干寒地区混凝土梁桥病害机理分析及耐久性评估

摘要

随着我国公路交通事业的蓬勃发展，桥梁作为重要的交通设施，发挥着不可替代的作用。然而，大量桥梁受环境变迁、交通荷载增加以及自身材料劣化的影响，出现了不同程度的病害。特别是我国西北干寒地区，由于干燥、寒冷和强紫外线等恶劣气候的影响，导致该地区桥梁结构抵抗自然劣化和腐蚀的性能减弱，承载能力降低，不能满足其适用性和安全性，严重影响了桥梁在设计使用年限内的耐久性，对人们的安全出行构成了巨大的威胁。因此，干寒地区混凝土桥梁耐久性的研究刻不容缓。
　　本文以西北干寒地区混凝土梁桥为研究对象，对该地区干线公路上的梁桥病害进行调查，深入分析了气候环境和交通荷载状况对该地区混凝土梁桥耐久性的影响。从中选取150座梁桥作为样本进行病害统计，经分析这些梁桥病害程度近似服从正态分布，运用偏斜度、峰值检验法等数理统计方法验证分布的正态性，证明了干寒地区总体梁桥的病害程度大致服从正态分布。在此基础上，对影响混凝土梁桥耐久性的主要病害进行机理分析。
　　研究了混凝土桥梁耐久性评估的相关理论，并对耐久性综合评估方法进行分析比较;剖析了未确知测度理论对混凝土梁桥耐久性评估的适用性，对未确知测度理论详细阐述。构建针对干寒地区地域性环境特征的混凝土梁桥耐久性评估指标体系，对评估指标进行量化。通过参考相关标准及规范的规定，确定干寒地区混凝土梁桥耐久性评估等级和各指标的评价标准。
　　基于熵权法和未确知测度理论构建干寒地区混凝土梁桥耐久性评估模型，即构造单指标未确知测度函数，运用熵权法确定指标权重，按照置信度识别准则对多指标未确知测度向量进行综合评估。通过实例分析实现了对多座桥梁的耐久性状态排序，检验了该模型的有效性和可操作性，有助于桥梁管理人员清晰地把握全线梁桥的耐久性状况，合理地安排养护资源，为桥梁的耐久性维护决策提供建议，进而提高桥梁养护资金的利用效率。因此，对干寒地区混凝土梁桥的耐久性评估，不仅对在役桥梁具有科学管理的现实意义，而且对待建桥梁耐久性设计具有重要的指导意义。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．2．3 领域目前存在的主要问题

1．3 主要研究内容

1．4 技术路线

2 干寒地区混凝土梁桥病害调查与机理分析

2．1 干寒地区混凝土桥梁概况

2．1．1 干寒地区混凝土桥梁现状

2．1．2 气候、环境特征对干寒地区混凝土桥梁结构的影响

2．1．3 交通荷载状况调查

2．2 干寒地区混凝土梁桥病害统计与分析

2．2．1 混凝土梁桥各分部常见病害统计与病害程度分类

2．2．2 混凝土梁桥病害程度概率分布及其分布假设检验

2．3 影响混凝土梁桥耐久性的主要病害机理分析

2．3．1 混凝土桥梁结构冻融破坏

2．3．2 除冰盐对混凝土桥梁结构的侵蚀

2．3．3 桥梁结构的混凝土碳化

2．3．4 混凝土桥梁结构的钢筋锈蚀

2．3．5 影响混凝土梁桥耐久性的其他因素

2．4 本章小结

3 干寒地区混凝土梁桥耐久性评估的理论研究

3．1 混凝土桥梁耐久性理论

3．1．1 耐久性的内涵

3．1．2 混凝土桥梁耐久性评估内容

3．1．3 混凝土桥梁耐久性综合评估方法研究

3．2 未确知测度理论

3．2．1 未确知信息

3．2．2 未确知测度理论

3．2．3 未确知测度理论对混凝土梁桥耐久性评估适用性分析

3．3 本章小结

4 干寒地区混凝土梁桥耐久性评估指标体系

4．1 建立干寒地区混凝土梁桥耐久性评估指标体系

4．1．1 评价指标选取依据的标准、规范

4．1．2 干寒地区混凝土梁桥耐久性评估指标体系的建立

4．2 干寒地区混凝土梁桥耐久性评估指标的量化

4．3 确定混凝土梁桥耐久性评估指标的评价标准

4．4 本章小结

5 构建干寒地区混凝土梁桥耐久性评估模型

5．1 基于未确知测度理论的梁桥耐久性评估流程及评估等级

5．1．1 未确知测度理论的混凝土梁桥耐久性评估流程

5．1．2 混凝土梁桥耐久性评估等级的确定

5．2 基于未确知测度理论的混凝土梁桥耐久性评估模型

5．2．1 混凝土梁桥耐久性评估空间

5．2．2 混凝土梁桥耐久性评估单指标未确知测度模型

5．2．3 信息熵赋权法确定指标权重

5．2．4 混凝土梁桥耐久性评估多指标综合测度模型

5．2．5 混凝土梁桥综合评估分析

5．3 本章小结

6 工程实例应用

6．1 桥梁概况

6．1．1 桥梁结构概述

6．1．2 桥梁病害分析

6．2 评估指标实测值的确定

6．3 基于未确知测度理论的耐久性评估过程

6．3．1 单指标未确知测度计算

6．3．2 多指标综合未确知测试计算

6．3．3 样本识别与排序

6．4 评估结果汇总与分析

6．5 本章小节

7 结论与展望

7．1 结论

7．2 研究展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果