预应力结构设计使用寿命模型

预应力混凝土结构的耐久性问题和普通混凝土的耐久性有相似之处 ,但更有其独特性 文中阐述了预应力结构中力筋应力腐蚀断裂特征 ,分析了预应力结构与普通混凝土结构使用寿命的不同之处 ,然后在碳化作用机理的基础上 ,利用碳化深度计算公式提出了碳化作用环境下的预应力结构设计使用寿命模型     

预应力结构设计使用寿命模型

预应力混凝土结构的耐久性问题和普通的耐久性有相似之处，但更有其独特性，文中阐述了预应力结构中力筋应力腐蚀断裂牧场生，分析了预应力结构与普通混凝土结构使用寿命的不同之处，然后在碳化作用机理的基础上，利用碳化深度计算公式提出了碳化作用环境下的预应力结构设计使用寿命模型。     

应力状态下混凝土的碳化试验研究

进行了碳化环境下预应力混凝土试件的耐久性试验研究，阐述了在应力和碳化共同作用下的混凝土结构破损机理及规律．试件为无应力、弯曲受拉和直接受压的应力状态，采用加速碳化的试验方案．分别引进kws和χσ反映碳化深度与混凝土质量、强度和应力水平的关系，建立了应力状态下的混凝土碳化深度的多因素预测模型．结果表明：拉、压应力分别加快和减缓了混凝土的碳化速率，且应力越大；碳化速率的改变越大；χσ可以反映碳化速率的变化趋势．施加预应力能够控制混凝土裂缝的发展、消除或限制裂缝的宽度，因此，预应力混凝土结构的耐久性比普通混凝土结构的耐久性更好．     

裂缝对预应力混凝土结构耐久性影响的试验研究

通过预应力混凝土裂缝状态试件 (共两组 ,每组 1 0个工况 )在碳化、氯离子侵蚀环境下的试验研究 ,提出了预应力混凝土裂缝状态试件的制作及试验方法 ;探讨了裂缝对预应力混凝土耐久性影响的机理及成因 ;着重研究了不同水灰比、不同裂缝宽度、不同保护层厚度等因素对预应力混凝土裂缝状态试件的耐久性影响程度及规律 ,所得结论对预应力结构耐久性设计与评估具有一定的参考价值     

耐蚀钢筋在混凝土模拟液中的电化学行为

利用电化学阻抗谱法(EIS)对比研究了新型耐蚀钢筋(00Cr10MoV)和普通低碳钢筋(20MnSiV)在混凝土模拟液中的自钝化、碳化以及碳化与氯盐耦合作用下的电化学行为,并利用扫描电镜(SEM)观察了钢筋表面腐蚀产物的形貌.结果表明,00Cr10MoV钢筋在钝化期的致钝性明显优于20MnSiV钢筋,且在碳化、碳化与氯盐耦合作用下,00Cr10MoV钢筋的耐蚀性也更强.电化学参数拟合中,00Cr10MoV钢筋在碳化期的钝化膜电阻和电荷转移电阻分别约为20MnSiV钢筋的3倍和58倍;00Cr10MoV钢筋在碳化和氯盐耦合作用期的钝化膜电阻和电荷转移电阻相比于20MnSiV钢筋分别提高约89%和99%.碳化与氯盐耦合作用后,00Cr10MoV钢筋表面仅生成少量点蚀坑,而20MnSiV钢筋表面则出现大量疏松的腐蚀产物.     

考虑气候变化的受碳化腐蚀先张预应力混凝土梁时变可靠性评估

基于改进的碳化深度预测模型,结合IPCC预测大气CO2浓度数据,研究了气候变化(CO2浓度)规律及其对预应力混凝土结构碳化损伤影响,发展了时变可靠度模型计算先张法预应力混凝土结构在多种CO2排放策略作用下、将来100年内的腐蚀开始概率和结构弯曲倒塌概率.研究结果表明,在A1FI排放策略下,腐蚀开始概率比其在最好CO2排放策略下高了460%;在A1FI排放策略下,结构失效概率比其在最好CO2排放策略下高了10%.在高腐蚀状态下,结构失效概率是低腐蚀状态下的2倍,且结构在高腐蚀状态下条件年度失效概率后期增长较快.在最高CO2排放策略下,结构条件年度失效概率比其在最好CO2排放策略下高了30%.当混凝土保护层设计厚度增至40 mm时,碳化腐蚀对混凝土结构的影响很小.     

