碳化作用下在役混凝土桥梁时变可靠度评估

《碳化作用下在役混凝土桥梁时变可靠度评估》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、学兔兔www.xuetutu.com84桥梁结构城市道桥与防洪2011年4月第4期碳化作用下在役混凝土桥梁时变可靠度评估刘爱民，岳申舟，汪罗英(1．上海同盛内河航道建设发展有限公司，上海200092；2．上海市城市建设设计研究院，上海200125)摘要：该文总结了基于碳化的钢筋混凝土退化模型，建立了一般大气环境下考虑碳化平均锈蚀的弯曲抗力退化模型，用MonteCarlo方法编制了退化钢筋混凝土构件及系统的时变可靠度计算程序。以一座公路简支板桥为算例，结果表明：在一般大气环境下考虑碳化引起的平均锈蚀，桥梁承载能力时变可靠度在45a左右即下降到设计目标

2、可靠度，从而需要补强，无法达到设计使用期；同时建议将混凝土保护层开裂时间作为桥梁检查或维修参考点。关键词：碳化；平均锈蚀；MonteCarlo法；时变可靠度中图分类号：U448．33文献标识码：A文章编号：1009—7716(2011)o4一o084—030引言=K‰k,,k,kefmc-kl—7一·Jmc-O．761()(3)＼cu／量大面广的在役混凝土桥梁，由于材料性能式中，km~~N(1．8,0．25)，为碳化深度计算模式不断退化导致承载力日益下降，其实际使用期远不定系数；为混凝土立方体抗压强度，MPa；舢．低于设计使用期，成为公路安全运输的

3、巨大隐患。为混凝土立方体抗压强度平均值与标准值的比如何有效地识别承载力的下降，实现桥梁适时维值；ki为碳化速度钢筋位置修正系数，角部1．4，非修，是公路管养部门面临的难题¨．4】。角部1．0；kco为二氧化碳浓度修正系数；

4、i}=1．，为2在一般大气环境下工作的桥梁结构，退化最z浇注面修正系数；ks为工作应力修正系数，受压常见的因素是混凝土的碳化。碳化造成混凝土PH1．0，受拉1．1；ke为环境影响系数。值下降，使钢筋失去弱碱性的包含，导致钢筋锈1．2钢筋锈蚀速率蚀，从而引起钢筋混凝土结构性能的退化。在碳混凝土保护层开裂前钢筋锈蚀速率为：化模型方面

5、，国内外众多学者在混凝土碳化的机理、影响因素、模型建立等方面做了大量的工作，A1=46kk，ke(RH一0．45)c(4)为混凝土结构性能的研究和安全评估提供了重混凝土保护层开裂后钢筋锈蚀速率为：要的依据【51。f4．0Al一187．5A1A1≤o．008⋯A、本文在总结已有碳化模型研究的基础上，建e2l2．5AA≤0．o08(5)立了在役钢筋混凝土桥梁的弯曲抗力退化模型，式中，km~--N(1．0,0．15)，为钢筋锈蚀速率计算给出了公路桥梁恒载、活载概率模型，并采用蒙特模式不定系数；．j}为钢筋位置修正系数，角部1．6，卡洛方法编制计算程序对在

6、役桥梁的构件及体系非角部1．0；

7、j}为小环境条件修正系数。可靠度进行求解。1．3混凝土保护层锈涨开裂时间1基于碳化的钢筋混凝土退化模型保护层锈涨开裂的起始时间为：1．1钢筋开始锈蚀时间t，=+(6)Al’混凝土碳化条件下钢筋锈蚀开始时间t：式中，6，为保护层锈涨开裂时的临界钢筋锈f孕)z(1){／蚀深度，mm，由下式确定：f＼式中，为碳化残量，mm；c为混凝土保护层6Ij}⋯k(0．008+0．0o055f~~+0．022)(7)＼厚度，mm；Ji}为碳化系数。0J式中，-N(1．03，0．15)，为钢筋临界锈蚀深度Xo=4．86(-RH+1．5

8、RH一0．45)(c一5)0nf~-2．30)(2)计算模式不定系数；七为钢筋位置影响系数；D。式中以为混凝土立方体抗压强度标准值，MPa；为钢筋初始公称直径。RH为环境湿度，％。1．4钢筋锈蚀率收稿日期：2011-02—24钢筋锈蚀对承载能力的影响，最终都反应在作者简介：刘爱民(1976一)，男，上海人，项目负责人，从事项目管理和技术工作。锈蚀率卵上来。学兔兔www.xuetutu.com2011年4月第4期城市道桥与防洪桥梁结构85力极限状态下，弯曲功能函数如下f61：Do-D(t)(8)77：—77—————-一L6D尺㈣(ho-~-)+(6

9、。一](15)『D0，t≤t式中，R)为弯曲抗力，是非平稳随机过程；．sD(￡)={D0--2A10一t)，￡<≤￡。(9)为弯曲效应；为等效受压区高度。jD0—2Al(t-t)一2A2(￡一t，)，t>t，式中，D(f)为运营时间t时的钢筋直径，mm；其(16)它符号意义同上文。1．5退化后的混凝土强度由于混凝土退化过程，其标准差有小变大，使．混凝土立方体、棱柱体强度均不拒绝正态分得结构很有可能出现超筋破坏。这时需要采用下布。一般大气环境下退化后混凝土强度采用下式式：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