现有钢筋混凝土桥梁耐久性评估和寿命分析

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1、分类号:U44，U4510710-2009121115硕士学位论文现有钢筋混凝土桥梁耐久性评估与寿命分析何伟导师姓名职称郝宪武教授申请学位级别硕士学科专业名称桥梁与隧道工程论文提交日期2012年4月25日论文答辩日期2012年6月6日学位授予单位长安大学iiDurabilityEvaluationandLifeAnalysisoftheexistingReinforcedConcreteBridgeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HeWeiSupervisor：Prof.HaoXianwuChang’anUnivers

2、ity,Xi’an,China摘要钢筋混凝土桥梁在长期自然环境和使用条件下，由于结构设计、施工及养护管理上存在的问题，导致混凝土结构逐渐老化、损伤甚至出现严重的破坏，直接影响桥梁结构的使用功能和安全。因此，对现有钢筋混凝土桥梁耐久性进行评估和预测已成为一个迫切需要解决的问题。（1）本文在大量国内外文献调研的基础上，分析了影响混凝土桥梁结构耐久性的主要因素，如混凝土碳化、钢筋锈蚀、碱—骨料反应、混凝土冻融循环、化学侵蚀和混凝土表面磨损等。（2）基于结构耐久性机理分析，对混凝土结构耐久性评估方法进行研究，主要从混凝土结构受力性能和耐久性等级两方面进行评估。着重分析了钢筋锈蚀对构件受力性能的影响

3、，并通过有限元软件对锈蚀钢筋的受力进行模拟，利用弹簧单元模拟了钢筋与混凝土之间的粘结作用，考虑钢筋锈蚀后屈服强度的降低。最后，根据结构各构件的权重按照模糊综合法进行耐久性等级评估。（3）针对混凝土结构耐久性病害的特点，对混凝土桥梁进行使用寿命预测，主要包括结构正常使用寿命评估和承载能力寿命评估，采用了混凝土碳化寿命准则、锈胀开裂寿命准则和承载能力寿命准则。并根据不同的准则，提出了动态可靠度的计算模型，给出各随机参数的取值公式，结合实际算例介绍了具体的步骤和方法。（4）在前几章研究的基础上，论文针对混凝土结构耐久性病害出现的特点，分别从结构设计、施工和运营管理上提出一些改进措施，以此提高混凝

4、土结构的耐久性，为以后的结构设计、施工和管理提供参考。关键词：钢筋混凝土桥梁，耐久性评估，寿命预测，提高耐久性iAbstractInthenaturalenvironmentandthelong-termusageconditions,reinforcedconcretebridgewilldeteriorate,damageandevenhavetheseriousdamagebecauseoftheproblemsinstructuraldesign,constructionandmaintenancemanagement,thiswillaffectthesafetyandsuita

5、bilityofthestructuresdirectly.Therefore,assessmentandpredictionofthedurabilityoftheexistingreinforcedconcretestructureshasbecomeanurgentproblemwhichneedtobesolved.Basedontheexistingdurabilityresearchtheoryofreinforcedconcretestructures,themainresearchcontentsareasfollows:(1)Basedonalargenumberofre

6、searchliteratureathomeandabroad，themajorfactorofaffectingthedurabilityofreinforcedconcretebridgeshavebeenanalysedinthistext,suchascarbonationofconcrete,steelcorrosion,alkali-aggregatereaction,concretefreeze-thawcycles,chemicalerosionandconcretesurfacewear.(2)Basedonthemechanismanalysisofthedurabil

7、ity,tostudythedurabilityassessmentofconcretestructuresfromtwoaspectsofthemechanicalperformanceofconcretestructuresanddurabilitygrade.Mainlyanalyzedthemechanicalpropertiesofsteelcorrosiononcomponents,andthroughthe