基于中美欧规范的海水环境下混凝土耐久性设计对比

混凝土耐久性直接影响结构的安全和使用。为分析国外主流规范与中国规范在混凝土耐久性设计方面的异同,从设计使用年限、混凝土腐蚀部位划分、耐久性措施3个方面,对中美欧规范的海水环境下混凝土耐久性规定进行对比分析。结果表明,中美欧规范对码头类海工永久性结构的设计使用年限都可采用50 a,并对混凝土腐蚀部位都有竖向划分为4个不同区域的规定,而在不同腐蚀分区采用的耐久性措施方面有差异,主要表现在水泥种类、混凝土强度、混凝土水胶比和裂缝宽度等方面。     

提高港口工程结构设计使用年限的可行性研究

针对是否全面提高港口工程结构设计使用年限的问题,回顾目前我国港口工程结构设计使用年限确定的过程,对比分析国内外工程结构设计使用年限的规定,总结国内外设计使用年限100 a时的设计规定,分析提高港口工程设计使用年限需考虑的因素,讨论提高设计使用年限需开展的工作。研究认为,全面提高港口工程结构设计使用年限在技术上是可行的,但需要开展作用取值、结构可靠度分析、耐久性设计方法等多方面研究工作。参考国内其他行业和国外港口工程结构设计使用年限规定,结合我国港口使用现状,提出永久性港口建筑物设计使用年限仍采用50 a,对于特别重要的港口工程,可结合业主要求,采用50 a以上的建议。     

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。     

坦桑尼亚达港PHC桩耐久性设计

坦桑尼亚达港采用国内常规PHC桩,设计使用年限为60 a。对比中国标准、欧洲标准关于结构耐久性方面设计理念的差异,由于中外标准均没有针对60 a设计使用年限的结构耐久性设计方法,所以利用国内外典型的混凝土结构耐久性计算模型,如欧洲Duracrete模型、《水运工程结构耐久性设计标准》模型、港珠澳大桥耐久性设计模型,考虑PHC桩的使用环境,进行常规PHC桩达到60 a设计使用寿命需要的保护层厚度及混凝土氯离子扩散系数两项耐久性控制指标的计算,提出PHC桩耐久性控制指标,获得认可,将中国标准产品输出国门,节约了大量PHC桩模具改造费用。     

港口结构抗震设计方法的发展（2）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定。该系列论文共分6部分,此文为第2部分。分析和比较了我国规范、美国指南、日本规范和《港口结构抗震设计指南》中港口水工建筑物的抗震设防原则、设防目标和设防水准、建筑物的设防类别。结果表明:国外标准基本都采用多设防标准的抗震设计方法,根据港口水工建筑物的重要性和性能要求划分了不同的抗震等级。     

新建海港工程浪溅区钢筋防腐蚀的根本措施

针对海工寻筑物浪溅区钢筋严重腐蚀，结构耐久性差的问题，阐述了如何提高新建工程混凝土构件保护层对氯化物的抗渗性的影响，首先介绍了现行国际标准的有关规定和今后修改趋势。然后分析我国现行港口规范与它们的差距，还就如何修改我国现行港口规范提出了几点建议。     

港口结构抗震设计方法的发展（4）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定。此系列论文共分6部分,该文为第4部分,分析和比较了我国、美国和日本规范中重力式码头和板桩码头抗震设计的方法。比较表明,对于重力式码头抗震设计,我国规范计算惯性力时考虑了加速度系数沿码头高度的变化,日本规范在基于地震危险性分析结果确定的地震系数中包含着要求控制的变形。对于板桩码头抗震设计,我国、美国和日本规范计算拉杆拉力和板桩墙弯矩时采用的方法不同。     

海港混凝土结构耐久性设计国内外对比及工程应用

钢筋混凝土结构耐久性影响结构的安全性和使用性,国内外相关设计规范都对混凝土结构耐久性做出了明确规定。为分析各国规范在混凝土耐久性设计方面的异同,选取中国、英国和美国标准,对环境暴露等级、混凝土材料和构造等耐久性设计内容进行对比分析。结合工程实例给出了按各国规范的耐久性设计内容。分析表明：各国规范都将环境划分为若干类别,根据不同的环境类别采取不同的耐久性设计,主要包括混凝土材料、混凝土保护层厚度、限裂措施等方面。     

港口结构抗震设计方法的发展（5）

以我国、美国和日本的港口码头设计规范、手册为基础,对我国、美国和日本港口码头抗震设计的方法进行了分析,同时介绍了国际航运协会标准《港口结构抗震设计指南》的有关规定.此系列论文共分6部分,该文为第5部分,分析和比较了我国、美国和日本规范中高桩码头的抗震设计方法.比较表明:对于高桩码头抗震设计,我国规范和美国规范采用反应谱法确定地震力,日本规范则将地震危险性分析得到的结果作为输入的地震波,根据结构的反应确定地震系数.美国规范给出了多种码头变形的计算方法.     

