水运工程受弯构件的混凝土裂缝宽度计算建议

针对水运工程混凝土受弯构件采用高强钢筋后裂缝宽度计算的问题,通过分析国内各专业混凝土规范的裂缝宽度计算公式,得出水运工程规范裂缝宽度的计算结果最大。在设计中虽然采用高强钢筋,但钢筋用量基本不变,限制其强度的发挥,不利于高强钢筋的推广,根据其他学者的同类统计公式,提出适用于水运工程的裂缝宽度修正公式,并经对比验证。结果表明,本文公式与其他公式符合性较好,可供规范修订时参考。     

港口工程混凝土结构耐久性极限状态研究

通过对有关耐久性和耐久性极限状态定义的总结,结合港口工程结构特点,提出了可用于结构设计的港口工程混凝土结构的耐久性极限状态。对钢筋混凝土结构构件和采用螺纹钢筋作为预应力筋的梁、板,以承载力、挠度和纵向裂缝宽度分别劣化到某一限值作为控制的耐久性极限状态;对于采用钢绞线或钢丝作为预应力筋的预应力混凝土结构构件和采用螺纹钢筋作为预应力筋的桩,以钢筋脱钝作为耐久性极限状态。     

门机荷载作用下高桩码头结构响应试验研究

通过对高桩码头泊位的码头结构进行调查,对门机荷载作用下的码头进行结构响应试验,同时对码头结构的承载力、裂缝宽度、挠度和抗裂等进行复核计算,结果表明:在门机荷载作用下,门机轨道梁应变未达到混凝土开裂极限,裂缝宽度变化可忽略,横梁混凝土应变未达到混凝土开裂极限;在设计荷载作用下,码头门机轨道梁抗弯承载力满足规范要求;剪力荷载作用效应设计值大于承载力设计值,不满足规范要求;最大裂缝宽度计算值大于裂缝宽度限值,不满足现行规范对裂缝宽度的限制要求;挠度计算值均小于挠度限值,满足规范要求。     

港口工程钢筋混凝土结构性能退化规律概率分析

以结构满足规范规定最低耐久性要求为前提,对港口工程钢筋混凝土结构的钢筋锈蚀率、承载力可靠度、纵向裂缝宽度和刚度退化系数进行了概率分析。结果表明,随着结构使用年限的增加,上述指标均有不同程度的降低。分析结果为制定合理的结构耐久性极限状态及建立相应设计方法提供了依据。     

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。     

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。     

玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋在混凝土梁中的抗弯性能研究

论文从以玻璃纤维增强塑料筋替代钢筋应用在海港工程等恶劣环境混凝土结构中,以解决钢筋锈蚀所引起的混凝土结构耐久性问题的思路着手。在对玻璃纤维筋材料基本物理力学性能研究的基础上,以钢筋为对比,进行了10mm的玻璃纤维筋混凝土构件的三点抗弯试验。结果表明:GFRP筋在抗拉性能方面远高于钢筋,但抗剪及抗压性能比钢筋差;GFRP筋混凝土梁的抗弯曲破坏能力高于钢筋混凝土梁,但同样荷载下,GFRP筋梁的挠度大于钢筋混凝土梁的挠度;最终破坏时钢筋混凝土梁只有纵向裂缝,而GFRP筋除了有纵向裂缝外,还有横向裂缝。     

框筒式码头结构拉板接头承载力试验研究

新型框筒式码头结构拟采用两种拉板接头,通过混凝土轴向拉伸试验,分析了不同翼缘宽度的工字钢接头、不同钢筋总面积和钢筋直径的钢板+钢筋接头的抗拉极限承载力及破坏形式。试验结果表明,工字钢接头的抗拉极限承载力小于混凝土全截面抗拉极限承载力;钢板+钢筋接头在全部钢筋提供的极限荷载大于混凝土全截面抗拉极限荷载时,接头抗拉极限承载力等于混凝土全截面抗拉极限承载力;钢板+钢筋接头的抗拉极限承载力高于工字钢接头的抗拉极限承载力,框筒式码头结构设计宜采用钢板+钢筋接头。     

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。     

《港口工程混凝土结构设计规范》介绍

作者从混凝土与钢筋混凝土的符号与单位、标准值和设计值、概率极限状态的设计方法、设计表达式、承载力计算、正常使用极限状态验算、构造及构件等方面,较全面地介绍了港口工程混凝土结构设计新规范的修订及补充内容。     

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。     

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.     

钢筋混凝土预制梁的均匀性检测方法

在港口工程中钢筋混凝土预制梁的应用很广,由于原材料质量和施工工艺等原因,预制梁常会出现空洞和冷缝等质量问题,因此对预制梁均匀性的控制和检测十分必要。简要介绍混凝土均匀性检测中探地雷达法和超声波法等无损检测方法的工作原理,提出钢筋混凝土预制梁均匀性检测的基本程序,应用于某港口T型钢筋混凝土梁的检测中取得较好效果。     

空间有限元理论在码头重型铺面结构设计中的应用

对于承受特重车辆荷载的港口铺面工程,其设计已不能按适用于普通车辆荷载作用的铺面设计规范进行控制设计。文中以国外某港口中承受特重车辆荷载的铺面工程实践为例,对此类铺面板采用有限元方法进行了空间弹性地基板受力分析,根据分析结果,对铺面板按钢筋混凝土构件进行抗弯强度、抗剪强度计算及限裂性验算,能够较直观地得出各种荷载情况下,铺面最不利位置及内力大小。     

不同应力状态下钢筋混凝土梁加速腐蚀试验研究*

开展了不同应力状态下钢筋混凝土梁电解液加速腐蚀试验,研究了加速腐蚀试验中通电时间、钢筋腐蚀率和荷载水平等外界条件对试验构件力学性能的影响,分析了钢筋锈蚀过程中梁截面应变变化和锈蚀裂缝产生情况,为进一步开展应力状态下钢筋混凝土梁的研究提供了试验参考。     

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...     

中英港口水工建筑物规范中荷载组合规则的要点分析

比较中英港口水工建筑物规范的荷载组合规则的一致性与差异性,中国各设计规范中荷载组合规则存在局部不一致,而英国标准BS 6349与欧洲统一设计标准保持较好的一致性。结合某码头工程实例,按中国标准荷载组合规则设计比按英国标准设计的灌注桩的主筋用钢量高约20%。     

高桩梁板码头的横梁配筋计算

高桩梁板码头的横梁高度较大,受桩基间距控制,跨径相对较小,也即跨高比较小,严格来说属于规范限定的深受弯构件。但在实际工作中,比较普遍的情况是深受弯构件按照普通的受弯构件来进行近似配筋。以现行规范为基础,通过工程实例分析这两种配筋方式后认为:同等情况下,深受弯构件比普通受弯构件计算配筋量增加30%～35%,对于高桩梁板码头的横梁或其他类似的深受弯构件,如按普通受弯构件来进行配筋,结果偏不安全。分析结论对今后类似的深受弯构件的设计工作具有一定的借鉴作用。     

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。     

应用于水运工程混凝土涂层测厚仪的精度分析

针对显微镜测厚仪和超声波涂层测厚仪在检测水运工程混凝土涂层厚度时都无法达到相关标准精度要求的问题,通过调研国内外相关规范对超声波涂层测厚仪精度的要求,选定±2μm与±5%两种精度要求,对实际厚度为53、129、252、492、2 349μm的标准片进行厚度测量,并分析测量偏差值与精度要求间的关系。结果表明,±5%的精度要求更适用于水运工程混凝土涂层的厚度检测。