港珠澳大桥桥梁耐久性设计创新

以港珠澳大桥使用年限120年为例,分别对混凝土结构的碳化过程和氯离子侵入过程进行了定量分析,并详细阐述了提高其耐久性的措施,同时对钢结构中钢箱梁、桥面、斜拉索、钢锚梁、钢锚箱等钢结构组件防腐措施分别进行详细阐述,为桥梁在同类环境下耐久性设计提供一定的参考     

港珠澳大桥沉管混凝土关键技术研究与应用

总结阐述了港珠澳大桥沉管混凝土质量全面控制过程。介绍了港珠澳大桥海工高性能混凝土结构耐久性设计方法。根据华南海洋环境20多年的暴露试验数据,结合工程调查资料,采用Fick第二定律扩散模型对混凝土耐久性参数进行定量化设计。对混凝土配合比进行系统研究并通过现场多尺度模型验证试验,确定了最终的沉管理论配合比。通过严格的原材料质量控制以及混凝土生产、浇筑质量控制,以期达到120年设计服役寿命。     

港珠澳大桥设计技术标准研究——设计寿命的确定及对策

由于内地和香港地区的规范关于港珠澳大桥设计寿命规定有差异,在合理分析后确定大桥采用120年的设计寿命,为满足这一要求的主要对策措施包括设计寿命对应的荷载标准取值、合理的结构构造、强腐蚀海洋环境中的耐久性保证措施等.进而根据耐久性研究结果,对基本环境作用类别与等级、构件耐久性极限状态及设计使用年限、不同混凝土构件的主要控制指标及表面裂缝计算宽度限值、钢结构主要部件的防腐措施等内容进行了总结.     

港珠澳大桥通过耐久性评审使用寿命达120年

6月8日"港珠澳大桥耐久性评估及耐久性混凝土试验研究大纲"顺利通过评审。项目承担方中交四航工程研究院人士透露,研究大纲通过历时4个多月的试验评估,对于保证大桥120年的设计使用寿命将发挥关键性作用。拟建的港珠澳大桥跨越珠江口伶仃洋海域,相比目前世界上最长跨海大桥、设计一百年寿命的杭州湾跨海大桥,其面临     

临海高等级公路大洋港桥海工混凝土配制技术

本文针对大洋港桥梁工程处在海洋气候条件下,长期接受氯离子的侵蚀问题,按照大桥结构混凝土中的钢筋在设计使用年限内不生锈,结构混凝土在设计年限内无劣化的要求,从影响混凝土耐久性的主要因素及混凝土原材质量控制要求入手,深入阐述了海洋气候条件下混凝土配制技术条件,为此,提出结构工程混凝土必须具备海工混凝土的性能。     

满足100年耐久性设计的自密实海工高性能混凝土寿命评价技术研究

分析了海工混凝土结构的腐蚀机理,并对海工混凝土结构的腐蚀危险性进行了评估,表明氯离子对混凝土结构内钢筋的腐蚀是混凝土结构与构件耐久性的主要控制因素。确定了菲克第二扩散定律的解析解中表面氯离子浓度、临界氯离子浓度和保护层厚度等参数的取值,获得了不同矿物掺合料自密实海工高性能混凝土满足100年耐久性设计年限要求的有效氯离子扩散系数控制指标,并表明掺合料的种类和掺量在合理的范围时,自密实海工高性能混凝土的耐久性可满足设计使用年限100年的耐久性要求。     

混凝土结构的耐久性设计方法

长期以来，我国土建工程设计对结构的使用年限未给予足够重视，混凝土结构设计规范在结构耐久性要求上存在许多不足。环境作用下的混凝土结构耐久性设计应考虑多个方面的因素，包括设计使用年限，结构所处环境对钢筋和混凝土的腐蚀作用，耐久混凝土的材料选择与组成，减轻或延迟材料劣化的结构构造措施，保证结构耐久性的施工质量控制以及使用年限内的定期维修与检测等。对氯盐环境下的重要工程如桥梁和港工，还应选用适宜的计算模型进行使用年限的预测。     

港珠澳大桥桥墩120年寿命高性能混凝土配合比设计

以港珠澳大桥桥墩预制工程为背景,研究120年使用年限海工高性能混凝土配合比设计,通过采用低空隙率优质骨料,大掺量掺合料(矿粉、粉煤灰),高效聚羧酸减水剂,通过工程实际论证了低水灰比、大流动度、高比例掺合料所配制的混凝土满足结构的力学性能和耐久性及施工要求等工作性能,满足120年使用寿命海工高性能配合比的可用性,为今后类似工程提供借鉴。     

