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桥梁结构耐久性设计方法研究

吴海军

  桥梁耐久性差、服务寿命短及全寿命经济性指标差等问题已成为世界性难题。我国正处于桥梁等基础设施建设的高峰时期,大量的待建桥梁面临着如何确保全寿命周期的耐久、安全和经济的严峻问题,关于桥梁耐久性问题的研究有十分紧迫和现实的意义。本文主要研究混凝土桥梁的耐久性问题,进行的主要工作有:1、提出对桥梁构件进行耐久性等级分类的原则和方法,首次给出了桥梁典型构件的耐久性设置标准及维修养护特征;初步提出了不同使用条件下我国桥梁构件设计使用寿命的建议值。2、介绍了桥梁面临的严重耐久性问题,分析了问题存在的主要原因,提出了从全寿命多个方面来确保结构耐久性的全面的桥梁耐久性设计方法框架。该方法将从定性及定量两个角度、三个层面入手。在材料层次上,针对大气环境下的碳化效应,提出了混凝土材料抗碳化耐久度的概念及控制公式,可方便应用于碳化寿命准则的设计及混凝土抗碳化能力的比较。在截面及构件层次上,以钢筋锈蚀引起保护层胀裂为钢筋混凝土结构截面耐久性极限状态,提出了基于截面耐久性极限状态的使用寿命计算公式。针对国内典型气候区域,对《公桥规》有关耐久性措施所隐含的使用寿命进行了分析,对桥梁常用耐久性设计参数下的截面耐久性进行了分析、比较。在安全耐久性方面,推导了简单实用的桥梁抗弯构件截面安全耐久性设计的控制方程,提出了综合修正系数的求解思路,给出了计算示例。3、讨论了结构与构造细节对于桥梁耐久性的严重影响,首次较系统地提出了从体系及构造细节、防水性能、可换性、可检性等角度进行耐久性设计的原则与方法,分析了具体的设计措施,给出了较详细的例子及设计要求。4、研究了进行桥梁耐久性设计的经济性控制原则,分析了全寿命成本的构成、计算公式与计算过程;给出了进行全寿命成本计算的示例,演示了分析的具体过程。最后对需要进一步研究的有关问题进行了总结及展望。……   
[关键词]:桥梁;耐久性设计;耐久性极限状态;设计寿命;寿命成本分析;构造细节;防水;可修性;可检性;可换性
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:同济大学2007年