碳化作用下在役混凝土橋梁時變可靠度評估

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1、學(xué)兔兔www.xuetutu.com84橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2011年4月第4期碳化作用下在役混凝土橋梁時變可靠度評估劉愛民，岳申舟，汪羅英(1．上海同盛內(nèi)河航道建設(shè)發(fā)展有限公司，上海200092；2．上海市城市建設(shè)設(shè)計研究院，上海200125)摘要：該文總結(jié)了基于碳化的鋼筋混凝土退化模型，建立了一般大氣環(huán)境下考慮碳化平均銹蝕的彎曲抗力退化模型，用MonteCarlo方法編制了退化鋼筋混凝土構(gòu)件及系統(tǒng)的時變可靠度計算程序。以一座公路簡支板橋為算例，結(jié)果表明：在一般大氣環(huán)境下考慮碳化引起的平均銹蝕，橋梁承載能力時變可靠度在45a左右即下降到設(shè)計目標(biāo)

2、可靠度，從而需要補強，無法達(dá)到設(shè)計使用期；同時建議將混凝土保護(hù)層開裂時間作為橋梁檢查或維修參考點。關(guān)鍵詞：碳化；平均銹蝕；MonteCarlo法；時變可靠度中圖分類號：U448．33文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009—7716(2011)o4一o084—030引言=K‰k,,k,kefmc-kl—7一·Jmc-O．761()(3)＼cu／量大面廣的在役混凝土橋梁，由于材料性能式中，km~~N(1．8,0．25)，為碳化深度計算模式不斷退化導(dǎo)致承載力日益下降，其實際使用期遠(yuǎn)不定系數(shù)；為混凝土立方體抗壓強度，MPa；舢．低于設(shè)計使用期，成為公路安全運輸?shù)?/p>

3、巨大隱患。為混凝土立方體抗壓強度平均值與標(biāo)準(zhǔn)值的比如何有效地識別承載力的下降，實現(xiàn)橋梁適時維值；ki為碳化速度鋼筋位置修正系數(shù)，角部1．4，非修，是公路管養(yǎng)部門面臨的難題¨．4】。角部1．0；kco為二氧化碳濃度修正系數(shù)；

4、i}=1．，為2在一般大氣環(huán)境下工作的橋梁結(jié)構(gòu)，退化最z澆注面修正系數(shù)；ks為工作應(yīng)力修正系數(shù)，受壓常見的因素是混凝土的碳化。碳化造成混凝土PH1．0，受拉1．1；ke為環(huán)境影響系數(shù)。值下降，使鋼筋失去弱堿性的包含，導(dǎo)致鋼筋銹1．2鋼筋銹蝕速率蝕，從而引起鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能的退化。在碳混凝土保護(hù)層開裂前鋼筋銹蝕速率為：化模型方面

5、，國內(nèi)外眾多學(xué)者在混凝土碳化的機理、影響因素、模型建立等方面做了大量的工作，A1=46kk，ke(RH一0．45)c(4)為混凝土結(jié)構(gòu)性能的研究和安全評估提供了重混凝土保護(hù)層開裂后鋼筋銹蝕速率為：要的依據(jù)【51。f4．0Al一187．5A1A1≤o．008?A、本文在總結(jié)已有碳化模型研究的基礎(chǔ)上，建e2l2．5AA≤0．o08(5)立了在役鋼筋混凝土橋梁的彎曲抗力退化模型，式中，km~--N(1．0,0．15)，為鋼筋銹蝕速率計算給出了公路橋梁恒載、活載概率模型，并采用蒙特模式不定系數(shù)；．j}為鋼筋位置修正系數(shù)，角部1．6，卡洛方法編制計算程序?qū)υ?/p>

6、役橋梁的構(gòu)件及體系非角部1．0；

7、j}為小環(huán)境條件修正系數(shù)?？煽慷冗M(jìn)行求解。1．3混凝土保護(hù)層銹漲開裂時間1基于碳化的鋼筋混凝土退化模型保護(hù)層銹漲開裂的起始時間為：1．1鋼筋開始銹蝕時間t，=+(6)Al’混凝土碳化條件下鋼筋銹蝕開始時間t：式中，6，為保護(hù)層銹漲開裂時的臨界鋼筋銹f孕)z(1){／蝕深度，mm，由下式確定：f＼式中，為碳化殘量，mm；c為混凝土保護(hù)層6Ij}?k(0．008+0．0o055f~~+0．022)(7)＼厚度，mm；Ji}為碳化系數(shù)。0J式中，-N(1．03，0．15)，為鋼筋臨界銹蝕深度Xo=4．86(-RH+1．5

8、RH一0．45)(c一5)0nf~-2．30)(2)計算模式不定系數(shù)；七為鋼筋位置影響系數(shù)；D。式中以為混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值，MPa；為鋼筋初始公稱直徑。RH為環(huán)境濕度，％。1．4鋼筋銹蝕率收稿日期：2011-02—24鋼筋銹蝕對承載能力的影響，最終都反應(yīng)在作者簡介：劉愛民(1976一)，男，上海人，項目負(fù)責(zé)人，從事項目管理和技術(shù)工作。銹蝕率卵上來。學(xué)兔兔www.xuetutu.com2011年4月第4期城市道橋與防洪橋梁結(jié)構(gòu)85力極限狀態(tài)下，彎曲功能函數(shù)如下f61：Do-D(t)(8)77：—77—————-一L6D尺㈣(ho-~-)+(6

9、。一](15)『D0，t≤t式中，R)為彎曲抗力，是非平穩(wěn)隨機過程；．sD(￡)={D0--2A10一t)，￡<≤￡。(9)為彎曲效應(yīng)；為等效受壓區(qū)高度。jD0—2Al(t-t)一2A2(￡一t，)，t>t，式中，D(f)為運營時間t時的鋼筋直徑，mm；其(16)它符號意義同上文。1．5退化后的混凝土強度由于混凝土退化過程，其標(biāo)準(zhǔn)差有小變大，使．混凝土立方體、棱柱體強度均不拒絕正態(tài)分得結(jié)構(gòu)很有可能出現(xiàn)超筋破壞。這時需要采用下布。一般大氣環(huán)境下退化后混凝土強度采用下式式：描述：0．8fAho+(~：b-0．8)0(6'y--b)h'I／，(￡)=1．

10、3781exp[一0．0187(1nt一1．7282)‘0(10)A一(-0．86o式中，or(￡)=(0．0347t+0