混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計與評估.pdf

1、本文以國家自然科學(xué)基金重點項目“氯鹽侵蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與評估基礎(chǔ)理論研究”和中國博士后科研基金項目“防腐體系對跨海高性能混凝土橋梁使用壽命組合效應(yīng)的實驗研究”為依托，以浙江省交通廳科技支助項目“公路混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性評估研究”為背景，對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計、評估以及基于耐久性評估的修復(fù)進行了系統(tǒng)的研究。 本文提出了混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性設(shè)計的耐久性因子法，在此基礎(chǔ)上，從材料、構(gòu)件與結(jié)構(gòu)三個層次分別探討了耐久性優(yōu)化設(shè)

2、計方法。對混凝土材料，提出了耐久性優(yōu)化設(shè)計的總功效系數(shù)法，對混凝土構(gòu)件，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計壽命周期內(nèi)年均投資差額最大為優(yōu)化目標(biāo)以耐久性因子、截面承載力、撓度、最大裂縫寬度以及構(gòu)造要求等為約束條件，建立了混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件耐久性優(yōu)化設(shè)計模型。對于混凝土結(jié)構(gòu)體系，則以傳力樹為基礎(chǔ)，提出了耐久性貢獻系數(shù)設(shè)計法。 對在役混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性進行評估是評價其工作性態(tài)是否滿足設(shè)計要求的關(guān)鍵所在。將橋梁結(jié)構(gòu)劃分成橋梁結(jié)構(gòu)、橋梁構(gòu)成、橋梁構(gòu)件三個層次

3、，提出了橋梁構(gòu)件劃分方法，并按照不同構(gòu)件的耐久性劣化影響因素的差異而選取了相應(yīng)的包括構(gòu)件環(huán)境作用因素指標(biāo)在內(nèi)的構(gòu)件耐久性考核指標(biāo)，從而建立了在役混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的三層次多指標(biāo)的評估模型，并定義了橋梁結(jié)構(gòu)全壽命周期的五個耐久性典型狀態(tài)，以五個典型狀態(tài)來評估橋梁現(xiàn)有耐久性水平，三個層次均劃分為五個模糊等級，對應(yīng)于完好、較好，較差，差，危險五個耐久性狀態(tài)?；谀：龜?shù)學(xué)理論，將定性指標(biāo)給予定量化，采用最優(yōu)區(qū)間型隸屬度函數(shù)確定構(gòu)件的耐久性考核

4、指標(biāo)對各個模糊等級的隸屬度，用可信度與頻數(shù)統(tǒng)計相結(jié)合的CMFS方法確定權(quán)重，用綜合隸屬度評分法進行等級評定。同時，研究了分層抽樣理論在構(gòu)件層次的耐久性評估中的應(yīng)用問題，提出了精度控制與費用控制的抽樣方法?；谝陨戏治?，總結(jié)出在役混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性評估流程，用Mat1ab語言編制了評估程序，用該程序?qū)φ憬∷淖谝刍炷翗蛄哼M行耐久性評估，評估結(jié)果與實際情況十分吻合。基于該程序開發(fā)的《公路混凝土橋梁耐久性評估軟件系統(tǒng)1.O版》，已通過浙

5、江省交通廳的鑒定并初步運用于浙江省公路橋梁管理系統(tǒng)，效果良好。 針對耐久性設(shè)計、修復(fù)設(shè)計和施工方案的優(yōu)化，提出一種混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的修復(fù)性評估方法。基于結(jié)構(gòu)全壽命周期成本理論，充分考慮了結(jié)構(gòu)在不同時期的耐久性變化狀況、成本組成及其時間價值，采用修復(fù)費用、修復(fù)工作量、修復(fù)時間、可靠性、耐久性、適修性、恢復(fù)性和環(huán)境屬性8個指標(biāo)，將混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修復(fù)等級劃分為特修、大修1、大修2中修1、中修2、小修1與小修2這7個模糊等級。采用模糊