基于全寿命周期的混凝土梁式桥设计探讨

针对桥梁结构典型的碳化腐蚀病症,提出了一种基于桥梁典型失效模式下的结构全寿命周期控制方法,从桥梁腐蚀失效角度对碳化病症全周期的失效概率进行分析,并给出了桥墩全寿命周期的成本控制策略。研究结果表明:钢筋开始锈蚀概率随保护层厚度的增加而降低,随水灰比的下降而下降,当保护层厚度大于45mm,满足全寿命周期内桥墩钢筋设计使用需求;保护层厚度越大,钢筋开裂允许概率越大。随裂缝宽度的减小,保护层严重开裂概率明显上升;在忽略桥梁大型维修和更换成本和社会成本条件下,贴现率0%～1%时,通过在桥墩内钢筋位置涂装环氧树脂能有效降低桥梁全寿命设计成本;贴现率2%～7%时,通过在混凝土表面采用阻隔剂涂层施工工艺能有效降低成本。     

怎样提高钢筋保护层的合格率

钢筋混凝土工程中,钢筋保护层主要是为了保护构件内部钢筋不被锈蚀,同时还起到粘结锚固(钢筋要通过保护层把力均匀传递到混凝土中,保护层不够的话,会过早出现裂缝,钢筋不能充分受力,同时水和二氧化碳又能大量入侵锈蚀钢筋),所以钢筋保护层的合格率对钢筋混凝土构件使用的耐久性起着至关重要的作用。     

高速公路跨铁路桥墩柱裂缝检测及分析

对高速公路跨铁路桥1#、8#墩柱进行裂缝宽度及深度检测、钢筋数量及保护层厚度检测,采用超声-回弹对混凝土强度进行检测工作,根据实际受力情况分析裂缝产生的原因,提出裂缝治理方案.     

高速公路跨铁路桥墩柱裂缝检测及分析

对高速公路跨铁路桥1^#、8^#墩柱进行裂缝宽度及深度检测、钢筋数量及保护层厚度检测，采用超声回弹对混凝土强度进行检测工作，根据实际受力情况分析裂缝产生的原因，提出裂缝治理方案。     

混凝土裂缝与钢筋锈蚀的成因及防治措施

钢筋混凝土桥梁结构的钢筋锈蚀及其裂缝的产生和发展,一直是人们特别重视的问题之一.结合合宁高速公路桥梁现状从混凝土保护层的物理、化学破坏入手,分析梁板裂缝和钢筋锈蚀的机理,以及对桥梁结构的影响;并根据锈蚀的成因提出了相应的预防措施.     

混凝土裂缝与钢筋锈蚀的成因及防治措施

钢筋混凝土桥梁结构的钢筋锈蚀及其裂缝的产生和发展,一直是人们特别重视的问题之一.结合合宁高速公路桥梁现状从混凝土保护层的物理、化学破坏入手,分析梁板裂缝和钢筋锈蚀的机理,以及对桥梁结构的影响;并根据锈蚀的成因提出了相应的预防措施.     

海洋环境下混凝土桥梁结构抗氯离子侵蚀耐久寿命预测

氯离子临界浓度是研究海洋环境下混凝土结构耐久性的一个重要参数。文章通过对烟威路沿线海洋环境中桥梁氯离子浓度、混凝土保护层厚度、锈蚀电位、电阻率等与结构耐久性相关的技术指标的检测,确定了该沿线环境下钢筋混凝土桥涵在大气区、浪溅区和水位变动区混凝土中诱发钢筋腐蚀的氯离子临界浓度,在此基础上,提出了利用钢筋表面氯离子浓度检测值预测结构抗氯离子侵蚀耐久寿命方法。     