港珠澳大桥长寿命海工高性能混凝土配制

针对120 a设计使用年限要求,阐述港珠澳大桥不同主体结构海工高性能混凝土基本性能设计的原则。在暴露试验得出的混凝土长期耐久性影响因素的基础上,系统研究配合比参数对混凝土性能的影响,介绍满足桥梁、隧道等不同结构工作性、强度、耐久性及体积稳定性要求的长寿命海工高性能混凝土的配制基本思路与方法。     

港珠澳大桥主体混凝土结构120a使用寿命耐久性对策

跨越伶仃洋海域的港珠澳大桥提出了120 a使用寿命的建设目标,如何提高外海、高温、高湿环境下混凝土结构耐久性是工程建设面临的重大问题之一。结合港珠澳大桥工程实践,在工程建设前期和设计施工阶段,开展了针对混凝土结构耐久性的系列研究工作。在研究成果基础上,从耐久性设计、施工及后期维护等方面,提出了为确保港珠澳大桥达到120 a使用寿命所应采取的耐久性对策和措施。     

表面硅烷憎水处理混凝土码头结构的现场施工效果分析

港口混凝土结构常需采取一些特殊措施来提高结构的耐久性。近年来,试验室研究结果已充分证明采用硅烷憎水表面处理技术提高混凝土结构的耐久性是可靠的,并且该技术在实际工程中已得到越来越多的应用。在实际工程中,由于现场条件的限制,施工质量对上述混凝土表面防护措施的有效性会产生显著影响。因此,科学评价现场硅烷憎水表面防护技术的施工效果是合理预测应用该技术的港口混凝土结构的耐久性和使用寿命的前提。本项目现场调查分析了某新建码头混凝土结构硅烷憎水处理的实际施工效果(包括混凝土保护层厚度、硅烷浸渍渗透深度、内部钢筋自然电位等参数的现场详细调查),为港口环境下混凝土码头硅烷憎水处理的施工提供重要数据,并为硅烷憎水处理混凝土结构在海洋环境下的耐久性和使用寿命设计奠定基础。     

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。     

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。     

船闸大体积混凝土温控技术应用

针对大体积混凝土频繁产生温度裂缝这一普遍现象,结合具体工程对混凝土温控措施、温控标准进行研究和总结,温控标准和要求主要采用有限元仿真分析的方法研究结构内部温度场和温度变化情况并结合工程经验确定,温控措施主要是控制原材温度、设置冷却水管系统、实时监测温度变化情况,得出入模温度、内部最高温度、内外温差、降温速率、冷却水与混...     

大管桩混凝土力学性能、抗氯离子渗透性和抗冻性研究

对大管桩混凝土的物理力学性能、抗氯离子渗透性能和抗冻性能进行系统研究。对大管桩混凝土的各项性能指标进行系统的测试和分析,并通过扫描电子显微镜（SEM）和压汞试验的微观测试手段,对大管桩混凝土的硬化水泥石结构的晶体形貌和孔隙结构进行微观分析。此外,通过对国内服役近20年的多座大管桩码头开展广泛的耐久性调查和取样分析,获得在役大管桩耐久性状况的宝贵资料,包括海水中氯离子对大管桩的侵蚀情况和冻融侵蚀环境下大管桩的实际耐久性状况。研究表明：大管桩混凝土具有优异的物理力学性能和耐久性指标,具有高强度、高密度、高弹性模量、低渗透性和高抗冻性的综合性能。     

纤维增强塑料（FRP）筋混凝土结构在港口工程中的应用

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（FRP）筋代替传统钢筋,结合国内外相关规范,提出了港口工程中适用的FRP筋增强混凝土构件的设计计算方法,并对不同的设计控制指标进行了足尺寸构件力学性能试验验证,同时在某出运码头部分节段全部采用纤维增强塑料（FRP）替代钢筋工程试验,为解决港口工程耐久性问题提供了良好的工程实例。