高桩码头健康评估技术研究

摘要

高桩码头健康评估技术的研究，有利于高桩码头的质量鉴定、运行期间水工结构是否带病工作的评判，在节约经济和人力的条件下最大限度地保证港口码头基础设施的工作，有助于加强高桩码头健康与安全管理。研究成果对提高高桩码头健康安全生产水平具有重要意义。
　　本文在对高桩码头结构安全性、使用性和耐久性评估方法的分析研究基础上，提出了以可靠度理论和模糊数学理论相结合的评判方法。运用可靠度理论方法对高桩码头各类构件不同极限状态方程下的可靠指标进行计算，对钢筋锈蚀率对高桩码头结构承载力的影响进行了分析研究。运用综合评判的方法对码头结构的安全等级评估进行了研究，并以可靠度理论与模糊数学的方法分别计算高桩码头的剩余使用寿命。根据本文的研究方法，以湛江港高桩码头结构为工程实例，对湛江港高桩码头进行了评估。本文的研究内容及成果如下:
　　1.对码头结构各类构件在钢筋锈蚀影响下的钢筋强度退化模型进行了分析研究，对钢筋锈蚀影响下高桩码头结构可靠指标随时间的关系、结构可靠指标与钢筋锈蚀率的关系进行了研究，并建立了相应的关系曲线。
　　2.建立不同极限状态时的结构可靠指标的曲线。研究表明:不同构件的承载力对钢筋锈蚀率的敏感程度不同，相对较薄的面板结构的抗弯承载力对钢筋锈蚀的敏感度较大;钢筋锈蚀对不同的极限状态限制方程影响不同，抗弯承载力受钢筋截面积和锈蚀率影响较大。
　　3.运用可靠度理论方法对高桩码头各类构件不同极限状态方程下的可靠指标进行计算，对钢筋锈蚀率对高桩码头结构承载力的影响进行了分析研究。
　　4.对高桩码头结构评估方法进行了分析研究，提出了结构可靠指标与模糊数学相结合的方法对高桩码头进行安全评估。
　　5.分别用可靠度理论和模糊数学的方法研究高桩码头的剩余使用寿命，并运用综合评判的方法对码头结构的安全等级评估进行了研究。对湛江港高桩码头实际工程进行安全性评估，研究了钢筋锈蚀率对高桩码头安全性的影响以及高桩码头结构可靠指标随码头使年限的关系。
　　本文将可靠度的方法运用到模糊数学评估方法中，分析研究可靠指标与失效概率，并以此为权重建立隶属度矩阵，对高桩码头结构进行健康安全评估。研究结果在湛江港码头评估中获得了与实际使用情况较好的吻合。本文的评估方法为未来高桩码头结构的综合评判提供了新的评估方法，课题研究具有重要的理论意义与工程意义。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状

1．3 本文研究内容及思路

1．3．1 本文研究内容

1．3．2 本文研究思路

1．4 技术路线

1．5 创新点

第二章 沿海高桩码头健康状况分析

2．1 高桩码头健康影响因素

2．2 结构锈蚀破坏形式

2．2．1 高桩码头破坏特点

2．2．2 混凝土碳化破坏

2．2．3 氯离子侵蚀破坏

2．2．4 不同环境下码头结构钢筋锈蚀特征

2．2．5 钢筋混凝土结构钢筋破坏的国内外现状

2．2．6 码头结构破坏特点分析

2．3 高桩码头健康状况检测与评估内容

2．3．1 结构外观

2．3．2 整体位移

2．3．3 结构裂缝

2．4 混凝土中钢筋锈蚀检测方法

2．4．1 自然电位法

2．4．2 交流阻抗法

2．4．3 线性极化法

2．4．4 恒电量法

2．5 本章小结

第三章 高桩码头结构评估方法

3．1 可靠度理论方法

3．1．1 可靠指标与失效概率

3．1．2 可靠度与可靠指标

3．2 结构可靠度计算方法

3．2．1 一次二阶矩法

3．2．2 改进一次二阶矩法

3．3 结构体系可靠度计算方法

3．4 在役结构的动态可靠性分析方法

3．4．1 动态可靠度的定义和分析

3．4．2 在役结构动态可靠性分析的特点

3．4．3 在役结构动态可靠性的分析方法

3．5 在役结构的评估方法

3．5．1 现有评估方法

3．5．2 现有评估方法存在的问题

3．6 高桩码头结构的模糊数学评估

3．6．1 码头结构评估的模糊数学理论

3．6．2 模糊数学理论评判的步骤

3．7 本文提出的高桩码头结构的健康安全评估方法

3．8 本章小结

第四章 可靠度与模糊数学综合评估

4．1 确定码头结构参数

4．1．1 码头结构的基本参数

4．1．2 码头结构参数概率分布的确定方法

4．2 钢筋锈蚀对码头结构参数影响研究

4．2．1 钢筋面积的影响

4．2．2 钢筋强度的影响

4．2．3 混凝土强度的影响

4．2．4 构件抗力的影响

4．3 在役结构荷载估计

4．4 高桩码头结构评估内容和步骤

4．4．1 评估内容

4．4．2 评估步骤

4．5 高桩码头结构等级评估标准

4．6 高桩码头结构剩余使用寿命预测

4．7 本章小结

第五章 湛江港高桩码头结构健康安全评估

5．1 湛江港码头结构参数

5．1．1 码头结构锈蚀情况

5．1．2 码头结构参数指标

5．1．3 湛江港码头结构参数其及分布

5．1．4 数据来源

5．2 极限状态方程的建立

5．2．1 纵梁极限状态方程的建立

5．2．2 面板极限状态方程的建立

5．3 湛江港码头可靠度计算

5．3．1 基于可靠度理论的高桩码头安全性评估内容

5．3．2 纵梁抗弯承载力可靠度计算分析

5．3．3 面板承载力可靠度计算分析

5．3．4 桩基承载力可靠度计算分析

5．3．5 码头整体可靠度计算分析

5．4 湛江港使用性计算分析

5．4．1 构件裂缝开展宽度

5．4．2 构件挠度极限状态

5．4．3 钢筋锈蚀防护加固措施

5．5 基于可靠度湛江港码头结构评估

5．5．1 码头结构可靠度计算结果

5．5．2 湛江港码头结构可靠度评估

5．5．3 湛江港码头结构模糊综合评估

5．6 湛江港码头剩余使用寿看配

5．6．1 基于模数综合评估的剩余使用寿命

5．6．2 基于可靠度的剩余使用寿命

5．7 湛江港高桩码头结构健康安全评估结论

5．8 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

致谢

参考文献

作者简介

附录