寒区预应力混凝土管桩径向冻胀损伤机理

针对寒区预应力混凝土管桩冻胀破坏问题,在病害调查的基础上,采用有限元仿真手段,建立了考虑混凝土塑性损伤本构、预应力效应和不同冻胀水平的管桩模型,初步分析了寒区预应力混凝土管桩在冻胀作用下的破坏机理.研究结果表明:管桩在寒区工程应用中会产生轴向裂缝;填充物的冻胀作用导致管桩环向应力状态改变,螺旋箍筋由构造筋转变为受力筋,而纵向筋受影响较小.填充物的径向冻胀作用是管桩产生轴向塑性损伤和裂缝的主要原因.研究结论初步探明了管桩冻胀引起的塑性损伤机理,有助于下一步管桩技术改进.     

海港工程钢筋混凝土结构的腐蚀机理与防腐对策

在海港工程中经常会出现钢筋混凝土结构被腐蚀的情况。这主要是由于海水环境中的氯离子渗透聚集于混凝土内钢筋表面并致其钝化膜失去保护作用而造成的。本文主要是论述了海港工程中造成钢筋混凝土结构腐蚀的机理、并提出了一些防止腐蚀的措施。     

混凝土结构中箍筋的锈蚀机理分析

根据金属腐蚀的电化学原理分析了混凝土结构中箍筋的锈蚀机理，认为在混凝土碳化过程中在箍筋与纵筋间存在宏观电池腐蚀及其它增加箍筋锈蚀量因素，利用已有的试验结果证明本文提出的观点，并提出了箍筋与纵筋的联合经时模型．     

受力状态下混凝土试件碳化试验研究

为了研究混凝土桥梁的碳化规律,采用加速碳化试验方法,进行了碳化环境下受力状态混凝土试件的耐久性试验,分析了碳化混凝土的退化机理和规律.结果表明:拉、压应力分别加快和减缓了混凝土碳化的速率,且应力变化越大,碳化速率的改变就越大;桥梁常用C50强度混凝土的碳化深度远小于低强度混凝土,但C50强度混凝土受拉时的相对碳化深度大于低强度混凝土.根据试验结果修正了现有混凝土碳化深度预测模型中的工作应力影响系数.当混凝土桥梁的裂缝宽度满足规范要求时,裂缝对混凝土碳化的影响很小;预应力混凝土桥梁的耐久性能优于钢筋混凝土桥梁.     

超长预应力筋结构混凝土的裂缝控制

工程实践证明,在超长结构的混凝土裂缝控制中,避免结构留水久伸缩缝,采用在结构中敷设预应力筋,是适用可行的,为此本文就针对预应力筋结构混凝土裂缝控制进行了探讨.     

现代预应力结构耐久性(碳化)数值计算

基于应力状态下构件快速碳化试验,开展应力状态下混凝土碳化深度的计算机仿真,采用Matlab神经网络工具箱对应力状态下混凝土碳化深度进行训练、仿真和预测.提出采用分项系数γc来反映结构可靠指标的结构耐久性设计方法,给出一定设计使用年限、一定可靠指标下结构耐久性设计时保护层厚度的计算表达式,并对算例中各框架预应力筋的保护层厚度进行计算.结果表明,建立的神经网络模型有较高的预测与仿真能力;提出的设计方法简单、实用,可以作为结构设计和耐久性验算复核的手段.     