海洋环境下混凝土中钢筋加速锈蚀研究

为研究海洋环境下氯离子渗透导致混凝土中钢筋电化学腐蚀行为、锈胀裂缝发展及锈斑分布情况,同时为青岛地铁高性能混凝土配合比的优化及耐久性能提供试验依据,设计了上置腐蚀溶液槽的钢筋混凝土试件,并针对C40、C50、C50S和C55 4类钢筋混凝土试件开展恒电位加速试验。试验结果表明： 采用本试验方法加速钢筋混凝土锈蚀,靠近混凝土保护层一侧的钢筋锈蚀严重,钢筋出现点蚀现象,与自然环境下钢筋锈蚀情况一致; 依据交流阻抗谱图拟合的钢筋电荷转移电阻随腐蚀时间增加而下降,依据计算的腐蚀电流密度,测试的钢筋电流演变拐点可确定C40、C50、C50S和C55混凝土中钢筋脱钝时间分别为60～70、80～90、90～100、100～110 h,钢筋混凝土锈胀开裂时间分别为120、136、176、264 h; 采用图像处理软件依据灰度值不同可实现锈斑分布的定量计算,混凝土护筋能力排序为C55>C50S>C50>C40。     

不锈钢筋的工程应用

为验证不锈钢筋混凝土结构与普通钢筋混凝土结构施工、养护、耐久性等的差异,在受海水侵蚀的园里溪桥、红树林大桥桥墩试验采用了不锈钢筋混凝土结构。园里溪桥桥墩受海水侵蚀,墩柱混凝土开裂、钢筋腐蚀严重。采用外包不锈钢筋混凝土套箍加固,同时预留不锈钢筋混凝土暴露试件,3年后回访检查,外包不锈钢筋混凝土套箍没有明显病害;解剖预留试块,不锈钢筋均未锈蚀,即使保护层厚度小于5mm的不锈钢筋也未锈蚀,说明不锈钢筋具有优异的耐腐蚀性能。红树林大桥引桥5号桥墩右幅盖梁、墩柱、系梁及桩基顶部1.5m采用不锈钢筋混凝土结构,不锈钢筋加工工艺、设备与普通钢筋相同,不需增加额外新设备及工艺改进。试验证明不锈钢筋混凝土构件具有优异的耐腐蚀性能、加工工艺与普通钢筋相同,用于桥梁受海水侵蚀的部位,可提高桥梁整体的耐久性。国内不锈钢筋产品质量达到国外同类产品水平,在按120年寿命设计的港珠澳跨海大桥获得了应用。     

基于双G断裂准则的钢筋混凝土结构锈胀寿命预测

基于文献[1]提出的腐蚀钢筋混凝土钢筋锈胀力的公式,利用断裂力学理论推导了锈蚀钢筋混凝土构件裂缝扩展应变能释放率的表达式,应用双G断裂准则对锈蚀钢筋混凝土结构的裂纹扩展寿命进行了预测,分析了裂纹扩展寿命与混凝土强度等级,保护层厚度和钢筋直径的定量关系。结果表明：构件初始裂纹长度时锈胀的起裂、稳定扩展和失稳扩展寿命影响非常严重;钢筋直径和混凝土强度等级的增加会引起裂纹扩展寿命的增加,随着混凝土保护层厚度的增大,裂纹扩展寿命略有下降趋势。因此,为提高混凝土结构的耐久性,合理设置混凝土保护层厚度是至关重要的。     

珠海海燕大桥检测与分析

海燕大桥位于珠海市 ,全长 336 32m。该桥于 1995年 5月建成通车 ,由于长期受海水海风侵袭等影响 ,钢筋锈蚀较为严重 ,尤其是受海水浸蚀的墩柱部位产生大量的顺筋胀裂缝 ,部分混凝土剥离。简要介绍该桥的检测方法 ,并对墩柱的锈蚀原因及承载能力进行了初步分析     

结构材质状况耐久性检测及综合评定实例在钢筋混凝土T型梁桥的应用

以某钢筋混凝土T型梁桥的检测为例,介绍混凝土旧桥表观损伤、强度、钢筋锈蚀电位、氯离子含量、钢筋分布及保护层厚度、混凝土碳化深度、电阻率、内部缺陷和表层损伤等的检测方法与评价指标及结构或构件的耐久性综合评定方法。     

氯盐渗透下钢拱架锈蚀与喷射混凝土间锈胀力研究

为研究海底隧道初期支护中工字钢在氯离子渗透下严重锈蚀时对结构耐久性的影响，采用室内试验研究工字钢在不同混凝土保护层厚度下锈胀力与锈蚀率的关系以及锈胀的发展过程，再通过数值模拟研究锈胀力作用下的混凝土裂缝、混凝土应力、应变分布规律及胀裂应力变化情况。研究结果表明： 1）相同保护层厚度下，锈胀力随着锈蚀率的增加而增大；锈蚀率相同时，锈胀力随着保护层厚度的增加而增大； 2）工字钢混凝土构件锈胀开裂，裂缝集中于翼缘中部和2个角点区域，翼缘中部的裂缝由外向内发展，2角点区域的裂缝由内向外发展； 3）数值计算得出的混凝土胀裂应力大于试验得到的混凝土胀裂应力。     

