腐蝕與疲勞耦合作用下鋼筋混凝土橋梁壽命預(yù)測方法研究.pdf

1、濱海地區(qū)的鋼筋混凝土橋梁常年經(jīng)受兩方面的破壞:一方面由于海水中富含腐蝕性的氯離子通過海水和空氣運輸進(jìn)入鋼筋混凝土橋梁內(nèi)部,橋梁承受腐蝕環(huán)境因素的影響,致使鋼筋腐蝕,鋼筋混凝土橋梁使用壽命受到影響;另一方面沿海地區(qū)運營期橋梁要承受大型車輛重復(fù)荷載作用,鋼筋混凝土橋梁在重復(fù)荷載的作用下容易發(fā)生低于靜載強度的脆性的疲勞破壞,這兩方面的破壞同時存在且具有耦合性。近年來國內(nèi)外橋梁由于腐蝕環(huán)境和疲勞荷載耦合作用造成的結(jié)構(gòu)破壞和經(jīng)濟(jì)損失屢見不鮮,因此

2、腐蝕環(huán)境和疲勞耦合作用下鋼筋混凝土橋梁性能劣化過程相關(guān)問題是當(dāng)今鋼筋混凝土橋梁研究的熱點之一。
　　在全面系統(tǒng)地總結(jié)了目前國內(nèi)外有關(guān)腐蝕環(huán)境和疲勞荷載耦合作用下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能劣化過程問題的研究進(jìn)展,并通過對相關(guān)研究成果分析對比,提出現(xiàn)有研究所存在的不足的基礎(chǔ)上,從材料、構(gòu)件及結(jié)構(gòu)層次上分析鋼筋混凝土橋梁在腐蝕與疲勞耦合作用下的退化過程,提出了腐蝕與疲勞耦合作用下鋼筋混凝土橋梁壽命預(yù)測方法,以應(yīng)用于工程實際。本文主要工作和結(jié)論如

3、下:
　　1、利用二維建模數(shù)值模擬方法,對比分析了鋼筋混凝土梁內(nèi)部鋼筋產(chǎn)生不同銹坑形狀,不同銹蝕深度的情況下其力學(xué)性能的變化規(guī)律,結(jié)果表明隨著銹坑深度加深,應(yīng)力集中現(xiàn)象更加嚴(yán)重。并從構(gòu)件層次上獲得了鋼筋不均勻腐蝕對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能影響的量化結(jié)果。
　　2、采用參數(shù)化多尺度有限元建模技術(shù)建立了鋼筋混凝土橋梁有限元模型,說明了橋梁多尺度有限元模型的建模方法。
　　3、基于橋梁多尺度模型和車橋耦合振動程序,結(jié)合相關(guān)理論

4、提出了腐蝕與疲勞耦合作用下鋼筋混凝土橋梁壽命的預(yù)測方法。通過實例分析某座實際特大橋的腐蝕疲勞壽命,說明本文所提的鋼筋混凝土橋梁壽命預(yù)測方法的使用方法,并分析了橋梁壽命隨著路面狀況及車速改變情況的變化規(guī)律。結(jié)果表明隨著路面狀況惡化,橋梁壽命縮短;而隨著車速的增加,橋梁壽命變化并不大。
　　4、介紹了損傷力學(xué)和斷裂力學(xué)的基本概念和相關(guān)理論以及其在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用。初步提出了鋼筋混凝土橋梁壽命的損傷—斷裂預(yù)測方法基本原理和計算