钢筋混凝土结构裂缝控制刍议

分析了混凝土结构的受力钢筋腐蚀机理 ,阐述了钢筋混凝土结构的裂缝控制理论 ,以及减小钢筋混凝土结构裂缝宽度的措施     

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。     

裂缝对预应力混凝土结构耐久性的影响

本文分析了预应力混凝土结构裂缝状态下力筋腐蚀的机理,阐述了裂缝及其宽度与力筋腐蚀间的关系,并提出了一般环境条件下预应力筋腐蚀的经时模型,可供耐久性设计参考。 1 裂缝状态下预应力筋蚀的机理 与钢混凝土结构一样,由于初始混凝土的高碱性,预应力混凝土结构力筋表面形成一层致密的钝化膜,使其处于钝化状态。但随着环境介质的侵入,钝化膜逐渐遭到破坏,从而导致腐蚀的发生。在一般环境条件下,预应力筋的腐蚀通常由两种作用引起：一种是碳化作用,即中性化作用。它降低了混凝土孔隙液中的碱度,当碳化深度到达力筋表面时将…     

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     

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。     

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。     

规划设计及施工细节对防护混凝土结构腐蚀作用的探析

环境介质的侵蚀是影响预应力混凝土结构腐蚀的关键因素,控制预应力混凝土结构腐蚀的重点应该是控制结构的防水。多层保护和监视检测是结构防水的关键。文章分析认为,要实现预应力结构的长期耐久性能保护,需要及时审定现行国家标准和规范,从总体规划,施工设计,建造细节,操作程序,试验检测,人工素质,设备性能,材料性质以及认证制度等诸多方面进行控制和实施。     

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.     

真空辅助压浆在新渡口大桥预应力盖梁中的应用

在后张预应力混凝土结构中,预应力筋在高应力下对腐蚀极为敏感,一旦锈蚀,后果严重。孔道中的灌浆是防止预应力筋腐蚀的最后一道防线。新渡口大桥预应力盖梁采用了真空辅助压浆,成功的解决了个问题。本文介绍真空辅助压浆原理和主要施工要点。     

预应力筋应力腐蚀后预应力混凝土梁受力性能研究

为研究预应力筋应力腐蚀对预应力混凝土梁承载力和耐久性的影响,设计制作了7根用人工坑蚀模拟预应力筋受应力腐蚀的预应力混凝土梁,进行静力受力性能试验。试验结果表明:预应力筋坑蚀后的预应力混凝土梁的开裂荷载、极限荷载低于普通预应力混凝土梁,并随坑蚀深度的增大而下降;增大预应力度可提高应力腐蚀预应力筋混凝土梁的开裂荷载;增大非预应力钢筋的配筋率可提高预应力混凝土梁的开裂荷载、极限荷载;随着坑蚀的增大,构件抗弯刚度迅速下降;提高预应力度可减缓构件抗弯刚度的下降,而增大非预应力钢筋的配筋率对抗弯刚度的影响则较小。根据该文预应力筋坑蚀后的预应力混凝土梁极限承载力计算公式得到的理论值与实测值相吻合,可供工程实践参考。     

均布荷载下锈蚀后预应力钢骨混凝土梁的滑移计算

利用弹性理论,结合预应力钢骨混凝土梁的受力特征,建立了同时考虑预应力增量和钢材锈蚀率影响的滑移微分方程,给出了均布荷载下梁滑移计算的理论公式.讨论了钢骨锈蚀率、荷载、钢筋锈蚀率及预应力增量对滑移的影响,并给出了计算滑移的简化公式.计算结果表明,均布荷载下交接面的滑移随着钢骨锈蚀率和荷载的增大而增大,钢筋锈蚀率和预应力增量对梁滑移的影响相对较小.     

一种混凝土结构钢筋腐蚀的光纤传感监测装置

钢筋的腐蚀逐渐成为影响钢筋混凝土结构耐久性的主要因素.腐蚀后的钢筋体积膨胀,保护层逐渐开裂,进而降低结构的使用性能、影响结构的耐久性.基于钢筋混凝土结构中钢筋腐蚀膨胀原理与光纤光栅应变传感技术原理,提出一种新型钢筋腐蚀监测装置.根据推导出的FBG波长与钢筋锈蚀率的关系,制作钢筋混凝土试件并进行加速试验.最后利用ABAQUS有限元软件结合试验结果进行数值模拟,模拟结果与试验结果相吻合.试验结果表明,设计出的新型钢筋腐蚀传感装置能有效的监测钢筋的腐蚀程度,可实现混凝土保护层开裂过程的全程监测.     

