海港码头剩余寿命预测

采用氯离子侵蚀作用下钢筋锈蚀速率模型,结合现阶段结构劣化规律研究成果,建立了海港码头使用环境下的构件承载力退化模型,提出应用时变可靠度理论解决抗力时变下码头可靠度计算问题。研究成果可用于海港码头剩余寿命的预测。     

无粘结预应力技术在码头维修中的应用

本文针对码头结构构造特点和腐蚀环境，提倡采用补加体外高强无粘结预应力筋的技术，并辅以可靠的防腐蚀损坏码头面枢施工技术可以解决海港码头高桩梁板式结构钢筋锈蚀问题。     

大水位差高桩梁板码头系靠船结构及前排桩基选型

以某综合码头为例,结合大水位差高桩梁板码头系靠船结构及前排桩基的选型,对其系靠船结构和前排桩基进行优化,提出了混凝土系靠船结构+PHC桩的新型高桩梁板码头结构形式,从结构受力、耐久性及经济性等方面与传统钢系靠船结构+钢管桩结构形式对比。结果表明:该新型码头结构受力明确、耐久性好,不仅降低了工程造价和使用期的维护费用,还有效地解决了钢结构易锈蚀等问题,为以后类似大水位差高桩梁板码头结构设计提供技术参考。     

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。     

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。     

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。     

考虑荷载作用下抗力时变特性的沿海钢筋混凝土结构可靠度分析

针对海洋环境下钢筋混凝土结构破坏影响因素复杂的特点,建立了荷载作用下的氯离子侵蚀模型和钢筋锈蚀率模型;将钢筋混凝土构件的抗力和作用荷载均视为随机过程,并离散为设计基准期内服从某种分布的随机变量,通过改进的一次二阶矩法计算结构的可靠度指标,建立了荷载作用下考虑构件抗力时变特性的海洋环境下钢筋混凝土结构可靠度分析方法。通过高桩码头的算例说明了该方法的可行性,研究了荷载作用对结构耐久性和承载力寿命的影响。     

高桩码头加固修复现状分析

总结高桩码头加固修复的总体思路,对高桩码头水上结构加固、水下结构加固、混凝土裂缝修复、混凝土保护层修补和防护、钢筋锈蚀补强和钢筋防腐等各方面传统做法和研究现状做出较为详细的总结及分析。     

钢筋混凝土梁的抗弯性能实验研究

基于舟山海港码头的锈蚀钢筋混凝土梁的足尺实验研究,对于海洋环境侵蚀引起钢筋锈蚀而导致的钢筋混凝土梁的耐久性失效情况进行了全面的研究,包括混凝土和钢筋材料性能的变化、抗弯承载能力的变化。基于材料性能的变化,利用有限元3D模型进行对照;分析了锈蚀钢筋混凝土梁在加载实验后的破坏过程和破坏形式,结合电化学加速的实验研究结果,研究了锈蚀钢筋混凝土梁的抗弯破坏机理和混凝土与钢筋的粘结应力,为钢筋混凝土结构的耐久性设计提供了依据。     

高桩码头结构的病害分析及施工的质量控制

近些年,随着港口工程设计、施工系列规范的不断完善和设计手段的提高,高桩码头结构设计已经比较成熟。论文首先阐述了高桩码头结构的特点,分析了高桩码头结构常见的病害,如裂缝,混凝土碳化及钢筋锈蚀,剥蚀及地基不均匀沉降等,并提出配合施工的详细的控制方法,旨在有效地降低了工程费用、缩短了工期、提高了高桩码头结构的安全度。     

基于电化学综合法的混凝土中钢筋锈蚀检测与评价

通过室内试验和工程实际应用,研究了基于电化学综合法的混凝土结构中钢筋锈蚀检测与评价技术。首先通过3组试件试验研究不同腐蚀条件、不同测试条件对混凝土电阻率、半电池电位和腐蚀电流密度3种电化学检测结果的影响规律,得到电化学综合法检测混凝土中钢筋锈蚀状况的递进式评定准则。以某高桩码头检测项目为依托,采用电化学综合法对混凝土中钢筋锈蚀状况进行检测,并根据该递进式评定准则对钢筋锈蚀情况进行综合评价。结果表明,基于电化学综合法的混凝土中钢筋锈蚀检测与评价技术可有效提高钢筋锈蚀状况检测的准确性和可靠性。     