真空辅助压浆技术在鲅鱼圈特大桥工程中的应用

在后张法预应力混凝土结构中,预应力筋的腐蚀程度直接影响混凝土结构的强度和耐久性,预应力混凝土结构孔道中的灌浆是否密实决定着预应力筋防腐蚀的程度。在建设鲅鱼圈特大桥的过程中,采用真空辅助压浆,来提高混凝土与预应力筋共同工作的耐久性,取得了满意的效果。主要介绍了真空辅助压浆工艺在鲅鱼圈特大桥工程中的应用。     

某工程超长预应力筋结构的设计与施工

本文通过对工程中预应力技术在超长结构中的施工与设计,分析了在结构中敷设预应力筋,解决超长结构的混凝土裂缝问题。     

预应力混凝土平面曲线箱梁裂缝

针对预应力混凝土曲线箱梁,产生径向水平压力的平面曲线力筋易使混凝土腹板超载,而造成混凝土破坏,并使力筋拉直等问题,应用翘曲扭转理论,分析了预应力混凝土平面曲线箱梁在张拉平面曲线形纵向力筋时,将在腹板中产生横向力,以及桥墩和桥梁支座约束作用,局部板中力筋的径向力使竖向跨越的腹板产生剪力和弯矩等产生裂缝的原因,提出了在设计与施工中应采取保证力筋的保护层厚度,充分调整力筋曲率的作用,设计计算必须考虑侧向预应力,保证在力筋弯曲的部位、管道不出现尖弯等措施。为平面曲线桥梁的设计与施工提供了一定的理论依据。     

大气环境下预应力结构的耐久性设计理论

针对现代预应力混凝土结构耐久性失效的特点以及结构耐久性具体要求，详细论述了预应力结构耐久性设计的主要内容；随后就大气碳化环境这一指标，提出了预应力结构构件耐久性极限状态的定义形式，并给出了一种以结构耐久性能和可靠度理论为基础的结构耐久性设计方法，该方法与现行结构承栽力设计的可靠度设计方法相似，采用分项系数r（安全系数）来反映结构可靠指标；并在此基础上给出了一定设计使用年限、一定可靠指标下结构耐久性设计时保护层厚度的计算表达式．算例分析表明，该设计方法简单、实用，便于工程设计人员使用．     

环锚预应力混凝土衬砌三维有限元计算分析

环锚预应力混凝土衬砌是一种新型的水工压力隧洞衬砌形式，进行有限元结构分析时的关键是如何模拟环形预应力筋的作用．为此，提出了一种基于ANSYS的等效荷载法，用法向等效应力和切向等效应力模拟非均匀分布的锚索预应力，通过SURF154单元将其施加于计算模型．文中对一个无黏结预应力混凝土衬砌全部锚索张拉锁定后的应力状态进行了三维有限元计算，计算结果与实测结果具有良好的一致性．该方法还适用于有黏结曲线预应力筋的预应力混凝土结构有限元计算。     

预应力混凝土结构在腐蚀环境下的力学性能研究

本文主要论述预应力混凝土结构在腐蚀环境下的研究进展情况,总结了国内外关于预应力混凝土构件在腐蚀环境下的力学性能研究,分析了影响腐蚀破坏的因素,并对尚应完善的研究工作进行了展望。     

混凝土桥梁的裂缝及其对结构性能的影响

本文结合平午铁路专用线上,四座桥22孔混凝土梁调查资料,着重分析了钢筋混凝土梁和预应力混凝土梁常见主要裂缝产生的原因及其危害.说明并不是所有类型的裂缝,对梁的耐久性和承载能力都有明显的影响.特别指出,常见钢筋混凝土梁下翼缘竖向裂缝宽度,对主筋腐蚀的发展,一般不起控制作用.预应力混凝土梁下翼缘纵向裂缝,若不及时修补,便会影响梁的耐久性,但一般不致引起梁的突然破坏.     

钢筋混凝土结构裂缝分析及控制

钢筋混凝土结构都是存在裂缝的，文中分析了铜筋混凝土结构产生裂缝的微观机理与原因，分析了钢筋的腐蚀及其对裂缝影响，在此基础上提出了控制裂缝的具体措施。