氯離子擴散對沿海公路橋梁耐久性影響及剩余壽命預測.pdf

1、混凝土橋梁的耐久性問題一直受到廣泛關注，其主要耐久性病害為鋼筋銹蝕，而引起鋼筋銹蝕的主要因素之一為氯離子的侵蝕作用。侵蝕導致的鋼筋銹蝕會嚴重降低橋梁的剩余使用壽命，造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至人員的傷亡。因此基于氯離子的侵蝕機理建立氯離子擴散修正模型以預測橋梁剩余使用壽命是十分必要的。本文考察了氯離子對距海岸距離為5~40km鋼筋混凝土橋梁耐久性影響，并針對氯離子擴散規(guī)律進行研究，建立與之相適應的氯離子擴散修正模型，為沿海鋼筋混凝土橋梁的耐

2、久性設計及評估提供可靠依據(jù)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對沈山高速公路沿線25座鋼筋混凝土橋梁結構的病害數(shù)量、分布部位進行匯總分析，總結病害產(chǎn)生的原因，為后續(xù)氯離子擴散研究及橋梁耐久性設計提供參考。結果表明：沿海橋梁構件的主要病害為鉸縫處有裂縫、蜂窩麻面、露筋、橫向裂縫，病害原因主要是設計不當、施工缺陷（如離析、振搗不密實等）、車輛超載和雨水沖刷等。⑵通過測量混凝土電阻率、碳化深度、氯離子濃度等耐久性指標，結合相關規(guī)范對橋梁進行初

3、步的耐久性評估；針對不同水膠比構件的電阻率和碳化深度，研究水膠比對耐久性能的影響。結果表明：電阻率及碳化深度隨著水膠比的增加而增加；濱海/內(nèi)陸鹽漬土亞類地區(qū)的氯離子濃度偏高且隨取樣深度波動較大；臺帽處氯離子濃度最高達到0.7%，已經(jīng)遠遠超過了日本建筑學會、歐洲標準（EN206-1）的限值0.03%。⑶基于氯離子在混凝土中傳輸和侵蝕機理，對沿海混凝土橋梁典型構件進行鉆芯取樣，依據(jù)實測數(shù)據(jù)研究表層氯離子濃度和水膠比的關系；引入Cs的實測值與

4、擬合值的比例系數(shù)ksn，建立Cs和距海岸距離d的數(shù)學表達關系；結合氯離子表觀擴散系數(shù)的時間效應、氯離子結合作用、齡期系數(shù)與d的關系、環(huán)境影響系數(shù)等，對Fick第二定律的解析解進行修正。結果表明：構件表層氯離子濃度與水膠比成正比，且與距海岸距離呈指數(shù)關系，比例系數(shù)服從正態(tài)分布的統(tǒng)計規(guī)律；齡期系數(shù)與d呈反比例關系。⑷對比氯離子濃度實測值和由修正模型計算得到的擬合值，以驗證修正模型的適用性；根據(jù)修正模型計算沿海橋梁的剩余使用壽命。結果表明：在