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。     

码头结构耐久性设计方案比选

为了提高钢筋混凝土的耐久性,需合理采取防腐技术措施。通过工程实例对码头结构耐久性设计进行方案比选。通过对环氧涂层钢筋混凝土和高性能混凝土的技术及经济比选,再根据我国目前施工水平的实际情况,对码头结构耐久性设计提出了可行、可靠的方案。经工程实践证明,使用环氧树脂涂层钢筋是提高高桩码头使用寿命的有效措施,并因此降低了整个使用周期的成本。     

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。     

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...     

混凝土保护层厚度施工允许偏差

钢筋腐蚀是造成水运工程钢筋混凝土破损的主要原因之一,混凝土保护层是保证钢筋延迟开始腐蚀时间的重要屏障。文中对混凝土保护层厚度施工允许偏差的确定进行了研究和讨论,以合理有效地控制混凝土保护层厚度施工允许偏差,提高水运工程混凝土结构使用寿命。     

Behavior of circular concrete columns reinforced with hollow composite sections and GFRP bars

Hollow concrete columns (HCCs) constitute a structurally efficient construction system for marine and offshore structures, including bridge piers and piles. Conventionally, HCCs reinforced with steel bars are vulnerable to corrosion and can lose functionality as a result, especially in harsh environments. Moreover, HCCs are subjected to brittle failure behavior by concrete crushing due to the absence of the concrete core. Therefore, this study investigated the use of glass fiber-reinforced polymer (GFRP) bars as a solution for corrosion and the use of hollow composite-reinforced sections (HCRSs) to confine the inner concrete wall in HCCs. Furthermore, this study conducted an in-depth assessment of the effect of the reinforcement configuration and reinforcement ratio on the axial performance of HCCs. Eight HCCs with the same lateral-reinforcement configuration were prepared and tested under monotonic loading until failure. The column design included a column without any longitudinal reinforcement, one reinforced longitudinally with an HCRS, one reinforced longitudinally with GFRP bars, three reinforced with HCRSs and different amounts of GFRP bars (4, 6, and 8 bars), and three reinforced with HCRSs and different diameters of GFRP bars (13, 16, 19 mm). The test results show that longitudinal reinforcement—whether GFRP bars or HCRSs—significantly enhanced the strength and displacement capacities of the HCCs. Increasing the amount of GFRP bars was more effective than increasing the bar diameter in increasing the confined strength and the displacement capacity. The axial-load capacity of the GFRP/HCRS-reinforced HCCs could be accurately estimated by calculating the load contribution of the longitudinal reinforcement, considering the axial strain at the concrete peak strength. A new confinement model considering the combined effect of the longitudinal and transverse reinforcement in the lateral confinement process was also developed.     

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。     

对水运工程钢筋混凝土结构实体保护层作用的认识

钢筋腐蚀是造成水运工程钢筋混凝土破损的主要原因之一，混凝土保护层是保证钢筋延迟开始腐蚀的重要屏障。认识保护层的主要作用，对提高水运工程混凝土结构使用寿命具有重要意义。     

钢筋保护层厚度对裂缝及配筋的影响

基于耐久性及保证混凝土握裹层对钢筋的锚固作用,现行水运及水利工程钢筋混凝土结构设计规范对钢筋的最小保护层厚度均做了要求,但对最大保护层厚度未做限定。对于桩基梁板结构,为施工方便,设计中往往采取增大保护层厚度的方式来避免主筋在桩基周围截断并弯折。以现行规范为基础,结合工程实例分析后认为,混凝土最大保护层厚度的适宜取值区间为100~150 mm。本结论对今后类似工程,尤其是沿海高桩梁板码头的设计工作具有一定的借鉴作用。