混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)與評(píng)估.pdf

1、本文以國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“氯鹽侵蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與評(píng)估基礎(chǔ)理論研究”和中國(guó)博士后科研基金項(xiàng)目“防腐體系對(duì)跨海高性能混凝土橋梁使用壽命組合效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究”為依托，以浙江省交通廳科技支助項(xiàng)目“公路混凝土橋梁結(jié)構(gòu)耐久性評(píng)估研究”為背景，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設(shè)計(jì)、評(píng)估以及基于耐久性評(píng)估的修復(fù)進(jìn)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(jì)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(gè)層次分別探討了耐久性優(yōu)化設(shè)

2、計(jì)方法。對(duì)混凝土材料，提出了耐久性優(yōu)化設(shè)計(jì)的總功效系數(shù)法，對(duì)混凝土構(gòu)件，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)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(jì)模型。對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)體系，則以傳力樹(shù)為基礎(chǔ)，提出了耐久性貢獻(xiàn)系數(shù)設(shè)計(jì)法。 對(duì)在役混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性進(jìn)行評(píng)估是評(píng)價(jià)其工作性態(tài)是否滿足設(shè)計(jì)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(gè)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(píng)估模型，并定義了橋梁結(jié)構(gòu)全壽命周期的五個(gè)耐久性典型狀態(tài)，以五個(gè)典型狀態(tài)來(lái)評(píng)估橋梁現(xiàn)有耐久性水平，三個(gè)層次均劃分為五個(gè)模糊等級(jí)，對(duì)應(yīng)于完好、較好，較差，差，危險(xiǎn)五個(gè)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(duì)各個(gè)模糊等級(jí)的隸屬度，用可信度與頻數(shù)統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的CMFS方法確定權(quán)重，用綜合隸屬度評(píng)分法進(jìn)行等級(jí)評(píng)定。同時(shí)，研究了分層抽樣理論在構(gòu)件層次的耐久性評(píng)估中的應(yīng)用問(wèn)題，提出了精度控制與費(fèi)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(píng)估流程，用Mat1ab語(yǔ)言編制了評(píng)估程序，用該程序?qū)φ憬∷淖谝刍炷翗蛄哼M(jìn)行耐久性評(píng)估，評(píng)估結(jié)果與實(shí)際情況十分吻合?；谠摮绦蜷_(kāi)發(fā)的《公路混凝土橋梁耐久性評(píng)估軟件系統(tǒng)1.O版》，已通過(guò)浙

5、江省交通廳的鑒定并初步運(yùn)用于浙江省公路橋梁管理系統(tǒng)，效果良好。 針對(duì)耐久性設(shè)計(jì)、修復(fù)設(shè)計(jì)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(píng)估方法?；诮Y(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(shí)期的耐久性變化狀況、成本組成及其時(shí)間價(jià)值，采用修復(fù)費(fèi)用、修復(fù)工作量、修復(fù)時(shí)間、可靠性、耐久性、適修性、恢復(fù)性和環(huán)境屬性8個(gè)指標(biāo)，將混凝土結(jié)構(gòu)耐久性修復(fù)等級(jí)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(gè)模糊等級(jí)。采用模糊