高桩梁板码头体系可靠度计算及寿命预测

氯离子侵蚀是造成高桩梁板码头钢筋锈蚀、承载力下降、寿命缩短的首要原因。通过分析海洋环境下高桩梁板码头钢筋锈蚀的全过程,以及码头构件抗力衰减的影响因素,在蒙特卡罗法的基础上,抽样时采用超拉丁立方抽样方法,计算了高桩梁板码头体系可靠度,最后给出了某码头横梁钢筋锈蚀深度及体系可靠度随时间的变化曲线,并根据体系可靠度变化曲线预测了码头寿命。寿命预测结果较为合理。     

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。     

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...     

氯盐环境下钢筋混凝土构件抗力的时变概率模型

氯盐环境下,钢筋混凝土结构的耐久性问题十分突出。其中,钢筋锈蚀、混凝土强度降低以及钢筋与混凝土之间的粘结性能退化是影响结构长期承载能力的最关键因素。在探讨钢筋混凝土构件长期承载力退化的过程中,大部分学者认为可采用结构的初始抗力与某一衰减函数之间的乘积来量化其抗力随时间的变化规律,结构抗力的概率分布的统计参数(均值、标准差)也相应的采用上述衰减函数进行拟合。事实上,均值和标准差随时间的变化规律并不相同,需要分别研究其各自的时变规律。文章将既有钢筋锈蚀、混凝土强度、钢筋混凝土粘结性时变模型中的主要影响参数(如:抗压强度、W/C等)均作为随机变量,提出了氯盐环境下钢筋混凝土结构抗力退化的随机模拟方法。基于该方法,对构件抗力概率分布的均值和标准差采用不同的时变函数进行拟合,建立了构件抗力的时变概率模型。以天津地区某高桩码头工程项目为例,通过上述随机模拟方法,计算得到了不同时刻下不同重要构件抗力的概率分布和统计参数。在此基础上,采用基于区段离散化思想的时变可靠度分析方法,评估了实例高桩码头中各重要构件在服役期内的时变可靠度。     

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。     

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。     

高桩码头结构检测和现状分析

在水上部分构件外观检查的基础上,通过对混凝土构件的强度、钢筋保护层厚度、钢筋锈蚀情况和氯离子含量分布情况等建筑材料的性能参数进行检测,综合分析某高桩码头的各项检测结果和结构现状,为该码头制定维修加固方案提供科学依据,也可为相关技术研究提供参考.     

不同环境条件下考虑荷载影响的氯离子扩散模型

钢筋锈蚀是造成钢筋混凝土构件耐久性破坏的重要因素之一,氯离子侵蚀是海洋环境下钢筋锈蚀的首要因素。根据相关文献给出的不同海洋环境、不同荷载水平作用下混凝土中氯离子扩散的实验数据,通过拟合给出氯离子扩散荷载影响系数与构件应力状态之间的关系式及混凝土表面氯离子浓度随时间变化的统计公式,建立了考虑荷载影响的氯离子扩散模型。多组现场实测数据检验表明,建立的考虑荷载影响的氯离子扩散模型是合理的,具有较好的适用性与实用性。     

基于检测数据的钢筋混凝土氯离子侵蚀寿命预测

在对已建多年的钢筋混凝土码头结构检测的基础上,通过分析海工混凝土强度的经时变化,使用混凝土的检测强度值来估计其水灰比;通过检测数据获得能够体现混凝土构件差异性的扩散系数变化的综合系数;使用经检测数据拟合得到的表观表面氯离子浓度进行混凝土氯离子侵蚀寿命计算。最后使用某一码头检测数据,预测该码头氯离子侵蚀剩余寿命。     

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。     

钢筋混凝土结构钢筋锈蚀模型及影响因素分析

在海洋环境下,钢筋混凝土构件的物理、力学特性随时间发生明显变化,使结构的安全度降低。影响钢筋混凝土构件耐久性的主要原因是钢筋锈蚀。关于钢筋锈蚀计算,有多种计算模型,不同计算模型的计算结果存在着较大差异,计算模型中相关参数的取值也有很多不同研究成果。本文通过算例,对各种模型及其相关参数的影响进行比较分析,可为钢筋混凝土结构耐久性设计和开展进一步研究工作提供参考。     

