海蝕環(huán)境下近海橋梁結(jié)構(gòu)通�？煞譃榇髿鈪^(qū)、浪濺區(qū)、潮差區(qū)、淹沒區(qū)和海底泥土區(qū)5個腐蝕帶,立面差異化腐蝕環(huán)境會導(dǎo)致近海橋墩出現(xiàn)分區(qū)不均勻劣化現(xiàn)象。其中,橋墩浪濺區(qū)和潮差區(qū)由于不斷遭受干濕循環(huán)作用且與空氣充分接觸,具有最優(yōu)腐蝕環(huán)境,是結(jié)構(gòu)性能退化最為嚴(yán)重的部位。目前,各國學(xué)者關(guān)于海蝕環(huán)境下橋梁結(jié)構(gòu)腐蝕的獨(dú)有特征及其對結(jié)構(gòu)抗震性能的影響鮮有研究。揭示橋墩特殊立面不均勻腐蝕所導(dǎo)致的地震作用下結(jié)構(gòu)失效模式和力學(xué)行為演化規(guī)律,了解海蝕環(huán)境下橋梁抗震性能,對近海橋梁的震害預(yù)測及災(zāi)害風(fēng)險管理具有重要意義。本文基于擬靜力試驗、振動臺試驗和數(shù)值模擬方法對上述問題開展研究,主要研究內(nèi)容、方法及結(jié)果如下:（1）開展了海蝕環(huán)境下近海橋墩擬靜力試驗研究,研究了浪濺潮差區(qū)在橋墩中間部位情況下的性能劣化特征及抗震性能。設(shè)計并建造6個具有相同幾何尺寸及材料性能的圓形截面懸臂橋墩,采用電化學(xué)加速銹蝕方法實現(xiàn)試件浪濺潮差區(qū)由無到嚴(yán)重的腐蝕損傷狀態(tài)。橋墩低周往復(fù)加載破壞現(xiàn)象及試驗結(jié)果表明:浪濺潮差區(qū)與淹沒區(qū)的嚴(yán)重性能退化差異可導(dǎo)致塑性鉸上移,發(fā)生顯著異于設(shè)計預(yù)期的結(jié)構(gòu)破壞。以塑性鉸轉(zhuǎn)移時對應(yīng)橋墩銹蝕率為轉(zhuǎn)折點(diǎn),左區(qū)間內(nèi)構(gòu)件抗震... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：145 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

腐蝕環(huán)境中RC橋梁

近 170 座橋梁出現(xiàn)不同程度破壞。1999 年臺灣 Chi-Chi 地座橋梁破壞極為嚴(yán)重。2008 年四川省汶川地震，649 座位于重災(zāi)區(qū)的31.3%中等程度受損，4.3%嚴(yán)重受損，并有 20 座以上橋梁倒塌。歷成的災(zāi)害不斷的提醒科研工作者，要更加深入的了解橋梁在整個服役能力的改變，進(jìn)而為工程領(lǐng)域橋梁結(jié)構(gòu)的修復(fù)和維護(hù)提供依據(jù)和策略受設(shè)計地震動強(qiáng)度作用時，盡可能達(dá)到設(shè)計目標(biāo)，不發(fā)生嚴(yán)重破壞或倒近海橋梁處于高鹽高濕海洋環(huán)境中，發(fā)生腐蝕損傷的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)構(gòu)，性能退化更為嚴(yán)重，地震災(zāi)害作用下局部或整體倒塌的風(fēng)險更大由于海水的潮汐和波浪作用，近海橋梁結(jié)構(gòu)立面不同高度處腐蝕環(huán)境差異，由上到下可分為大氣區(qū)、浪濺區(qū)和潮差區(qū)以及淹沒區(qū)。不同區(qū)表面氯離子濃度、含氧量和相對濕度不同，加上干濕循環(huán)作用，將產(chǎn)能退化差異（圖 1-2）。目前對腐蝕橋梁抗震性能的研究大多集中于，此類非均勻腐蝕現(xiàn)象，以及該現(xiàn)象導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)在地震作用下不同于的力學(xué)性能演化尚未得到重視。在地震和海蝕環(huán)境的雙重作用下，近役安全面臨嚴(yán)重挑戰(zhàn)，抗震性能急需進(jìn)行深入詳細(xì)的研究。

2+ -2 2 2Fe + 2cl + 4 H O Fecl 4 H O式（1-11）中鐵基體失去的電子通過鋼筋傳遞至陰極，陰極發(fā)生鋼筋表面氧氣和水得電子生成 OH-的過程，化學(xué)式描述為：-2 22 H O+ O + 4e 4OH陰極生成后，一般通過導(dǎo)電介質(zhì)溶液轉(zhuǎn)移到陽極，與 和成2Fe(OH) 。當(dāng)氧氣充足時， 進(jìn)一步氧化為3Fe(OH) ：2 -2- -2 2 2 22 2 2 3Fe 2OH Fe(OH)Fe c l 4 H O 2OH Fe(OH) 4 H O 2cl4 Fe(OH) O 2 H O 4 Fe(OH) 公式（1-11）-（1-14）可以看出，銹蝕電流回路形成過程中氯離和生成物同時出現(xiàn)，其濃度在原電池中并沒有被消耗。相反，由響，鋼筋表面氯離子濃度會持續(xù)不斷增大。因此，近海橋梁結(jié)構(gòu)開始，性能退化迅速，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)抗震能力，需要得到重視

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[9]海洋大氣中橋梁盆式支座腐蝕失效故障樹分析[J]. 鄭軒.  公路工程. 2013(06)
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碩士論文
[1]氯離子腐蝕條件下跨海橋梁橋墩擬靜力分析與試驗設(shè)計[D]. 巴希.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]HRB500高強(qiáng)鋼筋低周疲勞性能研究[D]. 呂品.大連理工大學(xué) 2011
[3]鋼筋混凝土橋梁耐久性設(shè)計探討[D]. 劉志杰.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2009



本文編號：3441725