气候变化对混凝土结构时变碳化寿命影响

大气环境中碳化是混凝土结构使用寿命、耐久性主要影响因素。基于可靠度理论和2013年IPCC预测气候变化数据,结合中国混凝土结构耐久性设计规范要求,通过现有混凝土结构碳化预测模型,研究了混凝土结构碳化失效概率。结果表明:(1)RCP8.5、RCP6.0、RCP4.5、2015水平等情景对应的平均碳化深度、碳化寿命失效概率依次为RCP8.5RCP6.0RCP4.52015水平。(2)环境等级严酷性依次为I-AI-BI-C,而对应的平均碳化深度、碳化寿命失效概率却依次为I-AI-BI-C。(3)设计使用年限100年与50年混凝土碳化深度相比,未来气候变化对100年设计使用年限的混凝土结构碳化影响大。(4)凝土结构碳化寿命失效概率密度函数近似服从对数正态分布。研究成果对混凝土结构设计、剩余寿命预测、加固和维护具有参考作用。     

沈海高速公路辽宁段沿线桥梁混凝土碳化概率特征研究

对沈海(沈阳—海口)高速公路辽宁段沿线混凝土桥梁的碳化实测数据进行了统计分析,建立了以混凝土抗压强度和时间为主要参数的不同地区桥梁和单个桥梁混凝土碳化深度的随机过程模型。将混凝土碳化到钢筋表面的状态作为大气环境中的耐久性极限状态,分析了沿线上海湾大桥不同服役时间的耐久性失效概率。结果表明:混凝土碳化深度随混凝土抗压强度的增大而减小,但受多种复杂因素影响,混凝土碳化深度离散性很大;混凝土碳化系数计算模型的不确定性系数服从对数正态分布;海湾大桥混凝土使用到第100年时的耐久性失效概率小于10%。     

基于可靠性原理的在役钢筋混凝土桥梁碳化寿命预测

友爱立交桥是南宁市快速环道重要的交通枢纽,对其进行耐久性评估和寿命预测对于桥梁的正常运营具有重要的意义。对桥梁进行了外观检测、混凝土回弹检测、混凝土保护层厚度检测、混凝土碳化深度检测,以及混凝土氯离子含量检测,并对检测结果进行统计与分析。基于桥梁服役的大气环境参数及检测数据,分析并计算了桥梁主要受力构件的碳化可靠指标及剩余碳化寿命,为评定桥梁的服役年限及加固维修提供了参考依据。     

基于可靠度理论的在役钢筋混凝土桥梁碳化寿命预测

对厢竹立交桥进行了外观检测、混凝土强度回弹检测、混凝土保护层厚度检测、混凝土碳化深度检测,混凝土氯离子含量检测,并对检测结果进行统计与分析.基于桥梁服役的大气环境参数及检测数据,分析并计算了桥梁主要受力构件的碳化可靠指标及剩余碳化寿命,为评定桥梁的服役年限及加固维修提供了科学依据.     

碳化作用下安全壳混凝土结构耐久性研究

安全壳混凝土结构因其特殊性,对其耐久性方面研究成果较少,而碳化作用作为混凝土老化的主要机理之一,应进行重点研究。对安全壳混凝土试块进行快速碳化试验,取得不同龄期下安全壳混凝土碳化深度的变化规律;基于此规律,结合安全壳的实际环境因素,得出安全壳碳化深度随机预测模型。以碳化深度到达保护层厚度作为失效标志,使用Monte Carlo模拟得到不同服役年限下安全壳的失效概率,并拟合得出安全壳碳化失效随机概率预测模型。     

气候变化对混凝土结构时变碳化寿命影响北大核心

大气环境中碳化是混凝土结构使用寿命、耐久性主要影响因素。基于可靠度理论和2013年IPCC预测气候变化数据,结合中国混凝土结构耐久性设计规范要求,通过现有混凝土结构碳化预测模型,研究了混凝土结构碳化失效概率。结果表明:(1)RCP8.5、RCP6.0、RCP4.5、2015水平等情景对应的平均碳化深度、碳化寿命失效概率依次为RCP8.5>RCP6.0>RCP4.5>2015水平。(2)环境等级严酷性依次为I-A     

