基于碳化模型的在役桥梁可靠度分析

根据不同混凝土受碳化腐蚀模式,考虑混凝土抗压强度、水灰比、保护层厚度、环境温度、湿度、碳化速率等影响混凝土碳化深度的时间依赖性因素,计算了桥梁耐久性的失效概率。拟合出桥梁的失效概率与使用年限关系的寿命曲线,在目标可靠指标下,更为直接的表明了受碳化侵蚀的在役桥梁时变可靠度与剩余寿命的关系,为评定桥梁的安全服役年限及加固维修提供了理论依据。     

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。     

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     

混凝土结构碳化耐久性的分项系数设计法

混凝土结构耐久性设计中的一个重要方法就是概率极限状态设计法,这种方法根据描述耐久性劣化过程的数学模型,首先建立耐久性极限状态方程,再将环境作用与抗力作用的某个特征值与相应的分项系数代入极限状态方程,经验算就可在一定可靠度水准上得到耐久性设计参数的设计值。选用合适的设计参数是混凝土结构耐久性设计的关键问题,设计参数应具有明确的物理意义和容易掌握的统计规律,且易为设计人员所接受。根据理论与经验相结合的碳化深度模型,建立了考虑保护层厚度与混凝土强度两个随机变量的碳化耐久性的分项系数设计方法,提出了碳化寿命准则极限状态的目标可靠指标的建议值,计算确定了保护层厚度与混凝土抗压强度满足目标可靠指标的分项系数,由此给出了碳化寿命准则的耐久性设计表达式。该耐久性分项系数设计法适用于一般大气环境下任意设计使用年限的不允许出现钢筋锈蚀的混凝土结构,根据设计表达式可直接确定满足耐久性要求的保护层厚度与混凝土强度。     

碳化与冻融交替作用下的混凝土抗压强度

通过室内单一碳化、单一冻融,以及碳化与冻融交替作用下的混凝土耐久性循环试验,对比分析了混凝土相对抗压强度、相对动弹性模量和碳化深度等指标的变化规律.结果表明:在碳化与冻融交替作用下,混凝土相对抗压强度要比单一冻融作用时大,但增加程度有限;混凝土相对动弹性模量要比单一冻融作用时小,碳化深度则比单一碳化作用时大.碳化与冻融交替作用下的混凝土抗冻耐久性较之单一冻融作用下有所下降,抗碳化能力较之单一碳化作用下有所减弱.最后建立了碳化与冻融交替作用下以碳化时间和冻融循环次数为变量的混凝土抗压强度拟合模型.     

混凝土碳化机理及预测模型研究进展

混凝土碳化是混凝土耐久性研究极其重要的一个内容,阐述了混凝土的碳化机理,总结了并详细的分析了现有的比较有影响的混凝土碳化深度预测模型。国内外学者从不同角度对混凝土的碳化机理进行研究,所得结论基本一致:混凝土碳化深度与碳化时间的平方根成正比,即:xc=k·t～(1/2)。通过对混凝土碳化系数k的研究形成了不同的碳化模型:基于气体扩散理论的理论模型和基于试验结果的经验模型以及基于扩散理论和试验结果的模型。     

预应力混凝土构件碳化及表层抗渗性能试验研究

针对小样本碳化试验研究预应力混凝土耐久性出现的研究方法较为单一、可靠性较差等问题,采用大批次、小尺寸构件,利用碳化试验和表面渗透性试验,研究不同应力状态和构件抗压强度对预应力混凝土构件耐久性的影响。研究结果表明:应力状态和构件抗压强度对预应力混凝土结构碳化深度有显著影响,同等条件下,应力越大,混凝土构件碳化深度越小;应力状态对混凝土表层渗透性无明显影响,而构件抗压强度却对其有明显影响,构件抗压强度越高,抗渗性能越好。     

混凝土结构耐久性的概率极限状态设计法

混凝土结构耐久性设计中的一个重要方法就是概率极限状态设计法,这种方法根据描述耐久性劣化过程的数学模型,首先建立耐久性极限状态方程,再将环境作用与抗力作用的某个特征值与相应的分项系数代入极限状态方程,经验算就可在一定可靠度水准上得到耐久性设计参数的设计值.该法与我国混凝土设计规范的结构设计方法一致,其中的关键问题是选取描述耐久性劣化过程的数学模型与合适的设计参数.根据理论与经验相结合的碳化深度模型.选择混凝土保护层厚度与混凝土立方体抗压强度作为耐久性设计参数,建立了基于碳化寿命准则的耐久性概率极限状态设计方法,给出了碳化寿命耐久性接受准则、分项系数与设计表达式.该法适用于一般大气环境下不允许出现钢筋锈蚀的混凝土结构,根据设计表达式可直接确定满足使用寿命要求的保护层厚度与混凝上强度.     

