港口工程高樁碼頭結構性能退化研究.pdf

1、處于嚴酷海洋環(huán)境中的港口工程結構，直接或間接都受到波浪、風、水流還有氯鹽侵蝕作用，結構性能退化問題尤為嚴重。開展港口工程高樁碼頭結構性能退化的研究，掌握其退化規(guī)律，對結構性能從定性到定量的分析，不僅與結構的安全性密切相關，而且有助于已有結構的性能評定，選擇正確的結構修復處理方法和定期維護方案，確保結構的正常工作，具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。
　　首先，本文開展了典型港口工程鋼筋混凝土結構性能退化狀況的現(xiàn)場調研，對其影響因素進行了

2、總結和分析，進行了海洋環(huán)境下高樁碼頭結構性能退化主要影響因素識別。確定了在結構型式上，高樁梁板式碼頭結構為主要研究對象，在退化形式上，鋼筋銹蝕引起的構件安全性和適用性退化、氯離子侵蝕引起的耐久性退化和樁基水平承載性能引起的整體結構性能退化為高樁碼頭結構的主要退化形式，為進一步研究高樁結構性能退化規(guī)律提供了依據(jù)和方向。
　　其次，開展了不同應力狀態(tài)下不同銹蝕程度的鋼筋混凝土梁電解液加速腐蝕試驗，研究了持續(xù)應力狀態(tài)下鋼筋銹蝕對混凝土構

3、件的影響，并開展了銹蝕鋼筋混凝土構件的結構力學性能試驗，對不同銹蝕率的試驗梁的破壞形態(tài)、裂縫開展狀況、截面應變等進行了測試和分析。建立了不均勻銹蝕情況下，基于銹脹裂縫寬度并考慮相鄰測點相互影響的鋼筋最大銹蝕率計算模型，將外觀可視、易測的銹脹裂縫寬度與鋼筋銹蝕率定量地聯(lián)系起來，可以實現(xiàn)從外觀檢測到結構性能退化預測的定量計算。給出了基于鋼筋銹蝕率的鋼筋混凝土梁抗彎承載力、抗彎剛度和構件延性退化計算方法，并提出了銹蝕率梁危險截面位置預測和結構

4、性能退化評估流程，為港口工程高樁碼頭結構提供更加科學合理的設計和維護依據(jù)。
　　再次，選取高樁碼頭中廣泛使用的后張法預應力混凝土大直徑管樁和先張法預應力高強混凝土管樁作為基礎結構代表研究其耐久性的退化規(guī)律。通過開展室內試驗研究樁基礎的混凝土本體的耐久性，獲得耐久性退化的初始邊界條件；通過對服役1~17年的大管樁和PHC管樁的現(xiàn)場調研和樁身鉆孔取樣，結合室內化學試驗，測試分析了不同取樣深度下樁身混凝土的氯離子含量，得到了不同環(huán)境和服

5、役時間對管樁氯離子擴散系數(shù)和腐蝕參數(shù)等耐久性指標的影響，在大量現(xiàn)場取樣數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎上，建立了大管樁和PHC管樁耐久性退化模型。
　　最后，在大量高樁碼頭樁基試樁資料的基礎上，分析了大位移情況下樁基水平受力過程中樁身的剛度退化和樁周土體抗力退化規(guī)律，擬合確定了適合于不同土質條件的土體抗力系數(shù)與樁基在泥面處水平位移的指數(shù)退化關系，為在不同水平荷載作用下合理選取土體抗力系數(shù)供了可靠的理論計算依據(jù)。
　　本文研究成果豐富和完善