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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

锈蚀钢筋混凝土小偏心受压构件承载力评估方法

混凝土中钢筋锈蚀造成结构性能退化进而影响到结构的承载力,本文在已有研究成果的基础上,立足现行计算理论,提出锈蚀小偏心受压构件承载力计算模型,并提供验证,为混凝土结构耐久性评估提供科学依据。     

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。     

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。     

海洋环境中钢筋混凝土耐久性设计综述

海洋环境中钢筋混凝土结构耐久性要求日益提高,文中对耐久性设计中应用的高性能混凝土、缓蚀剂以及各种类型的防腐钢筋、保护性涂层、阴极保护等方法进行介绍,重点阐述不同方法在各种环境中的适用性。可结合不同情况,选择适宜的耐久性设计方法。     

海工钢筋混凝土构造物维修技术

钢筋混凝土构造物暴露在海洋环境中容易出现钢筋锈蚀引起的耐久性破损,导致结构物整体加速腐蚀破坏,因此及时对破损钢筋混凝土构造物进行维修对延长结构使用寿命具有重要意义.海工钢筋混凝土构造物维修除了考虑修补材料一般性能以外还须考虑施工环境和耐久性问题.随着材料科技和施工技术的发展,人们研发出了适用于海洋环境的各种修补材料和施工工艺,能适用于不同的施工环境和施工要求.系统介绍和分析了目前常用于海工构造物维修中的一些维修新技术.     

海洋环境下在役钢筋混凝土构件抗弯可靠度的预估方法

在腐蚀介质作用下,在役钢筋混凝土构件抗弯承载能力逐步衰减、安全可靠性不断降低。基于海洋环境下钢筋混凝土受弯构件力学性能的劣化规律,提出了在役钢筋混凝土构件抗弯可靠度的预估方法,可为海洋环境下在役钢筋混凝土结构耐久性评估及维修决策提供理论依据。     

码头混凝土结构腐蚀损坏的成因分析及维护对策

日照港10万吨级煤炭出运码头于1986年5月投产使用。由于码头所处环境恶劣及建设时设计规范的局限性,目前煤码头混凝土构件已出现不同程度的腐蚀和损坏,其严重程度已影响到码头混凝土结构的耐久性,危及码头混凝土结构的安全,需进行全面维护整修。本文以该码头为例,对港工混凝土结构腐蚀损坏的成因及维护对策作一些分析、探讨。     

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.     

混凝土耐久性监测传感器的研制及应用

研制了可预埋于混凝土结构中,能够实时监测混凝土中钢筋腐蚀电位、腐蚀速率、氯离子浓度和p H值的耐久性监测传感器,并对传感器的性能进行研究。研究结果表明:在测试的时间范围内,传感器能够较好地反映混凝土中氯离子浓度、p H值、钢筋腐蚀电位和腐蚀速率的变化趋势,可以用于监测混凝土结构的耐久性健康状况。