上海轨道交通混凝土结构耐久性应用及展望

由于轨道交通特殊的服役环境,混凝土结构时常处于干湿交替、运营振动或局部腐蚀性介质侵蚀等环境状态中,混凝土耐久性问题已经引起专业人士的高度关注。介绍了上海轨道交通混凝土结构耐久性的发展历程和主要成果,分析探讨了氯离子迁移系数、电通量、抗碳化性能、早期抗裂性等混凝土耐久性主要技术指标;同时,根据近年来混凝土原材料的实际变化情况,重点分析城市轨道交通混凝土结构裂缝控制的难点及控制因素(如水泥比表面积、早期强度等),特别针对侧墙、顶板等难养护部位的裂缝控制措施进行了细化研究。     

基于贝叶斯更新和检测数据的服役混凝土桥梁剩余寿命预测分析

服役混凝土桥梁在恶劣环境和车辆荷载作用下,其服役性能随时间不断退化,而采用确定性退化模型无法合理建模分析退化过程中的不确定性。基于此,文章采用Gamma过程描述其退化过程,采用泊松过程模拟车辆荷载,采用广义Pareto分布控制随机荷载的变异性,提出了抗力-荷载效应均为随机过程的服役桥梁剩余寿命评估方法,并结合检测数据,采用贝叶斯更新方法,对Gamma过程分布的参数进行更新,通过服役桥梁抗力退化预测,得到桥梁对应的寿命分布状况,同时以一座服役混凝土实桥为例演示了所提出的服役混凝土桥梁剩余寿命评估方法。     

复杂应力状态下再生混凝土多轴试验研究

文章以服役期满的道路废弃混凝土为粗骨料,设计了6个道路再生混凝土试件进行常规三轴试验研究,分析再生混凝土在复杂应力状态下的破坏形态,获取了试件受力应力-应变全过程曲线.试验结果表明:道路再生混凝土与天然混凝的应力-应变曲线相似,侧向压力对再生混凝土强度有较大的影响.该研究结论可为深入了解再生混凝土的力学性能及指导道路再生混凝土应用于工程实践提供理论依据.     

混凝土结构的劣化与修缮

混凝土是多孔性材料,水能够通过孔隙和微细裂缝的毛细管吸收物理作用或静水压力渗入混凝土。叙述了麦达混凝土劣化模型、混凝土渗透性。通过若干工程实例,说明服役混凝土的劣化不可避免,只能积极采取措施使劣化延缓,通称改善混凝土的耐久性;汇集、分析了目前延缓混凝土结构劣化的技术措施,包括化学注浆,积极倡导该领域的创新实践。     

冻土爆破钻孔机械选型研究

文章介绍了冻土破坏特性与冻土破坏机理,分析了不同的冻土钻机和钻具的特点及适用条件,提出了合理的冻土钻机和钻具的选择原则.针对我国国情及高原多年冻土区地质结构特点和一些钻机钻孔试验结果,推荐了合理的冻土钻机及钻具选型,为高原多年冻土区的爆破施工提供借鉴.     

膨胀混凝土力学性能研究

混凝土的干缩会引起结构抗剪能力的下降，从而导致破坏模式的改变，即从弯曲破坏变为脆性的剪切破坏。膨胀混凝土通过在其硬化过程中的膨胀有效地减少了干缩对混凝土的不良影响，克服了一般混凝土的这一缺陷。而低水灰比膨胀混凝土的再膨胀，不仅能提高裂缝构件的耐腐性，而且还能提高结构的抗剪能力和诞性。     

青藏铁路昆仑山隧道综合施工技术

青藏铁路昆仑山隧道属典型高原冻土隧道,高原冻土、高寒缺氧、低气压、低氧分压等客观因素给隧道修建带来许多困难.文章从机械配套、通风、湿喷混凝土、仰拱作业桥、防排水结构、隔热保温层、低温早强耐久混凝土、供氧及健康监测等方面介绍了该隧道的综合施工技术,可供类似工程参考.     

浅谈共玉公路草皮植被护坡防护

在充分利用路基基底及取(弃)土场、便道等清表草皮的基础上,提出了快速恢复高原植被、及时防护加固路基边坡和代替圬工结构施作草皮边坡植被移植施工技术,有效减轻了对高原生态环境的破坏,保证了路基边坡的长期稳定,同时减少了路基圬工结构的数量,取得了较好的经济效益和社会效益.     

混凝土冻融循环破坏研究

抗冻性是混凝土耐久性的一个重要指标,本文介绍了冻融破坏的机理,同时论述了孔结构、饱水度、含气量等因素对冻融破坏的影响。     

隧道钢管混凝土复合支护结构承载特性研究

为研究钢管混凝土复合支护结构变形破坏特征及承载机制，考虑拱架-混凝土粘结滑移特性，在支护结构典型破坏模式的基础上，开展支护结构纯弯室内试验及精细化数值模拟研究，对试件在弯矩作用下的力学响应进行深入分析，明确拱架布设位置、喷射混凝土强度、钢筋网直径及保护层厚度等参数对结构承载性能的影响规律。结果表明，钢管混凝土无钢筋网试件（SRCS-FW）强度较低，混凝土迅速开裂后与拱架发生滑移破坏，钢管混凝土双层钢筋网试件（SRCS-FS）变形效果较好，呈现较好的后期承载特性；SRCS-FS试件临界滑移破坏强度较高，其极限弯矩比SRCS-FW试件极限弯矩高40.9%；构件弹性变形阶段拱架、钢筋网、混凝土三者协同作用效果明显，开裂阶段试件拉力主要由受拉侧钢筋网和拱架分担，压力由拱架和受压区混凝土分担；支护结构参数设计要综合分析其承载性能、经济性及工程经验和施工便利性。     

