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。     

暴露24年后码头钢筋混凝土梁的碳化和氯离子分布

为了研究海洋环境下,混凝土抗氧离子涉透作用,对日照港煤码头钢筋混凝土梁不同部位钻取了一批直径100mm的混凝土芯样。在实验室测量了芯样的碳化深度和氯离子分布,分析了材料因素和环境因素对碳化和氯离子分布的影响。试验结果表明,在极度潮湿环境下混凝土碳化进展缓慢,且碳化区域以未完全碳化区为主导。所取芯样测试范围内的氯离子含量绝大多数均超过了氯离子限值,且其含量较高。局部气候环境对氯离子的分布有很大影响,尤其体现在对流区的深度变化上。     

表面成膜型涂料对混凝土碳化性能的影响研究

碳化是导致混凝土结构耐久性下降的重要原因之一。文中通过试验主要研究了碳化深度随涂料品种、涂刷遍数的变化规律以及涂料对掺粉煤灰混凝土碳化性能的影响。结果表明,在混凝土表面涂刷合适的涂料能够提高混凝土的抗碳化性能。     

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。     

码头混凝土中的氯离子侵入研究

对码头的不同构件钻取了一批混凝土芯样,测量了其中CaCO3的含量和氯离子分布,分析了局部环境对碳化和氯离子分布的影响。试验结果表明,在极度潮湿环境下混凝土碳化进展缓慢,且碳化区域以未完全碳化区为主导,混凝土碳化的深度最终趋于一个极限值。局部环境可导致混凝土中氯离子分布发生较大变化,在混凝土表层氯离子侵入方式复杂,可形成一个氯离子含量平稳区段,只有在一定深度内才符合扩散机理。     

力与碳化侵蚀耦合作用下TRC叠合梁的正截面受弯承载力退化研究

为研究TRC-SIP-F及其现浇混凝土叠合梁在应力和碳化共同作用下的力学性能以及弯曲应力作用下叠合梁不同部位的碳化深度.利用织物增强混凝土(TRC)预制永久性模板制作叠合梁构件,采用加速碳化试验方法,进行承载力试验,分析2根普通RC梁和5根TRC叠合梁在碳化侵蚀作用下不同应力水平对TRC叠合梁受弯性能的影响.结果表明:碳化侵蚀后TRC叠合梁的力学性能退化情况优于普通RC梁,碳化侵蚀后的TRC叠合梁相比未碳化叠合梁承载力有所提高,但延性有所下降.结合试验数据分析碳化弯曲应力影响系数,得出碳化弯曲应力影响系数和应力水平、测点位置的多项式关系;推导TRC叠合梁碳化侵蚀后承载力计算公式,理论计算结果和试验结果吻合情况良好.     

硅烷浸渍混凝土耐酸雨性能的研究

采用酸雨模拟试验方法,研究了两种硅烷对不同配合比的混凝土耐酸雨性能的影响,重点研究了硅烷浸渍混凝土的外观、体积、质量、强度及吸水率与碳化深度等性能,并建立了硅烷浸渍混凝土的服役寿命预测模型。试验结果表明,无论是否浸渍硅烷,掺磨细高炉矿渣粉的混凝土耐酸雨性能明显优于不掺矿渣粉的混凝土。两种硅烷可有效提高混凝土耐酸雨性能,有效延长混凝土在酸雨环境下的服役寿命。6689硅烷浸渍混凝土的各项耐酸雨性能指标略优于6403硅烷。     

预应力混凝土桥梁耐久性分析与养护对策

对混凝土耐久性所涉及到的碳化深度各种计算模型和钢筋锈蚀情况进行了总结,并根据工程实例对碳化深度模型进行计算对比和分析,结果表明混凝土碳化深度计算模型大多与实测值比较吻合,可以用来进行混凝土碳化深度的预测。提出了预应力混凝土桥梁耐久性养护的考虑。     

碳化混凝土再碱化技术的研究

混凝土碳化是引起钢筋混凝土结构物中碳化腐蚀的主要原因之一,针对碳化腐蚀的混凝土进行电化学再碱化防腐技术的研究,试验中对经加速碳化的钢筋已腐蚀的砂浆试件,通以一定电流密度对钢筋进行阴极极化,定期测定混凝土孔隙的PH值、混凝土中钢筋的自然电位和极化电阻。     

内河大水位差框架码头结构施工过程三维仿真分析

针对目前内河大水位差框架码头结构在设计和计算时没有考虑结构在建造过程中的受力特性,建立三维有限元数学模型,对结构的施工过程进行可视化仿真分析,并与传统采用结构一次成型、一次加栽的计算模型进行比较.结果表明:这两种方法对结构的位移差异影响有随结构层数的增加而加大的趋势,而内力除底层前撑外,对其它构件影响不大.设计人员应当考虑施工过程对大水位差框架码头结构的影响.     