既有结构基于评估使用年限的目标可靠度研究

在比较JCCS概率模式规范与我国统一标准规定的结构构件允许失效概率及目标可靠指标的基础上,研究了既有结构基于评估使用年限的目标可靠度。以评估使用年限内的允许累积失效概率与原设计使用年限内的允许累积失效概率相等为原则,建立了根据评估使用年限确定目标可靠度的方法,并提出了抗力需求折减系数建议值。以允许年失效概率为依据,提出了危险构件的可靠度定义和既有结构构件的使用安全寿命准则。以某锈蚀钢筋混凝土梁的受弯承载力分析为例,研究了其使用安全寿命、全寿命期检测评定周期等。     

基于碳化的既有钢筋混凝土桥梁耐久性的概率分析

分析讨论了混凝土碳化机理及其影响因素，并探讨了混凝土碳化深度的预测数学模型，基于既有钢筋混凝土桥梁的实测数据。对碳化系数和混凝土强度进行回归分析，建立了根据混凝土强度预测碳化深度的数学模型。将混凝土强度，保护层厚度。计算模式不确定性系数作为随机变量，以混凝土的碳化深度作为一个随时问变化的随机过程，建立了混凝土碳化到钢筋表面的时变概率随机模型．并以一座实际桥梁为例。给出了在不同使用年限时混凝土碳化到钢筋表面的预测值。结果表明，该模型可用于大气环境下基于碳化的钢筋混凝土桥梁结构耐久性评估。     

基于时变可靠度的锈蚀混凝土结构全寿命成本模型

为了分析混凝土结构在氯盐环境下的全寿命周期成本,基于现有氯离子扩散模型和裂缝宽度预测模型,采用MATLAB软件进行Monte-Carlo抽样模拟,建立结构失效概率与可靠度指标的拟合公式。通过研究维护-加固措施对可靠度指标的影响,建立全寿命周期内维护-加固费用计算评估方法,并以混凝土桥梁结构为例计算了全寿命周期维护-加固成本。结果表明:失效概率与可靠度指标可用以失效概率等于0.1为界的分段函数进行描述;维护-加固效果持续时间对结构构件服役年限延长的影响最显著;当保护层厚度取60 mm时,维护-加固阶段费用有明显下降,较保护层厚度取40 mm时减少25%~50%。     

碳化作用下基于可靠度的混凝土结构耐久性设计方法研究

对碳化作用下基于可靠度的混凝土结构耐久性设计方法进行了研究。首先确定碳化作用对应的结构耐久性极限状态和可靠指标,然后选择碳化深度预测模型,以设计使用寿命模式建立失效概率方程,最后在满足结构设计使用年限的条件下综合确定结构与材料的耐久性指标,并给出不同环境条件下的计算实例。     

谈山区高速公路桥梁混凝土抗风化养护和耐久性

在检测福建山区高速公路桥梁实际情况的基础上,充分考虑了该区环境温湿度和混凝土强度等内外因素影响,建立了高速公路桥梁混凝土碳化模型,对福建山区高速公路桥梁混凝土的耐久寿命进行了分析,并对裂缝和冻融存在情况下桥梁混凝土的碳化寿命进行了比较研究,提出了山区高速公路桥梁混凝土抗风化养护应当采取的措施。     

碳化概率模型及混凝土结构碳化失效概率分析

混凝土碳化分析是评估混凝土结构长期性能的重要内容。该文分析总结了现有混凝土碳化理论和经验模型。在现有确定性模型基础上,通过添加模型修正项的方法修正确定性模型的误差,建立混凝土碳化概率模型。概率模型中模型参数的后验统计分布特征利用已有检测数据通过贝叶斯更新手段获得。基于建立的碳化概率模型,构建混凝土结构碳化时变失效概率的分析方法,该方法充分考虑模型不确定性对混凝土结构碳化时变失效概率的影响。运用该方法对一钢筋混凝土简支板的碳化性能进行了分析评估。     

