病害混凝土同时加大桥墩截面的方法,为沿海地区受氯离子侵蚀而发生病害需进行加固的桥梁提供了可借鉴的经验。     

氯离子在预应力混凝土结构中扩散过程的有限元分析

为指导氯离子侵蚀环境下预应力混凝土结构耐久性设计和寿命预测,基于Fick第二定律的混凝土中氯离子扩散方程与热传导方程的相似性,考虑物理或化学吸附、毛细吸收、预应力等多种机制和因素对氯离子在混凝土内传输的影响,对氯离子扩散系数进行了修正,采用ANSYS中热分析模块对氯离子在预应力混凝土结构中的扩散过程进行数值分析.通过与氯盐侵蚀环境混凝土中氯离子浓度试验值进行对比,证明该方法能有效预测氯盐侵蚀环境混凝土中氯离子浓度分布.采用该方法对现役近海预应力混凝土铁路桥梁氯盐侵蚀情况进行模拟,分析得出服役60年左右该预应力混凝土铁路桥梁达到结构耐久性极限状态.     

海洋环境下沥青混凝土耐水稳定性试验研究

为探讨海洋环境对沥青混凝土水稳定性的影响,首先对比分析了沥青混凝土在淡水和海水两种介质中浸泡不同时间后,其冻融劈裂性能的变化情况,通过选用玄武石集料、SBS改性沥青,掺加水泥和抗剥落剂等改善措施,探究提升沥青混凝土抵抗海洋环境的能力,并进一步结合氯离子渗透实验及细观形貌测试,分析海水侵蚀沥青混合料性能的机理。结果表明,沥青混凝土经海水浸泡后,其冻融劈裂抗拉强度随浸泡时间增长而降低,使用SBS改性沥青及抗剥落剂能显著提高沥青混凝土的抗海水损害能力。海水的盐分很难扩散到沥青混凝土内部,随着水分蒸发,盐分主要集聚在沥青混凝土表面开口空隙中,产生结晶,进而加速混合料的破坏。     

预应力混凝土空心板梁桥火损后检测评定

桥梁结构在遭受火灾后,由于部分构件受火后会有不同程度的损伤,桥梁的承载能力可能会降低,从而影响行车安全。该文以某先张法预应力混凝土空心板梁桥火灾后的检测评定为例,分析了桥梁结构火灾的特点以及高温对桥梁结构的影响,介绍了火灾后桥梁检测评定的工作流程及方法。     

高抗氯离子渗透性能混凝土试验研究

氯离子侵蚀是氯盐污染环境下钢筋混凝土结构耐久性降低的一个主要原因，由氯离子侵蚀引起钢筋锈蚀而导致结构耐久性失效甚至破坏的现象已经引起了人们的密切关注，如何提高混凝土结构抵抗氯离子侵蚀的能力是目前研究的一个热点。本文对不同水灰比以及掺加粉煤灰、硅灰的混凝土的渗透性进行了试验研究，为配制高抗氯离子侵蚀性能混凝土提供了试验依据。     

海洋环境下混凝土中氯离子传输规律

为了解决海洋环境下混凝土结构过早腐蚀,达不到服役寿命的问题,通过对海洋环境下不同腐蚀区域、不同暴露时间的混凝土结构进行氯离子质量分数检测,研究了海洋环境下混凝土在不同区域、不同侵蚀时间的氯离子传输规律。结果表明:海洋环境下当侵蚀时间一定时,混凝土的氯离子质量分数由高到低依次为水下区、潮汐区、大气区,但潮汐区的混凝土外观损伤比水下区严重;当腐蚀区域相同时,混凝土中的氯离子质量分数随腐蚀时间的增加而增大,并随深度的增加而减小,最后趋于稳定;在腐蚀时间和腐蚀区域都相同的条件下,混凝土的抗氯离子侵蚀能力随水灰比的增大而减小。     