干湿循环作用下砂岩力学特性及能量损伤演化

内陆港口砂岩地基在水的循环作用下,岩石力学性能劣化,威胁港口地基的长期稳定性。为探究砂岩在干湿循环作用下的力学特性及能量损伤,开展不同干湿循环次数下的三轴压缩试验。结果表明:随着干湿循环作用的增强,砂岩力学性能指标逐渐衰减,当循环次数达到15次时,衰减幅度基本收敛;砂岩峰值强度、残余强度、弹性模量和变形模量的劣化度累积具有相似规律,干湿循环0~8次时累积速率较快,循环次数达到15次时累积速率放缓;在应力作用下,岩石吸收总能量随着应变增长而逐渐递增,耗散能累积主要集中在岩石破坏阶段。能量耗散导致损伤发展,损伤变量与耗散能走势较为一致。     

港口混凝土表层渗透性与耐久性相关性试验研究

采用autoclam自动渗透性测试仪对国内某港口的基桩混凝土耐久性进行现场检测,取芯进行了室内混凝土碳化试验、抗氯离子渗透性试验、抗冻性试验等,结果表明,混凝土各种耐久性能指标均与混凝土表层渗透性能存在明显的相关性,混凝土表层渗透性能可以在一定程度上体现混凝土的耐久性能,水渗透系数作为表征混凝土耐久性能的现场测试参数具有一定的可行性。     

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。     

氯盐环境下混凝土耐久性多因素模型的试验研究及统计分析*

为了准确评估混凝土的抗氯离子渗透性和耐久性,开展了不同矿物掺合料混凝土的制备和电通量测试,根据试验数据和文献数据分析了水胶比(水灰比)、粉煤灰掺量、矿渣掺量、硅灰掺量对混凝土电通量的影响,通过回归分析研究建立了混凝土电通量的多因素计算模型,通过对试验数据和文献数据的统计分析验证了该计算模型的正确性和广泛适用性。在此基础上,通过定量计算氯盐环境下混凝土结构服役寿命,分析了混凝土水胶比、掺合料组合及其掺量对混凝土耐久性的影响。结果表明,降低混凝土的水胶比、或提高掺合料掺量均能提高混凝土耐久性;使用矿物掺合料的高性能混凝土,其耐久性明显优于普通混凝土;矿渣对混凝土耐久性的改善优于粉煤灰;复合掺加粉煤灰和矿渣对提高混凝土结构耐久性的效果更加明显。     

酸性环境下混凝土寿命预测模型的建立及应用

采用模拟加速试验的方法,研究酸性腐蚀条件下混凝土性能劣化规律,旨在建立一个合理的酸性环境下混凝土寿命预测模型。预测酸性环境下混凝土寿命主要通过3种方式:1)根据灰色系统理论,利用GM(1,1)模型预测其强度变化规律;2)根据Arrhenius定理构建预测模型,利用试验强度变化数据预测混凝土寿命;3)通过研究酸性环境下混凝土中性化深度变化规律来达到辅助预测的效果。结果表明:根据灰色系统理论或Arrhenius定理构建的预测模型,对酸性环境下混凝土进行寿命预测的准确性较高;同时提出了结合中性化深度变化规律进行综合分析的设想。     

老旧高桩码头安全性检测评估实例分析

老旧高桩码头经多年运营后常存在一系列外观劣化问题,影响码头的安全运营与结构物的耐久性能.对一已建成10多年的水工码头,在外观劣化调查分析的基础上,结合码头结构构件的强度、钢筋保护层厚度以及碳化深度等性能指标的检测,综合分析了码头所处技术状况,为码头的加固维修和升级改造提供科学依据.     

九江长江公路大桥索塔高性能清水混凝土耐久性研究*

九江长江公路大桥索塔施工采用C50高性能粉煤灰混凝土并要求外观达到清水混凝土质量目标。针对索塔混凝土结构施工实践及实际的使用环境,提出索塔高性能清水混凝土的外观质量控制指标及其结构的耐久性设计要求,通过试验研究骨料的碱反应活性及粉煤灰掺量对索塔清水混凝土的抗碳化、抗酸雨侵蚀、抗渗透性、抗冻融等耐久性能的影响。结果表明:选用的砂石骨料不具有碱活性,在索塔混凝土中掺入22.5%粉煤灰能改善其综合耐久性,并满足耐久性设计指标要求。     

钢筋混凝土结构钢筋锈蚀模型及影响因素分析

在海洋环境下,钢筋混凝土构件的物理、力学特性随时间发生明显变化,使结构的安全度降低。影响钢筋混凝土构件耐久性的主要原因是钢筋锈蚀。关于钢筋锈蚀计算,有多种计算模型,不同计算模型的计算结果存在着较大差异,计算模型中相关参数的取值也有很多不同研究成果。本文通过算例,对各种模型及其相关参数的影响进行比较分析,可为钢筋混凝土结构耐久性设计和开展进一步研究工作提供参考。