考虑施工需求的混凝土结构耐久性定量设计参数协调取值方法

由传统耐久性设计方法所确定的混凝土结构一维和二维扩散区的耐久性定量设计参数取值往往互不相同,导致混凝土的制备和施工浇筑存在困难。鉴于此,提出了考虑施工需求的混凝土结构耐久性定量设计参数的协调取值方法。首先考虑氯离子扩散系数的时变特性,推导了混凝土结构中一维和二维扩散区氯离子浓度分布的时变解析模型;然后分析了混凝土结构角部箍筋弯折对混凝土附加保护层厚度的影响,并依据不同扩散区耐久性定量设计参数的协调一致性要求,建立了箍筋协调弯弧内半径的计算表达式,进而提出了混凝土结构耐久性定量设计参数的协调取值方法,从而满足对于同一截面上具有不同扩散区的构件能够一次性完成混凝土浇筑的施工需求。分析表明,该方法基于箍筋协调弯弧内半径和耐久性定量设计确定混凝土结构的耐久性设计参数取值,使混凝土结构能够在规定的腐蚀环境作用下满足预定的设计使用年限要求,从而克服传统耐久性设计方法所存在的缺陷。     

海洋混凝土结构耐久性定量分析与设计

针对当前结构耐久性设计缺少定量计算模型,难以保证设计的混凝土结构在海洋环境腐蚀作用下达到预定服役寿命等问题,提出海洋混凝土结构耐久性设计的计算模型和定量设计方法。首先,利用试验数据和回归分析理论建立混凝土电通量与氯离子扩散系数的关系模型,分析验证该模型的合理性和适用性;进而选取混凝土保护层厚度、龄期衰减系数和氯离子渗透能力系数(混凝土电通量或氯离子扩散系数)等参数作为海洋混凝土结构耐久性设计参数,利用Fick第二定律建立耐久性设计参数的计算模型,提出海洋混凝土结构耐久性设计参数限值的确定方法和步骤,结合算例结果分析现行混凝土结构耐久性设计规范的局限性。研究表明,由于现行的混凝土结构耐久性设计规范所选取的设计参数中没有选取龄期衰减系数,且缺少定量计算模型,导致在部分情况下不能满足混凝土结构预定的服役寿命要求或混凝土制备要求。该文方法通过合理选取耐久性设计参数并依据定量计算模型确定设计参数限值,克服了现行设计规范存在的缺陷和不足。     

混凝土结构耐久性设计原则、方法与标准

结合最新颁布的《混凝土结构耐久性设计标准》(GB/T 50476—2019)综述混凝土结构耐久性的总体设计原则、方法和规定。结合混凝土结构耐久性的定义,分析耐久性设计的三要素：性能劣化、耐久性极限状态以及设计使用年限,强调耐久性设计需要向全寿命耐久性规划拓展。结合标准规定,解析使用环境分类和等级划分表示性能劣化、耐久性极限状态以及设计使用年限针对整体结构与构件的不同含义。然后,结合定性设计方法分析典型环境下材料和构件层次上耐久性规定以及耐久性指标,针对防腐蚀附加措施和后张法预应力体系分析耐久性多重保护的理念。综述表明,标准最大程度总结了我国混凝土结构耐久性科学认识与工程实践,发展基于模型的性能化设计、设计阶段系统开展维护设计、推动耐久性多屏障设计理念是耐久性标准将来的发展方向。     

港珠澳大桥混凝土浇筑采用新工艺

近日,港珠澳大桥大断面矩形混凝土浇筑工艺及裂缝控制关键技术研究专题工作大纲通过评审。根据大纲,为保证混凝土结构的耐久性,将采用新工艺进行混凝土浇筑。该项目由水工构造物耐久性技术交通行业重点实验室承担。     