海洋环境中氯离子侵蚀与混凝土碳化诱发钢筋锈蚀失效概率的对比分析

提出了混凝土抗氯离子侵蚀和混凝土碳化概率模型。从混凝土结构部位、混凝土桥梁距海岸线距离、混凝土质量等角度对处于海洋环境中的混凝土桥梁因氯离子侵蚀和混凝土碳化而诱发钢筋腐蚀的概率进行对比分析,结果表明在海洋环境中混凝土桥梁各部位由于氯离子侵蚀而导致的失效概率远大于混凝土碳化导致耐久性失效概率。距海岸线距离、混凝土质量也是重要的影响因素。随着距海岸线距离的增加以及混凝土质量降低,氯离子诱发耐久性失效概率与碳化失效概率比值明显减小,混凝土碳化诱发钢筋锈蚀的权重增加。     

混凝土结构抗氯离子侵蚀试验研究及耐久寿命预测

通过试验对不同水胶比以及掺粉煤灰、硅灰的混凝土进行氯离子扩散系数测试,分析水胶比以及粉煤灰和硅灰等活性集料对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀性能的影响。根据试验结果对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久寿命进行预测。此研究成果可为氯盐污染环境下混凝土配制及结构耐久性设计与评估提供参考。     

混凝土桥梁火灾后损伤检测与技术状况评估

以遭受火灾的某混凝土桥梁为例，介绍该桥火灾后踏勘及结构特殊检测结果。采用表观推定不同构件的过火温度，并结合实测混凝土截面损失，对混凝土及钢筋材料性能折减，计算灾后主梁截面承载能力，进而依据规范对桥梁结构进行技术状况评估，可为同类桥梁火灾后的损伤检测评估工作提供参考。     

某预应力混凝土连续梁桥火损评估与加固

某大桥靠岛岸侧的5×35m连续梁引桥于2012年某日凌晨3时左右遭受火灾。为恢复该桥的使用功能,针对火损后的桥跨进行现场检测,并结合火场温度和结构温度场的模拟分析,对结构的受损程度进行综合评定。结果表明箱梁表面有较大面积的混凝土崩落,且造成钢筋外露,受火灾影响最为严重的是内侧翼板处,因火损导致8根横向预应力钢绞线外露。在此基础上针对箱梁混凝土火损后剥落采取砂浆修补或灌注并结合粘贴锚固钢板的措施;针对翼板横向预应力火损采取增设钢结构隔板的措施;针对结构整体采用张拉粘贴预应力碳纤维板的措施进行维修加固。经试验评定,验证了加固方案实施后的桥梁承载能力得以恢复。     

荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究现状与发展

处于海洋环境下以及撒除冰盐环境中的钢筋混凝土结构,氯离子侵蚀是其钢筋锈蚀的最主要原因.根据对氯离子侵蚀的认识过程和荷载作用型式分三个层次对混凝土中氯离子侵蚀性研究现状进行了总结:混凝土中氯离子传输机理、静荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究和反复荷载作用下混凝土中氯离子侵蚀性研究.提出荷载作用下混凝土中氯离子传输机理研究和侵蚀模型具有重要的理论意义和应用价值,是氯盐环境中承受荷载作用的混凝土桥梁结构耐久性研究的重要发展方向.     

盐冻循环作用下混凝土桥梁接缝耐久性试验研究

通过对包含直接胶接缝、打磨胶接缝、直接湿接缝和凿毛湿接缝的混凝土试件以及整体成型试件开展氯盐侵蚀与冻融循环耦合试验,研究了盐冻循环作用下不同类型混凝土桥梁接缝的耐久性。结果表明：盐冻循环作用下的接缝为混凝土耐久性薄弱环节,随深度增加接缝处混凝土中氯离子含量与整体成型试件愈接近,尤其是深度达到45 mm后,与氯盐浸泡环境相比,氯盐-冻融循环耦合环境中整体成型、直接胶接缝、打磨胶接缝、直接湿接缝和凿毛湿接缝试件的氯离子扩散系数平均值分别增加了32.05%、33.64%、32.81%、33.12%和32.91%;冻融循环导致了各类接缝黏结界面不同程度损伤,并放大了其抗氯离子侵蚀能力的差异性;冻融循环作用对接缝试件的损伤要大于整体成型试件,接缝面不做处理的试件要大于对应的接缝面处理试件,且对直接胶接缝试件的损伤最大;3种环境下不同试件耐氯离子侵蚀性能为整体成型>凿毛湿接缝>直接湿接缝(打磨胶接缝)>直接胶接缝,其中打磨胶接缝耐氯离子侵蚀能力与直接湿接缝相当。