干旱地区桥梁保护层混凝土的耐久性研究

针对我国西北地区气候特点,讨论了干旱地区保护层混凝土的碳化特征,并结合现场实测数据分析了桥梁保护层混凝土的碳化规律,基于混凝土强度和碳化深度的测试值提出了保护层混凝土碳化寿命预测公式。在回归分析和实验室加速碳化试验的基础上,给出了干旱地区桥梁混凝土强度和保护层厚度的合理取值。     

混凝土铁路桥梁碳化寿命预测

在对混凝土碳化的主要影响因素分析的基础上,建立了预测桥梁保护层混凝土碳化深度的随机模型和碳化寿命准则。结合长龄期铁路桥梁的检测结果,提出了北方地区桥梁混凝土的设计强度和保护层厚度的最低要求。     

考虑空间变量的氯盐环境下RC简支梁桥失效概率分析

桥梁结构常规失效概率计算主要集中在关键截面,但在腐蚀环境下,蚀坑分布具有空间特征,关键截面可能随之发生变化。因此,基于一维随机场理论,考虑混凝土强度、混凝土表面氯离子浓度以及扩散系数等参数的空间分布特性,使用平方指数自相关函数,建立氯盐环境下RC简支梁桥的空间时变可靠度模型,计算腐蚀环境下的结构失效概率。通过将荷载场、材料场和腐蚀介质场离散为随机变量,合理选取的相关长度d和波动系数θ,结合空间均值法,计算了氯盐环境下简支RC梁桥服役期的随机失效概率。研究表明:考虑参数空间特征时的RC梁桥失效概率比不考虑空间分布特征时高18%,寿命期超载作用导致桥梁结构失效概率是正常运营条件下的6倍,因此需要严格管理车辆荷载,延长桥梁服役寿命。     

使用年限对混凝土力学性能影响分析

基于快速碳化混凝土和不同使用年限未碳化混凝土的单轴受压试验,得到碳化混凝土和未碳化混凝土的强度、变形等力学性能指标与使用年限之间的关系。研究表明,既有混凝土强度随使用年限的增加略有增加而变形逐渐降低,为预测既有结构的使用寿命和加固改造提供理论依据。     

钢筋混凝土铁路桥梁碳化寿命预测

在对混凝土碳化的主要影响因素分析的基础上，建立了预测桥梁保护层混凝土碳化深度的随机模型和碳化寿命准则。结合长龄期铁路桥梁的检测结果，提出了北方地区桥梁混凝土的设计强度和保护层厚度的最低要求。     

建安预应力混凝土斜拉桥系统可靠度分析

应用结构可靠性理论,分析计算了桂林建安预应力混凝土斜拉桥各基本构件的失效概率,在此基础上探索性地采用传力树法分析各构件失效与桥梁系统失效之间的关系,推导出预应力混凝土斜拉桥系统可靠度的实用计算方法,可供类似的桥梁结构设计参考。     

混凝土碳化速度系数概率模型的研究

本文首先讨论了影响混凝土碳化速度系数的主要因素,在此基础上利用实际工程中测得的混凝土碳化速度系数的数值和柯尔莫哥洛夫-斯米尔诺夫检验法对混凝土碳化速度系数的概率分布进行统计分析,为进一步研究混凝土碳化的失效概率或碳化可靠性分析奠定了基础。     

受力状态下混凝土材料劣化模型与可靠性分析

通过分析试验数据,修正和改进了现有混凝土碳化深度预测模型中的应力影响系数和水灰比影响系数,并给出了基于可靠性分析的混凝土结构材料劣化寿命准则。分析表明：拉、压应力状态下,混凝土碳化速率分别得到促进和抑制,特别是随着拉应力水平的增加,碳化速率越来越快;通过可靠性分析可得,混凝土材料劣化概率与可靠度存在一一对应的关系,同时混凝土保护层厚度和应力水平对混凝土结构的寿命影响显著,在具有相同可靠度保障时,随着拉应力水平的提高或保护层厚度的减小,混凝土材料的劣化时间将缩短。