混凝土结构耐久性控制区及设计参数的定量分析

现行规范的混凝土结构耐久性设计方法难以定量分析结构几何参数、环境作用等级、材料性能衰退等因素对结构服役寿命的影响。为此,针对氯化物腐蚀环境,提出了混凝土结构的耐久性控制区,并建立了混凝土结构耐久性设计参数的定量分析方法。首先基于混凝土中氯离子扩散补偿理论和结构几何外形建立混凝土结构的耐久性控制区模型;然后结合Fick第二定律,建立不同扩散维数下混凝土结构的耐久性定量分析模型,据此合理选取耐久性设计参数,并通过定量分析确定其取值。最后结合工程实例和设计规范对比验证了文中方法的有效性和适用性。研究表明,所提方法能够综合考虑混凝土结构几何外形及尺寸、环境作用等级、初始暴露龄期和材料性能衰退等因素对混凝土结构服役寿命的影响,可以有效克服现行规范耐久性设计方法中设计参数重复设置,不能有效反映材料性能衰退和结构几何外形的影响等不足。     

C45大体积混凝土配合比设计及在港珠澳大桥拱北隧道中的应用

针对港珠澳大桥拱北隧道中C45混凝土用料量大、水化温升高导致混凝土易开裂等问题,以控制温差和提升经济效益为目标,从原材料选择、配合比设计和试验对比入手,最终确定了C45混凝土在港珠澳大桥拱北隧道中的配合比,并提出了混凝土生产和施工过程的质量控制措施,通过严格监测混凝土温度和冷却水温度,采取有效的降温措施,避免了混凝土裂缝的生成,保证了拱北隧道的施工质量。     

南方沿海三代核电站非核部分混凝土结构耐久性设计参数研究

近年来我国核电技术逐渐从二代和二代半向三代转变。与二代及二代半核电不同,三代核电机组设计寿命为60年,相应的其非核部分混凝土结构的设计使用年限也需达到60年,但目前相关标准中没有60年设计使用年限的具体耐久性设计参数。针对这一问题,通过对相关标准、典型海工工程中混凝土结构耐久性设计参数的分析,提出了南方沿海三代核电站非核部分混凝土结构耐久性设计参数。     

盐渍土对钢筋混凝土结构物耐久性设计的影响

通过对钢筋混凝土材料腐蚀机理的分析，指出了西部盐渍区富含的氯盐、硫酸盐是造成钢筋混凝土结构物耐久性差的主要原因。详细阐述了氯离子、硫酸根离子对钢筋混凝土材料的危害。依据混凝土耐久性试验数据，证实干湿交替的环境对氯离子侵入混凝土有重大的影响。并对西部盐渍区氯离子侵入混凝土结构物的机理进行了探讨，指出利用Fick第二扩散定律预测混凝土结构物耐久年限对西部盐渍区的局限性。提出了预测该地区钢筋混凝土结构物服役寿命的几点建议。     

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。     

基于现场耐久性检测的承台海工混凝土寿命预测

金塘大桥受恶劣的海洋气候环境和海水腐蚀影响严重,其结构设计基准期为100年.根据现场对大桥已建部分承台混凝土检测的保护层厚度、表面氯离子浓度和氯离子扩散系数等耐久性参数,以Fick第二定律为基础的理论模型对混凝土结构抵抗氯离子侵蚀耐久寿命进行预测.此研究成果可为氯盐侵蚀环境下混凝土结构耐久性设计与评估提供参考.     

钢筋混凝土结构基于耐久性的可靠度设计方法

对处于氯盐环境中的混凝土结构,为使其在设计使用寿命期内具有合格的可靠度要求,基于结构抗力劣化过程的动态计算模型及动态可靠度分析,在我国 现行结构可靠度设计表达式基础上,引入结构耐久性系数γD来考虑抗力衰减对可靠指标的影响,并给出了耐久性系数的确定方法。针对50年设计使用年限 情况,考虑港口结构3种荷载组合以及5种可变荷载与恒载效应比影响,给出不同的环境条件、水灰比、保护层厚度下结构耐久性系数γD的取值。从而建立 了基于耐久性的可靠度设计实用方法。     

风险分析在港珠澳大桥隧道工程工法比选中的应用

为有效地降低工程安全风险,保证港珠澳大桥隧道工程的安全、经济、高效,以及对各类风险进行针对性地管理和控制,依据本隧道工程的工程特点、工程环境和施工条件,对工程实施过程中可能出现的风险进行认真的研究和分析。通过风险分析的方法比较港珠澳大桥的隧道工程不同工法所存在的风险,并以此为依据进行工法比选,为隧道工法的最终确定提供参考。