裂缝两侧钢筋应力分布特征研究

采用有限元方法分析了裂缝附近钢筋应力的分布情况,研究了钢筋直径、裂缝角度及保护层厚度等参数的影响。研究结果表明,裂缝两侧钢筋应力的局部增大导致其周围的混凝土应力呈现集中现象,钢筋直径和保护层厚度对钢筋及混凝土间相互作用影响显著,裂缝倾角的影响不明显。     

钢筋锈蚀量对周围混凝土应力场的参数敏感性分析

通过对钢筋锈蚀产生的膨胀产物用虚拟径向位移表示,变化虚拟径向位移达到对周围混凝土应力场影响的分析,模拟了多根锈蚀钢筋对周围混凝土应力场的影响,与设计中常规的钢筋分布相符,用应力路径的方式显示钢筋附近混凝土的应力变化,尤其是保护层附近混凝土剖面应力的变化值,清楚地了解到保护层最外缘混凝土的应力分布,可以判断分布钢筋锈蚀对表层混凝土的破坏位置,验证了用有限元方法分析混凝土应力场参数敏感性分析的可行性。     

公路桥梁结构材质状况耐久性检测及综合评定方法研究

针对目前旧桥承载能力评定方法存在的不足,克服需大量借助昂贵荷载试验进行旧桥承载能力鉴定的缺点,主要介绍了混凝土旧桥表观损伤、强度、钢筋锈蚀电位、氯离子含量、钢筋分布及保护层厚度、混凝土碳化深度、电阻率、内部缺陷和表层损伤等的检测方法与评价指标及结构或构件的耐久性综合评定方法。     

铁路桥墩裂缝加固设计和有限元分析

分析了某铁路桥桥墩开裂的原因,提出了对深度超过桥墩钢筋保护层厚度的裂缝,先采用深层压浆,再对表面开槽,并采用加固型混凝土进行置换的加固设计方案,并采用通用有限元软件ANSYS11.0对该桥20号墩的加固设计进行了有限元模拟分析。     

高延性水泥基复合材料(ECC)在桥面铺装工程中的应用

在环境荷载与行车荷载共同作用下,传统的混凝土桥面板易开裂产生裂缝,进而导致桥面板内部钢筋的锈蚀与剥离,造成其耐久性与使用寿命的降低。对于混凝土修补工程来说,大约一半的修补最终都失败,需要多次修补。为解决桥面板修复难题,提出将新型高延性水泥基复合材料(ECC,Engineered Cementitious Composites)应用于桥面铺装工程中。ECC具有3%~5%的拉伸应变能力,可将裂缝开裂宽度控制在60μm以下,这些特性它比较容易克服桥面板的混凝土断裂、钢筋锈蚀、盐垢、冻融破坏等病害问题。ECC在桥面板实体工程中的应用情况验证了它是桥面铺装修复的理想材料。     

漳河大桥桩基础综合检测

主要阐述用声波测桩长，用超声－回弹综合法测强度，用半电池电位测钢筋锈蚀的基本原理及其在漳河大桥桩基础检测中的应用。     

氯盐环境下钢筋强度时变模型

为了研究氯盐环境下钢筋强度规律,主要开展了以下工作:1运用Fick第二扩散定律,在基于氯离子扩散系数时变性以及多参数影响的基础上,得到了钢筋初锈时间,建立了蚀坑面积时变模型,继而构建了锈蚀钢筋强度时变模型;2对钢筋强度时变模型的影响因素进行了敏感性分析,发现混凝土保护层对钢筋强度的影响最大:当混凝土保护层厚度由10 mm增加到25 mm时,钢筋强度较之前可提高63%,而临界氯离子浓度对钢筋强度的影响最小;3利用误差传递公式对局部锈蚀钢筋的强度进行了理论分析,得到均值、变异系数计算模型,同时将所得分布的均值与试验所得数据对比证明此强度时变模型可用于工程实际预测。