混凝土冻融循环破坏研究

抗冻性是混凝土耐久性的一个重要指标,本文介绍了冻融破坏的机理,同时论述了孔结构、饱水度、含气量等因素对冻融破坏的影响。     

盾构隧道管片接头抗剪力学性能研究

通过对南京长江盾构隧道环向管片接头进行的三组原型抗剪(无螺栓剪切、有螺栓逆剪和有螺栓顺剪)加载试验,分析研究了管片接头在剪力作用下的受力、变形和破坏特征,给出了管片接头混凝土接触面的静摩擦系数,得到了接头剪力主要由混凝土接触面承担、破坏形式为连接斜螺栓剪切延性破坏的结论。通过对管片结构的有限元数值模拟计算得出:接头处的剪力与轴力比小于接缝面的摩擦系数,管片不会发生相互错动,结构是稳定的。     

循环冲击荷载下喷射混凝土的动态力学性能及破坏模式研究

地下空间中频繁的动态荷载扰动会对支护结构的安全造成严重威胁。为探究喷射混凝土在高应变率循环冲击荷载下的动态力学性能变化和破坏模式,本文依托老营盘隧道,采用直径50mm的分离式霍普金森压杆（Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB）对混凝土试件开展循环冲击试验,从应力—应变行为、动态力学性能指标、能量转化规律、破坏模式等方面进行分析。研究结果表明,随着冲击次数增加,喷射混凝土峰值应力逐渐减小、极限应变和平均应变率逐渐增大;喷射混凝土吸收能基本不变,反射能增加、透射能降低;冲击过程中喷射混凝土试件中心细长微裂缝逐渐发育并增多,裂缝从外侧向中心处延伸,最后裂缝贯穿整个混凝土结构,发生突变破坏。     

基于RBF神经网络模型的钢筋混凝土拱桥损伤预测分析

为研究钢管混凝土拱桥在服役过程中的损伤状态,文章基于RBF神经网络模型,以某典型工程钢管混凝土拱桥为研究对象,引入结构柔度曲率变化作为损伤指标,围绕拱桥吊杆损伤和拱肋损伤两种模式,建立钢管混凝土拱桥预测模型进行损伤预测分析。结果表明,基于RBF神经网络模型的损伤预测方法简单且较易实现,能较好地预测钢管混凝土拱桥的损伤位置,并且可通过损伤函数反演出拱桥损伤程度,具有一定的现实意义和工程实用价值。     

海港码头胸墙混凝土裂缝成因及修补研究

海港码头胸墙混凝土由于处于复杂且严苛的使用环境中,在风浪冲刷侵蚀,船舶撞击以及上部荷载的作用下,混凝土结构表面十分容易产生裂缝,使得混凝土结构耐久性受到影响甚至急剧下降,严重危害码头混凝土结构的使用安全。文章介绍了海港码头胸墙混凝土结构裂缝产生的主要原因,阐述了海港码头胸墙混凝土结构裂缝修补的常见技术措施,并对裂缝修补中实际存在的问题进行了探讨。     

深海管道保温材料现状

简要讨论深海环境和深水海底管道保温材料的性能特点,主要介绍目前根据深海特殊的服役环境通常选用的聚丙烯、聚氨酯、环氧树脂、气凝胶以及相变储能材料等保温材料。介绍了这几种保温材料的密度、导热系数、吸水率等基本物理参数,适用的管道保温结构方式、海水深度以及长期服役温度。最后,列举国内外海底管道保温材料工程应用实例,可以看出聚氨酯和聚丙烯聚合物材料是目前海底管道最主要的保温材料。     

内张钢圈加固盾构隧道结构承载能力的试验研究——半环加固法

作为盾构隧道常见加固方式之一的内张钢圈半环加固工法,主要用于控制隧道衬砌的大变形,为隧道结构提供后期补强。文章结合半环加固工况下盾构隧道结构极限的承载试验,描述了其加固施工工艺,以及加固结构破坏的试验现象,得出了此工况下的结构荷载位移曲线,并分析了加固结构的关键性能点。试验结果表明,半环加固法能有效提高隧道的结构刚度及极限承载能力;钢板与混凝土衬砌的粘结面破坏导致结构整体破坏,是加固结构的关键控制因素。     

高原低温条件掺粉煤灰混凝土施工技术

根据掺粉煤灰混凝土技术形态,就高原低温地区掺粉煤灰混凝土可行性、经济性进行了分析,提出了掺粉煤灰混凝土配合比设计方案,并对掺粉煤灰混凝土施工配制、运输、浇筑、养护过程中的控制要点以及需要注意的事项做了详细的阐述。     

“工厂法”沉管隧道早期性能的足尺试验研究

由于沉管隧道管段体积大、结构形式复杂、施工工艺复杂,容易因温度、收缩以及约束等原因,造成管段结构在预制阶段出现危害性裂缝,进而影响结构的服役性能和耐久性能。文章依托在建港珠澳大桥沉管隧道工程实例,开展了足尺试验,对"工厂法"沉管管节关键部位的温度和应变发展实施了监测,分析对比了温度发展规律和应变发展规律。分析结果表明:在早期因混凝土水化热引起温度上升,整个管段结构膨胀受拉,温度到达峰值后逐渐下降,结构也收缩恢复;但由于混凝土自收缩等因素的存在,结构最终收缩受压。研究所提供的试验结果可作为深入进行数值分析的一个基础。     

现役混凝土桥梁材质劣化机理及耐久性评定方法探讨

本文结合桥梁结构特点,对影响现役桥梁结构耐久性因素如混凝土碳化、混凝土保护层厚度、氯盐腐蚀、碱—集料反应、钢筋锈蚀等进行劣化破坏的机理分析。同时结合现役桥梁实例对耐久性评定方法进行探讨。