【摘要】：預(yù)應(yīng)力混凝土作為一種實(shí)惠的高強(qiáng)建筑材料,在建筑工程中的地位不斷提高,預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋也在近代建筑中占了相當(dāng)大的比重。然而近年來,不斷地有已建成的預(yù)應(yīng)力梁橋因腐蝕破壞發(fā)生抗力退化甚至提前失效,尤其是處于富含氯離子環(huán)境中的預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),會(huì)受到更加嚴(yán)重的腐蝕影響而失去可靠性,這是由于結(jié)構(gòu)中游離的氯離子會(huì)作為催化劑加速腐蝕的過程。為維護(hù)結(jié)構(gòu)的可靠性和耐久性,本文對(duì)氯鹽腐蝕下預(yù)應(yīng)力梁橋的可靠性進(jìn)行了分析,針對(duì)氯離子環(huán)境中預(yù)應(yīng)力混凝土的腐蝕開展了探討和研究。主要內(nèi)容如下:(1)進(jìn)行了壓應(yīng)力狀態(tài)下的鹽霧試驗(yàn),對(duì)壓應(yīng)力狀態(tài)下不同水灰比、不同深度的氯離子含量進(jìn)行了對(duì)比分析。闡述了氯離子傳輸理論,說明了多方面因素對(duì)氯離子擴(kuò)散的影響,概述了已有研究中應(yīng)力下的氯離子擴(kuò)散模型。對(duì)氯離子擴(kuò)散基本模型進(jìn)行了多因素修正,并使用試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該修正模型進(jìn)行驗(yàn)證。由修正模型推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的腐蝕開始時(shí)間模型,并對(duì)不同應(yīng)力下的結(jié)果做出對(duì)比。(2)簡單介紹了預(yù)應(yīng)力鋼絞線腐蝕的機(jī)理、斷口形態(tài),分別列出了鋼筋和鋼絞線在均勻腐蝕和點(diǎn)蝕下的腐蝕面積計(jì)算方式。由于鋼絞線是用特殊工藝制成(7根高強(qiáng)鋼絲捻制),其特殊截面幾何特性導(dǎo)致其點(diǎn)蝕面積計(jì)算十分復(fù)雜�，F(xiàn)今對(duì)鋼絞線點(diǎn)蝕面積計(jì)算還未有較為明確的研究,本文對(duì)鋼絞線截面點(diǎn)蝕的路徑進(jìn)行了三種模擬,并說明了這三種模擬方法的特點(diǎn)。之后,提出了簡化法以簡化模擬在計(jì)算時(shí)的復(fù)雜度,通過將計(jì)算值和試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比驗(yàn)證模擬的準(zhǔn)確性。對(duì)單根鋼絞線的抗力模型進(jìn)行了推導(dǎo),進(jìn)而規(guī)劃出結(jié)構(gòu)抗力的有效取值范圍。(3)對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性進(jìn)行了簡述,列舉了一部分可靠度計(jì)算方法。以某橋?yàn)閷?shí)例背景,編制MATLAB程序?qū)υ摌蜻M(jìn)行抗力計(jì)算,并使用蒙特卡洛法得出該橋服役100年內(nèi)的失效概率。分別考慮了混凝土強(qiáng)度時(shí)變、不同腐蝕電流密度、不同保護(hù)層厚度和不同海洋環(huán)境對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋失效概率的影響。
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U448.35
【圖文】：

圖１．２世界上第一座預(yù)應(yīng)力混凝土桁架橋一－聯(lián)邦德國芒法爾河谷橋逡逑

逑圖１．４開裂破壞邐圖１．５腐蝕破壞逡逑以上四種病害在預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋中并不是單獨(dú)存在的，而是相輔相成，互相影響，逡逑彼此深化。本文主要研究預(yù)應(yīng)力混凝土梁的腐蝕破壞，筆者將在下文中對(duì)該腐蝕破壞進(jìn)逡逑行更加詳細(xì)的介紹。逡逑１．３腐蝕破壞逡逑１．３．１腐蝕破壞的概念和機(jī)理逡逑腐蝕破壞是橋梁建筑損害的主要原因之一，腐蝕會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)銹脹開裂，鋼筋逡逑結(jié)構(gòu)不完整，截面有效面積減小，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載性能降低，抗拉及抗彎性能弱化，進(jìn)而逡逑影響結(jié)構(gòu)整體的耐久和使用壽命。腐蝕發(fā)生的原因主要包括混凝土的碳化和氯離子的侵逡逑蝕。逡逑混凝土碳化是大氣中的二氧化碳和水結(jié)合后，與混凝土的主要成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，逡逑并使其轉(zhuǎn)化為碳酸鈣的過程在這個(gè)過程中，原本呈堿性的混凝土將會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為中逡逑性，ＰＨ值不斷降低。當(dāng)ＰＨ值降低到一定程度時(shí)，鋼筋表面原有的化學(xué)反應(yīng)生成的保護(hù)逡逑膜將遭到破壞。逡逑氯離子侵蝕是結(jié)構(gòu)中游離的氯離子與鋼筋發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)

２．１．３試驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論逡逑本試驗(yàn)中，主要變量有兩個(gè)，分別是水灰比和應(yīng)力水平（ＯＭＰａ、８ＭＰａ和１６ＭＰａ）。逡逑無應(yīng)力時(shí)，三種不同水灰比下的氯離子含量隨混凝土深度的變化如圖２．１所示。逡逑０３邐０．２５邋－Ｉ逡逑ｍ邐Ｘ邐一無應(yīng)力逡逑０２５邋■邋Ａ邐水灰比。．３５邐0．２邋－逡逑％邐一＾水灰比０．３０邐Ｉ邐—Ａ—應(yīng)力為８ＭＰａ逡逑ｆ。’２邋－邐＼邐．水灰比Ｗ邐Ｉ邋°－１５邋－邐＼邐＋應(yīng)力o擼徨義希傘＃保靛澹危苠危卞危苠義希﹀

本文編號(hào)：2768922