钢筋混凝土拱桥使用现状及其可靠性评估进展

钢筋混凝土拱桥是我国拱桥的主要结构形式之一,而其中的箱型拱桥最具发展潜力。受到荷载、材料及环境等因素的作用,现役钢筋混凝土拱桥的可靠性问题日益突出。为摸清我国现役钢筋混凝土拱桥的使用现状,并阐明其可靠性评估方面的进展情况,在文献调研及对已有成果梳理的基础上,简要介绍了钢筋混凝土拱桥的建造情况,以箱型拱桥为例阐明了几类较为严重的结构性病害特征,着重剖析了我国钢筋混凝土拱桥可靠性评估技术的主要特点。研究表明,基于可靠性理论的评估方法已在实际工程中有所应用,但多侧重于主拱圈的安全性评定,而结构体系的可靠性评估目前手段还相对匮乏,耐久性评估严重滞后,目标可靠指标的取值目前也缺乏统一的标准。箱型拱桥的可靠性评估中,应加强永久作用效应推断、桥道梁(板)更换准则、吊杆的疲劳可靠性等方面的研究,这不仅具有重要的理论意义,而且具有广泛的工程应用前景和重大的社会经济效益。

受弯构件的变形性与新的性能指标的研究

提出用变形性代替传统延性的概念以适应使用了新型材料(如纤维增强复合材料,即FRP)的受弯构件的荷载-变形关系的多样化。通过分析已有的性能指标,定义了设计目标状态和极限破坏状态作为构件的性能特征状态,并提出一组新的性能指标:变形性系数D、承载力系数S、变形能系数Y和综合性能系数F,用以全面地描述各种构件的性能和安全储备。参照传统构件,分析了5种受弯构件的数值计算结果,获得了各性能指标的取值范围及它们之间的关系,并提出可以通过提高构件承载能力来弥补其变形储备不足从而保证总体安全储备不变。建议用F指标来确定各种受弯构件的设计目标状态,从而获得合理且一致的安全性储备,并以8个试验构件为例进行了计算,验证了其合理性。包括变形性在内的性能指标的提出,为新型材料结构设计提供了参考。

混凝土构件正常使用极限状态的可靠度计算

以混凝土构件混凝土表面出现锈胀裂缝作为混凝土构件的正常使用极限状态 ,建立了混凝土构件在正常使用情况下的极限状态方程 ,应用可靠度程序进行计算 。

某在建桥梁钢筋混凝土构件碳化耐久性预测

为预测某在建预应力混凝土梁桥的钢筋混凝土构件的碳化耐久性,需确定适合本地区混凝土碳化深度预测模型.结合2座有一定环境和地域代表性的在役混凝土桥梁的碳化深度实测数据,探讨常用的6个混凝土碳化深度预测模型在本地区的适用性,然后利用所确定的混凝土碳化预测模型对某在建大跨径双薄壁高墩曲线连续刚构桥的钢筋混凝土承台和主墩的混凝土碳化耐久性进行分析.计算结果表明,采用基于混凝土抗压强度标准值作为主要参数的混凝土碳化深度预测模型与在役桥梁碳化深度实测数据较吻合,推荐采用该模型进行本地区混凝土桥梁构件碳化耐久性分析;所分析的在建桥梁的钢筋混凝土承台和主墩的混凝土碳化耐久性满足桥梁设计年限要求.

基于可靠指标的桥梁结构稳定安全系数研究

桥梁相关规范规定,结构的第一类稳定安全系数不应小于4,但当第一类稳定安全系数取4时,能否保证结构在更可能出现的第二类失稳发生时的可靠指标达到目标可靠指标则值得研究。以钢筋混凝土受压构件为例,分别进行弹性和弹塑性稳定计算,取第一类稳定安全系数等于4,采用一次可靠度方法FORM得出第一类弹性失稳时的可靠指标,利用计算该可靠指标时的荷载效应和弹塑性临界荷载计算第二类弹塑性失稳时的可靠指标。结果表明:某些情况下,当第一类稳定安全系数取4时并不足以保证结构发生第二类失稳时的可靠指标达到目标可靠指标。文中还讨论了结构参数变化对结构第一类和第二类失稳时可靠指标及稳定安全系数的影响,得出第二类稳定安全系数和可靠指标的关系,并给出第二类稳定安全系数的取值建议。

中、美规范中受压构件的正截面承载力计算

对中国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2002)和美国ACI 318M—05规范中钢筋混凝土受压构件的最小和最大配筋率、正截面轴心受压、偏心受压承载力及其配箍构造的规定进行了对比分析。结果表明:对于轴心受压构件,美国规范中受压承载力的折减系数小于中国规范;随着受力状态由大偏心受压向小偏心受压过渡,美国规范抗力折减系数的变化与构件的受力破坏特征有关,而中国规范的抗力折减系数基本不体现大、小偏心受压构件受力破坏特征的影响;对于高强混凝土,中国规范在确定混凝土材料强度标准值时引入了脆性系数,而美国规范通过较高的配箍率规定来保证高强混凝土构件的受力破坏特征与普通混凝土一致。

桑给巴尔阿玛尼体育场耐久性分析与评估

通过现场调查和剔凿取样检测,对桑给巴尔阿玛尼体育场的结构耐久性问题进行了研究性探讨,同时对本体育场的耐久性作出安全性评价。

考虑弯剪相关性的钢筋混凝土受弯构件承载力计算

钢筋混凝土受弯构件中,弯剪承载力存在相关性。中国规范GBJ10—89,GB50010,JTJ023—85和JTG D62—2004,以及美国规范ACI318基本沿用了相同的思路,未充分考虑弯剪相关性,受弯构件纵筋和箍筋用量分别按正截面承载力和斜截面承载力单独计算确定,仅通过剪跨比分析了在集中荷载作用下的独立梁的弯矩对抗剪承载力的影响。在分析GB50010和ACI318的强度准则中隐含应力层次的弯剪相关性和承载力公式中剪跨比影响的基础上,提出了考虑弯剪相关性的弯剪承载力修正公式。通过典型算例,分析了不同参数下修正公式与规范公式的设计配筋量,比较了抗弯和抗剪可靠指标的变化,并基于GB50068—2001的目标可靠指标要求,探讨了考虑弯剪相关性的必要性。

