既有鋼筋混凝土t梁時(shí)變可靠度分析

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com190科技研究城市道橋與防洪2011年4月第4期既有鋼筋混凝土T梁時(shí)變可靠度分析周鴟，鄒錦華，劉洪瑞(廣東工業(yè)大學(xué)土木與交通工程學(xué)院，廣東廣州510006)摘要：我國(guó)現(xiàn)有大量鋼筋混凝土T梁結(jié)構(gòu)，隨著服役時(shí)間不斷延長(zhǎng)，在大氣環(huán)境的作用下均存在不同程度的老化和破壞問(wèn)題。該文根據(jù)混凝土碳化及鋼筋銹蝕的機(jī)理，考慮抗力隨時(shí)間變化，對(duì)一座橋梁進(jìn)行時(shí)變可靠度分析，同時(shí)對(duì)比分析各種破壞因素對(duì)結(jié)果的影響，發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)抗力衰減的作用下，該橋在服役基準(zhǔn)期50a時(shí)已經(jīng)不能達(dá)到可靠度指標(biāo)為4．2的要求。分析結(jié)果表明，鋼筋銹蝕對(duì)可

2、靠度影響最大，可為橋梁工程耐久性評(píng)價(jià)提供有意義的參考。關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土T梁；耐久性；時(shí)變可靠度中圖分類號(hào)：U448．34文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—7716(2011)04—0190—04也隨時(shí)間不斷衰減，可靠度降低直到無(wú)法達(dá)到要0前言求，因此在抗力衰減模型中，對(duì)于混凝土和鋼筋的既有橋梁承載能力評(píng)估是橋梁管理中的主要種種損害是計(jì)算中必須考慮的。任務(wù)之一。建立有效、經(jīng)濟(jì)的橋梁承載能力評(píng)估方1．1混凝土強(qiáng)度在一般大氣條件下的變化法并使之規(guī)范化一直是管理部門和工程界所關(guān)注一般大氣條件下混凝土性能劣化主要是其碳的重要問(wèn)題。然而，目前，無(wú)

3、論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，化腐蝕，碳化使混凝土失去堿性，并逐漸失去對(duì)鋼將結(jié)構(gòu)可靠度理論用于橋梁結(jié)構(gòu)安全性評(píng)估還處筋的保護(hù)能力，此外其強(qiáng)度隨時(shí)間也有所改變。在于研究階段，尚未有成熟的方法來(lái)精確計(jì)算隨機(jī)役鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度仍然假定服從正態(tài)分變量對(duì)結(jié)構(gòu)可靠度的影響ll_，同時(shí)可靠度分析模布，其平均值和標(biāo)準(zhǔn)差可表示為時(shí)間的函數(shù)[3]：型尚未充分考慮時(shí)間變化因素，視結(jié)構(gòu)抗力和荷f)：1．4529e。。。，(1)載為靜態(tài)，與實(shí)際情況不符。在大氣環(huán)境下，由于off(t)=(0．0305t+1．2368)(2)混凝土碳化和鋼筋銹蝕，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的性能式(1

4、)、式(2)中：／x,11o"分別為混凝土28d強(qiáng)會(huì)逐步劣化，其結(jié)果是結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)、規(guī)定的條件下完成預(yù)定功能的能力降低。鋼筋混凝土度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。結(jié)構(gòu)因鋼筋銹蝕引起混凝土順筋脹裂而造成的損1．2鋼筋銹蝕引起的截面損失傷被認(rèn)為是當(dāng)今影響混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的首要原鋼筋銹蝕對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的影響主要有兩方因【2】。基于此，本文綜合考慮上述各種時(shí)變因素，面：一是銹蝕引起的鋼筋截面積減小；二是因?yàn)殇P選取廣東省道高廣線(S113)電白縣石旦橋水毀工蝕引起體積增大、順筋裂縫、保護(hù)層剝落而導(dǎo)致鋼程，針對(duì)在大氣環(huán)境的腐蝕作用下，討論既有橋梁筋與混凝土

5、之間粘結(jié)力下降。鋼筋銹蝕引起的截可靠度的動(dòng)態(tài)變化，對(duì)比分析混凝土碳化，鋼筋銹面損失與銹蝕開(kāi)始時(shí)間有顯著關(guān)系，將其描述為蝕等各種因素對(duì)橋梁可靠度的影響狀況。為科研時(shí)間的分段函數(shù)【】：項(xiàng)目《水泥混凝土橋面鋪裝耐久性技術(shù)研究》(粵2_35[托-Kjr)]公研2009—16)中混凝土耐久性分析提供一種可行的方法。R+c-~V-i-(3)aI℃C0S———一I≤￡<‘—I1抗力衰減時(shí)變分析Wcr+1．173PR一to)lc≥tc)在目前鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的損害中，影響混凝式(3)中：——混凝土碳化系數(shù)；土結(jié)構(gòu)耐久性的因素十分復(fù)雜，其所處的外界環(huán)t——

6、銹蝕開(kāi)始時(shí)間；D境條件和防護(hù)措施是影響耐久性的主要外因，主￡——混凝土保護(hù)層開(kāi)裂時(shí)間；要就是混凝土的碳化以及其引起的鋼筋銹蝕。這c——混凝土保護(hù)層厚度；些都是隨著時(shí)間的變化不斷加劇的，結(jié)構(gòu)的抗力——空氣相對(duì)濕度大于65％的概率；收稿日期：2010—11-10——作者簡(jiǎn)介：周鹛(1986一)，男，湖南衡陽(yáng)人，碩士在讀，研究方一混凝土保護(hù)層開(kāi)裂時(shí)的銹蝕量；——向?yàn)闃蛄杭庸膛c檢測(cè)。。鋼筋在t時(shí)刻的銹蝕量；學(xué)兔兔www.xuetutu.com2011年4月第4期城市道橋與防洪科技研究191——氧氣在混凝土中的擴(kuò)散系數(shù)。風(fēng)及地震)和其他荷載r沖擊

7、及制動(dòng)J等。在考慮荷1．3銹蝕引起的鋼筋力學(xué)性能變化’載作用效應(yīng)隨時(shí)問(wèn)變化的情況下，按實(shí)際情況建鋼筋在銹蝕過(guò)程中，不僅受力面積減小，而且立荷載的概率模型，確定其概率分布及統(tǒng)計(jì)參數(shù)，其力學(xué)性能也將發(fā)生改變，鋼筋塑性、伸長(zhǎng)率均隨并在此基礎(chǔ)上找出作用效應(yīng)的概率分布。著銹損量的增大而降低。其變化可以表示為：將設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期分為若干個(gè)時(shí)段，在考慮鋼筋厶--fy~(O．986—1．1992rl)(4)混凝土構(gòu)件鋼筋及混凝土劣化情況下，計(jì)算出各式(4)中：——銹蝕鋼筋名義屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；個(gè)時(shí)段抗力均值和標(biāo)準(zhǔn)差，同時(shí)根據(jù)荷載模型，計(jì)算出各個(gè)時(shí)段恒載和活載的

8、均值和標(biāo)準(zhǔn)差，就可——，規(guī)范提供的鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；以根據(jù)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)，采用可靠度計(jì)算方法(一次叼——鋼筋截面銹蝕率。二階矩法、Jc法、MonteCarlo法)計(jì)算出各個(gè)時(shí)段1．4鋼筋與混凝土協(xié)同工作性能的改