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在役预应力混凝土桥梁的腐蚀研究

赵磊

  第一章 绪论处于沿海地区及冬季寒冷地区的预应力混凝土桥梁,由于所处环境或冬季所采用的除冰盐中氯离子的腐蚀作刚,导致结构安全性的降低,使结构不能保证其在后续使用期内的正常使用,造成较大的经济损失。因此,需要对预应力混凝土桥梁的腐蚀问题进行研究,并基于结构受腐蚀损伤的特点,提出相应的设计、施工及使用防护措施,保证结构在设计寿命内的正常使用。预应力混凝土桥梁的腐蚀研究是一项跨学科的课题,牵涉到预应力混凝土工程、电化学腐蚀、结构耐久性分析以及控制理论等多个方面。由于课题的复杂性,目前针对性的研究较少,绝大部分的相关工作主要集中于预应力混凝土工程的研究发展、结构电化学腐蚀机理及检测方法的研究、在役结构的防腐蚀研究、结构的耐久性研究等几个独立的方面。本文在已有理论研究的基础上,针对预应力混凝土桥梁建设及使用中存在的影响结构耐久性的实际问题,综合运用电化学理论、概率理论、结构可靠性理论、混凝土和预应力混凝土结构基本理论、结构优化理论及控制维修决策等理论和方法,详细研究了基于电化学理论的钢筋锈蚀检测方法、预应力混凝土桥梁结构的腐蚀损伤模型、可靠性分析、基于腐蚀控制的维修方法、桥梁结构方案选型及优化设计以及在役桥梁结构的优化维修决策等问题第二章 混凝土结构的腐蚀机理及检测技术目前普遍认为,结构混凝土中钢筋的腐蚀是一种电化学的过程,包括在金属表面形成阳极(腐蚀)和阴极(钝化)区域以及不同区域间的电位差等。由于从一定程度上可以从现场检测的结果来近似分析确定混凝土结构的剩余寿命,并为以后的维护及维修起着实际的指导作用,因此,混凝上结构的现场检测方法越来越受到广泛的重视。根据现场的实际应用情况,最常用的方法有半电池电位法、混凝土电阻率检测法、直流线性极化电阻法、交流阻抗法以及地质雷达法等。第三章预应力混凝土桥梁的腐蚀耐久性及控制维修与拧通钢筋的腐蚀特点相比,预应力钢筋的腐蚀破坏牡点则有所不同,有其特殊性。冈此,对下预应力混凝十桥梁结构构件而言,可以偏安全地近似将结构的初始腐蚀时间作为结构或构件的腐蚀破川川茁界状态。而初始时间(或去钝时间)的确定则取决了结构防护程度及有害介质离于的渗透速率。结构的损伤都是从局部开始的,因此评估结构构件的可靠性是评估整个结构可靠性的前提。对于结构构件,可以近似采用失效模式全相关假设:构件失效模式全相夫假设:构件夫效时,构件最严重失效模式所对应的功能函数或约束首冗破坏;或构件火效时,最严重大效模式首先为真。对于一股预应力混凝十桥梁结构,在实际求解时,偏女全考虑,可采山最弱单元假设,将火效相关性结构系统可靠度的求解问题转化为求解最弱单元可靠度问题,使计算得剑简化。最弱单元假设:在役结构系统可靠性火效时,系统山可靠度最低的单元首先火效;也即可靠度相对较低的单元满足翌求时,可靠度较高的单元一定亦能满足要求。则得结构系统可靠度为:刊Z三OI=*ZV S=minJ厂)门二.51由于在役预应力混凝十桥梁结构的腐蚀是一个化学、屯化学的过程,冈此,根据其反应)荡蚀机理,可以采川电化学的方法对在役结构的)洗蚀进ZH动控制。对于人型在役预应力混凝土桥梁,由丁预应力i民凝土桥梁结构本身的预应力体系及构造的特点,则较多采川体外预加力法。其中牵涉到体外预二应力(常规材料)结构及复合材料预应力筋的加固应用问题。第四章基于耐久性的桥梁结构忧化设计在桥梁结构的设计中,必须对结构的耐久性因素加以重视,即应不仅保证桥梁结构在建成时安全,又应在动态考虑桥梁结构所处环境对结构的侵蚀性及使用条件的变化等因素的基础上,保证桥梁结构在使川寿命内的文全。通过引入结构忧化设计的思想,在满足设计功能要求的前提卜,对包k括桥梁结构选刑、主翌儿何尺寸、材料种类、施厂方案、环境及使用条什的变化等在内的各种参数进行细致的优选及忧化设计卜作,以选抒更为合理的桥梁结构方案,保证桥梁在设计使川寿命内的止常安全使山,且兄订良好的技术经济指标。对丁预应力混凝十桥梁结构,可以采取两方面的措施来保证维修结构……   
[关键词]:预应力混凝土桥梁结构;腐蚀;结构优化设计;控制维修;腐蚀损伤模型;可靠性;耐久性
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2002年