钢筋混凝土桥梁碳化深度计算方法分析比较

混凝土碳化深度预测是结构耐久性评价的重要组成部分.文中讨论了钢筋混凝土结构的混凝土碳化机理及碳化速度的影响因素,总结了混凝土碳化深度的多种计算模型.以一座实际桥梁为例,运用各碳化模型进行计算分析找出较为符合实际工程的碳化模型,再将保护层厚度代入模型估算出碳化前沿达到钢筋的时间.     

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。     

沿海桥梁混凝土结构腐蚀调查及分析

针对日照沿海桥梁的耐久性现状进行调研,通过对桥梁墩身、边梁和栏杆混凝土的保护层厚度、碳化深度以及桥梁不同部位的游离氯离子浓度的检测表明:桥梁混凝土结构保护层厚度偏小、车辆超载、结构设计不合理、施工管理不当、缺乏维护管理是导致沿海桥梁混凝土结构损伤劣化的主要原因。此外,海洋环境中的氯离子和空气中的二氧化碳将导致桥梁混凝土中钢筋腐蚀,海水中的盐在混凝土中结晶将导致桥梁墩身腐蚀破坏。     

冻融-酸雨耦合作用对铁尾矿砂混凝土耐久性的影响

针对铁尾矿砂混凝土在寒冷地区的应用,通过冻融-酸雨侵蚀试验,研究该类在冻融-酸雨耦合条件下的耐久性。分析不同取代率下铁尾矿砂混凝土的质量损失率、动弹性模量、立方体抗压强度以及碳化深度的变化规律。试验结果表明,铁尾矿砂混凝土质量损失、动弹性模量、抗压强度算是及中性化深度随取代率的增大而增大。影响程度表现为rtwk=100%>rtwk=75%>rtwk=50%>rtwk=25%>rtwk=0。     

In-situ condition monitoring of reinforced concrete structures

Performance of concrete structures is significantly influenced and governed by its durability and resistance to environmental or exposure conditions, apart from its physical strength. It can be monitored, evaluated and predicted through modeling of physical deterioration mechanisms, performance characteristics and parameters and condition monitoring of in situ concrete structures. One such study has been conducted using Non-destructive testing equipment in the city of Bhopal and around located in India. Some selected parameters influencing durability of reinforced concrete (RC) structures such as concrete cover, carbonation depth, chloride concentration, half cell potential and compressive strength have been measured, for establishing correlation among various parameters and age of structures. Effects of concrete cover and compressive strength over the variation of chloride content with time are also investigated.     

钢筋混凝土桥梁防腐蚀技术措施研究

对上海地区五座被腐蚀的桥梁混凝土的现场取样测试结果显示 ,原设计强度为C30混凝土强度和耐久性均严重降低。近年来上海建成了大量桥梁、高架和轨道交通工程 ,钢筋混凝土防腐技术措施研究无疑将成为一个紧迫的课题。通过对涂有 (纯丙乳液、苯丙乳液、叔碳酸盐和有机硅 )涂层的混凝土的氯离子渗透性、气体渗透性以及碳化性能进行了研究 ,发现除有机硅外 ,其他几种涂层对混凝土防腐效果显著 ,其中苯丙乳液效果最佳。     

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。     

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。     

自然养护粉煤灰混凝土性能的试验研究

鉴于粉煤灰掺量是影响粉煤灰混凝土强度及碳化深度的重要因素,为此,对不同掺量的粉煤灰混凝土在自然气候中的强度发展和碳化深度进行了试验研究,结果表明,粉煤灰掺量过大或过小,混凝土的强度和耐久性能均不稳定,当粉煤灰掺量为20%~60%时,混凝土的强度发展与碳化速度均较稳定。     

溶蚀粉煤灰混凝土抗压强度试验与理论预测

钙溶蚀是水环境中混凝土结构耐久性失效的主要原因,通过硝酸铵溶液加速溶蚀试验和损伤力学研究了溶蚀粉煤灰混凝土抗压强度随溶蚀时间的退化规律。在该试验中,水胶比为0.5,粉煤灰掺量分别为0%、10%、20%和30%。试验结果表明,溶蚀深度近似与溶蚀时间的平方根成正比;溶蚀粉煤灰混凝土的抗压强度随着溶蚀时间的增加而下降,掺加粉煤灰可以降低溶蚀混凝土抗压强度的下降率。基于试验结果,把溶蚀粉煤灰混凝土的溶蚀深度和弹性模量表示成粉煤灰掺量和溶蚀时间的函数。再引入峰值应力时未溶蚀和已溶蚀粉煤灰混凝土力学损伤变量相等的假设,利用损伤力学讨论并提出了溶蚀粉煤灰混凝土抗压强度的解析预测方法。经与试验结果比较,初步证实了该预测方法的有效性,为混凝土结构的耐久性评估和设计提供理论依据。