多因素作用下建筑物耐久性检测与研究

以南方沿海某建筑物为研究对象,探讨建筑物在多因素腐蚀作用下的耐久性问题。重点研究了导致该情况发生的耐久性影响因素,检测了该建筑物混凝土保护层的碳化深度、游离氯离子浓度及浓度-深度的变化梯度。在检测中发现其碳化深度均已经超过了混凝土保护层厚度,而不同构件的氯离子含量却相差很大。对该情况出现的原因及产生的后果进行了讨论,断定为是在南方沿海的气候环境下,混凝土保护层的碳化、氯离子侵蚀等多因素的共同作用,最终导致了该建筑物的迅速劣化。

改性环氧树脂在混凝土构件缺陷处理中的应用

普通环氧树脂存在易脆、收缩较大的缺点 ,故需要进行改性处理 ,以满足工程耐久性的要求。结合工程实例分析了混凝土构件缺陷产生原因 ,介绍了改性环氧树脂材料组合、试验等情况以及处理混凝土构件缺陷的具体施工步骤。通过用超声波对处理前后的混凝土梁和基准梁检测 。

既有混凝土受弯构件承载性能评估

总结了国内外既有混凝土受弯构件的试验及理论研究成果,探讨了既有混凝土受弯构件承载性能的评估方法,指出了既有混凝土受弯构件承载性能评估中的若干问题。

钢筋混凝土构件耐久性灰色评估方法研究

钢筋混凝土构件耐久性影响因素主要有环境介质、混凝土本身质量的好坏、保护层厚度、碳化深度、钢筋锈蚀率及强度衰减率等,综合考虑这些因素建立钢筋混凝土构件耐久性影响因素指标序列,采用灰色系统理论中灰色相对关联度的概念研究钢筋混凝土构件耐久性定性评判的原理及方法,并以实例验证。

混凝土保护层厚度变化对受弯构件抗弯承载力影响的研究

通过钢筋混凝土受弯构件承载力变化系数研究分析了保护层厚度变化(增加及降低)对钢筋混凝土受弯构件抗弯承载力的影响,可得以下主要结论:①受弯构件承载力变化系数受初始保护层厚度、混凝土强度等级、纵筋面积、纵筋级别的影响不显著;②受弯构件承载力变化系数受保护层厚度变化值、截面尺寸的影响显著;③通过多级回归分析获得了可充分考虑受弯构件锚固破坏的承载力变化系数计算模型。

钢筋混凝土构件的安全鉴定分析

从影响建筑安全性的钢筋混凝土结构构件各种质量问题入手 ,分析了钢筋混凝土结构构件裂缝、钢筋混凝土结构构件变形等对建筑安全性的影响 ,并提出了鉴定方法。

提高钢筋混凝土构件安全性评级精度的探讨

本文对建筑可靠性鉴定中混凝土构件承载力验算及安全性评级存在的问题进行探讨,在建筑结构安全性鉴定工作中具有实用意义。

玻璃纤维筋混凝土桥梁护栏性能分析

常规钢筋混凝土护栏中钢筋比重大、易发生腐蚀,而玻璃纤维筋质轻、耐腐蚀,以玻璃纤维筋代替常规钢筋的新型玻璃纤维筋混凝土护栏能有效解决常规混凝土护栏重量大、易腐蚀等问题。结合新型的SS级玻璃纤维筋混凝土桥梁护栏,对其安全性、耐久性、经济性和轻量化等进行分析。

钢筋混凝土弯扭构件承载力验算方法与安全性

对于钢筋混凝土弯扭构件的配筋设计,我国《混凝土结构设计规范》(GBJ 10—89,GB 50010—2002和GB50010—2010)基本沿用了相同的思路,常称为"简化实用算法",即忽略弯扭相关性,受弯扭构件纵向钢筋截面面积分别按受弯构件的正截面受弯承载力和剪扭构件的受扭承载力计算确定,并叠加配置在相应的位置。但现行混凝土规范(GB 50010—2010)没有给出弯扭承载能力验算公式,有人错误地混淆设计和验算的关系,认为按现行混凝土规范(GB 50010—2010)设计的弯扭构件承载能力严重偏低且对应的可靠指标远不能满足《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068—2001)的目标可靠指标。基于弯扭相关性,提出钢筋混凝土弯扭构件承载能力简化验算方法,并对其安全性进行探讨,得出的结论具有指导意义,有助读者正确和深入地理解我国《混凝土结构设计规范》。

核安全相关混凝土结构全寿期性能评价研究现状

从材料和结构层面论述各种影响因素下钢筋混凝土结构耐久性的国内外研究和核安全相关构筑物全寿期性能评估的现状和进展,阐明后续核安全相关混凝土结构全寿期性能评价研究的发展方向,为核电厂安全相关构筑物老化管理和状态评估提供参考。

某钢筋混凝土结构的耐久性分析与评估

以某大学的锅炉房改造工程为背景,通过阐述影响混凝土结构耐久性的主要因素,结合工程实例的现场检测与鉴定情况,进行钢筋混凝土结构的耐久性分析,并给出了后续使用时间,为今后此类工程的耐久性鉴定分析提供了参考。