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。     

Degradation of bond strength and deformation between TRC-confined seawater sand concrete and BFRP bars under chloride corrosion environment

The interfacial bonding performance between seawater sand concrete and basalt fiber reinforced polymer (BFRP) bars were tested under different textile reinforced concrete (TRC) confinement layers, confinement sequences and chloride salt dry-wet cycles. The results show that TRC confinement can change the failure mode of the specimen and improve the ductility of specimens. With the increase of corrosion age, compared with the specimens with the same restrained layers in the conventional environment, the ultimate bond strength of restrained specimens before corrosion gradually decreases, and the slip value when reaching the ultimate bond strength also slightly decreases. The bond strength of the pre-restrained corroded specimens has the same development trend. Based on the bond-slip model of deformed steel bars and concrete proposed by Eligehansen for the first time in 1983—BPE model, under the control of TRC confinement and corrosion age, the relationship between the TRC confinement layer and the ultimate bond strength and slip of seawater sand concrete and BFRP steel bar is established. By fitting and predicting the ultimate bond strength, corresponding slip value, and corrosion age control of different TRC confinement layers, it is found that the confinement effect will not be significantly improved when the confinement layers exceed 4 layers. Under long-term chloride corrosion, the failure mode of the specimen may still change into splitting failure when the number of restrained layers is small.     

氯盐环境条件下混凝土氯离子侵蚀模型及其研究进展

通过对钢筋混凝土氯离子腐蚀机理的分析,综合讨论氯盐环境条件下影响混凝土氯离子侵蚀的各种机理。总结国内外对混凝土氯离子侵蚀模型的最新研究进展,并分析评价了考虑多种机理氯离子侵蚀模型的特点和适用条件,为氯盐环境条件下混凝土的耐久性评估提供参考。     

海工钢筋混凝土结构锈裂宽度与锈蚀率的关系及其对黏结力的影响

综述了钢筋混凝土胀裂后裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系及对钢筋黏结力的影响,并以实验数据为基础,比较了各理论值之间的差异,讨论了差异产生的原因,最后提出不同模型的适用条件.结果可为海工混凝土结构安全性评估提供参考.     

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。     

碳纤维加固技术在港口码头改造工程中的应用

目前混凝土结构的碳纤维加固技术主要用于陆上土木工程的结构物修复,由于港口码头的水工结构物均处于潮湿、水位变动频繁、氯离子含量较高的环境下,在原有港口工程案例中主要应用该技术加固混凝土结构的次要构件.本工程首次将碳纤维加固技术应用在码头结构物主要受力构件的加固中并取得成功,可为码头水工建筑物的加固修复提供参考.     

考虑荷载影响的钢筋混凝土构件钢筋锈蚀模型

对现有典型钢筋锈蚀模型进行了比较分析,选择考虑因素较全面合理的Youping Liu指数模型作为钢筋锈蚀基本模型。将考虑荷载影响的氯离子扩散模型引入钢筋锈蚀基本模型中,建立了考虑荷载影响的钢筋混凝土构件钢筋锈蚀模型。通过实例计算,分析了钢筋锈蚀速度随时间的变化规律。     

基于ANSYS的钢筋混凝土构件裂缝宽度计算方法

以大型通用有限元计算软件ANSYS为平台,建立了荷载作用下钢筋混凝土构件裂缝宽度的一种计算方法。采用ANSYS中的Solid 65单元模拟混凝土,Link 8单元模拟钢筋,三维非线性弹簧单元Combine 39模拟钢筋-混凝土界面的粘结滑移关系,将Houde提出的钢筋-混凝土间的粘结滑移本构模型引入ANSYS中以确定Combine 39弹簧单元的荷载-位移关系式。此外,在现有混凝土裂缝宽度计算方法的基础上,推导出适用于有限元分析的裂缝宽度计算公式,并应用ANSYS软件提供的二次开发工具——参数化编程语言(APDL)编制程序,在ANSYS后处理中实现混凝土构件裂缝宽度的计算功能。算例分析表明,与现有方法相比,该方法能更准确地计算各级荷载作用下钢筋混凝土构件的裂缝宽度。