混凝土中钢筋腐蚀速率的基本理论模型

根据金属腐蚀极化理论推导了电化学极化控制和氧浓差极化控制2种条件下混凝土中钢筋腐蚀速率的基本理论模型。模型显示,电化学极化控制下,稳定腐蚀状态下能斯特扩散层以外孔隙液中Fe2+和OH- 的浓度对腐蚀速率的影响呈正指数关系,且影响随浓度降低而渐趋剧烈;温度对腐蚀速率有较大影响,约呈指数关系,在自然温度范围内,温度每升高10度,腐蚀速率约升高1倍;应力对腐蚀速率的影响接近正线性关系,对应力较低的普通钢筋影响较小,但对应力较高的预应力钢筋影响可观;氧浓差极化控制下,腐蚀速率与氧气在整个混凝土保护层内的等效扩散系数成正比,与混凝土保护层厚度及钢筋表面温度成反比。最终腐蚀速率取2个模型计算结果中的较小者。     

基于XFEM的混凝土保护层锈胀裂纹分析

采用扩展有限元法(XFEM)和过盈装配的方式,建立了混凝土保护层非均匀锈胀开裂有限元模型。计算结果表明:首先在与钢筋接触的左右两侧10°~30°范围内形成包含数条微裂纹的裂纹带,对称于钢筋的中轴线背向发展,随着锈蚀程度的加深,在裂纹带形成一条斜向的主裂纹,从而导致保护层产生"楔形"破坏。通过对ABAQUS进行二次开发,提取了锈胀裂纹长度,发现裂纹长度与钢筋锈蚀率之间呈指数关系,指出裂纹发展可分为3个阶段(萌生区、扩展区和平缓区),应以裂纹进入平缓区的钢筋锈蚀率对结构进行评估,并给出了界限判据。与广惠高速公路沿线桥梁保护层剥落病害对比分析,验证了计算结果的精确性。     

框架结构中无粘结预应力筋极限应力

为了研究各种结构形式中影响无粘结预应力钢筋(UPS)应力变化的主要设计参数,通过非线性有限元分析给出能全面准确计算各种不同结构形式中UPS极限应力的计算公式。分析了影响UPS应力变化的主要参数综合配筋力比、预应力度、配箍率、跨高比、荷载形式、结构形式对框架结构中UPS极限应力的影响。结论是:对框架结构中UPS极限应力影响较大的设计参数有综合配筋力比、配箍率、跨高比、水平荷载效应比。修正了UPS极限应力的计算公式。结果表明:现有规范ACI318-89、BS8110、JGJ/T92-93计算结果存在局限性,特别是对承受较大水平荷载的无粘结预应力混凝土框架的设计存在不安全的情况。对修正公式、规范公式与试验结果进行了对比。在承受较大水平荷载的框架结构中采用修正公式计算UPS极限应力更准确、对结构使用更安全。     

受腐蚀钢筋力学性能的试验研究

钢筋腐蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的首要因素.腐蚀会引起钢筋强度降低和延性减弱,进而导致结构承载能力下降.通过对一批已腐蚀钢筋的腐蚀量及腐蚀后力学性能的试验研究,分析了钢筋腐蚀的因素及腐蚀对钢筋力学性能的影响,认为该批钢筋力学性能的降低是腐蚀后受三种因素共同作用的结果;总结了钢筋各项力学性能指标与钢筋腐蚀程度的相关关系,提出当受腐蚀钢筋的重量损失率大于10%时,就应该考虑腐蚀对钢筋性能的影响,予以折减的结论;并总结了各腐蚀量参数间的关系,为衡量钢筋腐蚀程度和结构耐久性分析提供依据.     

钢筋非均匀锈蚀试验研究

设计了一种新的钢筋快速锈蚀试验方案,研究了钢筋非均匀锈蚀引起的混凝土保护层胀裂问题.试验现象表明,锈后试件的钢筋表面呈现明显坑蚀特点,且近保护层一侧的钢筋锈蚀更为严重;根据试验数据,利用统计回归分析的方法,给出了混凝土保护层出现可见裂缝时的钢筋锈蚀率与混凝土强度、钢筋直径及保护层厚度间的经验公式;数据分析表明,相对保护层厚度是决定混凝土开裂时钢筋锈蚀率的主要因素,而混凝土等级和钢筋直径对它的影响较小.     

预制节段体外预应力桥梁的耐久性评述

桥梁结构设计的基本原则已经从单纯的安全、经济发展为安全、经济、耐久并重.预应力混凝土桥梁结构的耐久性主要为预应力钢筋的防腐蚀,传统的体内预应力钢筋需要高性能混凝土材料隔绝外部侵蚀,而体外预应力结构是提高预应力混凝土结构耐久性的一个简单实用的方法.预制节段施工与体外预应力技术的结合进一步提高了结构的耐久性,并使得结构在整个寿命期内的经济性也具有优势.     

高性能混凝土在人防工程中的应用

通过参阅国内外研究文献认为,影响混凝土耐久性的主要因素是钢筋锈蚀,并针对这一因素进行了探讨,详细阐述了钢筋锈蚀机理,以及造成钢筋锈蚀的主要原因,特别是混凝土碳化、氯离子侵蚀等问题,并结合这些问题提出了改善混凝土耐久性的措施.结合某人防工程探讨了将高性能混凝土应用于人防工程中的可行性,并从设计和施工角度提出了具体的实施方案.结果表明,实际工程的干缩裂缝明显减少,结构的抗渗性能大大提高.     

套筒内锈蚀钢筋与灌浆料黏结性能试验研究

为了研究钢筋锈蚀对灌浆套筒接头连接性能的影响,通过对 20个进行人工锈蚀的试件开展拉拔试验,获得灌浆套筒内不同直径的钢筋在不同锈蚀率情况下的破坏形态、锚固内部钢筋应变和荷载滑移曲线. 对比分析不同直径钢筋在不同锈蚀率情况下的黏结应力分布曲线、相对滑移曲线和不同锚固位置处的黏结滑移曲线. 通过试验结果和理论分析,发现随着...